汽動給水泵超速保護裝置改進

張一夫

摘? 要：隨著科技的迅猛發展，高新技術已高速融入電力生產行業中。智能數顯表根據其簡單的測量方式和高精度的性能，在發電企業參數監視和保護系統中，占據了主要的地位。該文通過現場實際出現的問題，進一步地優化了我廠五號機組小汽輪機超速保護系統。

關鍵詞：智能轉速表;精度;保護系統

中圖分類號：TM623? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

汽動給水泵是通過蒸汽推動驅動給水泵用于滿足鍋爐用水需求的重要輔機，其運行的穩定性直接關系著負荷的變化以及鍋爐上水量的變化。當遇到突然甩負荷等事故狀況，一旦調速系統失靈或動作過慢，汽動給水泵轉速就會迅速上升，嚴重時將會發生超速現象。由于汽動給水泵高速旋轉時，各轉動部件會產生很大的離心力，轉速越高離心力越大，當汽動給水泵超速，其零部件在工作過程中將因承受極大的離心力而受到嚴重的損壞，甚至發生“飛車”的惡性事故。因此，為了保證機組的安全運行，必須嚴格監測汽動給水泵的轉速，并通過超速保護裝置及時有效地采取保護措施。

1 設備概況

某公司五號機組是660 MW的火力發電機組，共有兩臺汽動給水泵，每臺有2套超速保護系統： 1）MEH超速保護系統。通過就地前箱齒輪處安裝的3個轉速探頭測量，得到汽動給水泵實時轉速信號。實時轉速信號與邏輯預先設定的轉速進行減法運算，通過高限判斷輸出超速保護信號。2）METS超速保護系統。轉速傳感器安裝的位置與MEH轉速探頭安裝位置相同。卡件預先設定超速的動作值，當轉速達到設定的動作值時，輸出開關量信號送至METS，實現超速保護功能。由于汽動給水泵設計之初，未設計機械超速保護系統，所以METS超速保護系統和MEH超速保護系統動作的正確性和穩定性極其重要。

DFCS001超速保護卡是通過采集前端磁阻或渦流轉速傳感器信號，計算出啟動給水泵轉速并判斷是否越限。汽動給水泵METS超速保護動作的過程，是由3塊DFCS001卡件分別接收三路轉速傳感器的模擬量信號，通過預先設定的動作值進行判斷，當轉速達到設定值，卡件內部的繼電器動作并輸出一對開關量信號，通過盤間電纜傳遞到METS系統中，再由METS進行三取二的邏輯判斷輸出停機信號。

2 案例分析

在2017年機組啟動過程中，發生過超速保護卡失靈的事件。A小機正常運轉，轉速達到4 560轉/分時，超速保護裝置第二路超速卡件顯示的轉速值發生跳變現象，跳變峰值瞬間達到預設停機值，超速保護卡件開關量接點動作，但其他兩路卡件顯示均正常。檢修人員發現這一現象后，對卡件及轉速傳感器進行檢查。經檢查發現，轉速傳感器阻值正常，采集的信號無問題，連接電纜的屏蔽層接地良好，不存在信號干擾。初步判斷DFCS001卡件內部出現故障造成跳變現象。檢修人員及時地更換了第二路超速保護卡件后，轉速跳變現象消除。

3 改造思路

3.1 改造必要性

檢修人員在更換DFCS001卡件過程中，對參數設置時操作極為煩瑣，并且需要頻繁地熱插拔卡件進行設定。在此過程中，為避免靜電影響不能用手直接接觸電路板。這樣的更換過程，不但容易對設備造成一定的損壞，而且在機組運行過程中存在很大的風險。根據《二十五項重點反事故措施》8.1.3規定，運行中的機組，監視表計出現報警，必須查明原因。特此決定，對五號機組兩臺汽動給水泵進行升級改造。

3.2 改進要求

（1）保證測量精度;（2）參數設定簡便;（3）信號獨立接收;（4）抗干擾能力強;（5）儀表電源冗余;（6）便于觀察及維護。

3.3 設備選型

通過對現場環境的考察以及多種智能儀表的比較，確定該次優化改進選用的SZC-04B型智能轉速表，該轉速表具有精度高、性能穩定、抗干擾強、可靠性高和操作簡便等特點。可根據不同條件，在現場通過軟件設置儀表的齒數、報警保護值等參數。

4 改造過程

4.1 儀表試驗

安裝前，檢修人員對選用的6塊智能轉速表進行了效驗檢定。在儀表檢定室內，用與現場相同的轉速探頭連接待使用的儀表。表上電后，打開面板與箱體連接的鎖扣（如圖1所示），按“功能”鍵切換到“齒數”調整界面，用“移位鍵（AN3）”選擇數位調節到十位，用“加一鍵（AN1）”進行數值調整，用相同的方法調節個位。再按功能鍵即保存數值。報警開關量輸出調整，選中應用的開關量報警接點，數值調節方法與齒數調節方法相同，將報警保護定值設置為6 380轉/分。用“切換”按鈕查看設定值。通過轉速信號發生器模擬不同工況下的各階段轉速情況。將信號發生器輸出依次設置為6 379轉/分和6 381轉/分，并重復3次操作，每次接點動作正確，滿足現場應用條件。

4.2 傳感器連接

經檢測試驗發現，原超速保護裝置應用的磁阻式轉速探頭輸出信號良好，探頭延長線無破皮接地現象，信號傳輸電纜屏蔽接地良好，無干擾現象發生，且信號輸出與SZC-04B智能轉速表接收信號類型相匹配，決定繼續使用。

4.3 信號獨立接收

根據《二十五項重點反事故措施》9.4.3規定，保護信號應遵循從取樣點到輸入模件全程相對獨立的原則。每臺小汽輪機有三路轉速傳感器，保持原設計方式，將原DFCS001卡件拆除，并加裝3塊SZC-04B智能轉速表（共6塊轉速表）。

4.4 電源連接

總電源裝置采用冗余切換連接方式，確保在一路電源發生故障時儀表可以正常工作。在總電源下一級對每塊智能轉速表分別加裝了空氣開關，從而達到了對每塊轉速表供電分別控制的目的。

4.5 安裝位置

東汽配套的3塊DFCS001超速保護卡件集成到一塊框架中，并安裝于小汽輪機TSI框架機柜內。該次優化選擇的安裝位置是原超速框架的安裝位置，將原框架拆除，根據智能儀表的尺寸重新開孔安裝。

4.6 儀表接線

SZC-04B智能轉速表的背板共有兩行接線端子，第一行1、2端子是信號的輸入端子，直接接入轉速探頭。5、6為電流信號輸出端子，由于儀表操作面板有顯示功能，此端子無用。第二行13-21端子是三組開關量報警輸出信號（選用常開接點）根據現場需要只應用一對報警節點，其余留作備用。23、24端子為AC200V電源端子。

5 改進效果

機組運行后，檢修人員對運行情況進行為期一個月的觀察，每臺汽動給水泵在啟、停和持續運行過程中，三路轉速顯示均一致，且與MEH轉速測量信號顯示相同。達到了改造的預期效果，大大降低了因轉速儀表故障造成保護誤動的概率。

6 結語

汽動給水泵超速保護裝置的優化改造后，進一步的提高了汽動給水泵超速保護系統動作的正確率，以及轉速顯示的準確性。保證了機組的安全穩定運行。該次改造也使熱工人員進一步提高了熱工人員的分析和處理缺陷的能力。

參考文獻

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