本文摘要：摘 要：國(guó)電宣威發(fā)電有限責(zé)任公司七期#11、12機(jī)組容量為2x300MW，#11、12機(jī)組分別于2006年6月和2006年11月相繼投入運(yùn)行。鍋爐為武漢鍋爐廠生產(chǎn)的WGZ1025/18.24-4型亞臨界、一次中間再熱鍋爐;汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300-16.7/537/537-8型凝汽式汽輪機(jī);發(fā)
摘 要：國(guó)電宣威發(fā)電有限責(zé)任公司七期#11、12機(jī)組容量為2x300MW，#11、12機(jī)組分別于2006年6月和2006年11月相繼投入運(yùn)行。鍋爐為武漢鍋爐廠生產(chǎn)的WGZ1025/18.24-4型亞臨界、一次中間再熱鍋爐;汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300-16.7/537/537-8型凝汽式汽輪機(jī);發(fā)電機(jī)采用東方電機(jī)廠生產(chǎn)的QFSN-300-2-20B型發(fā)電機(jī);投產(chǎn)使用的TSI系統(tǒng)為EPRO公司的MMS6000系列產(chǎn)品，DCS控制系統(tǒng)采用美國(guó)MCS公司生產(chǎn)的MAXDNA分散控制系統(tǒng)。#12機(jī)組TSI系統(tǒng)于2014年改造完成，改造后大大減少了#12機(jī)組TSI系統(tǒng)故障保護(hù)誤動(dòng)的概率，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性，保證了#12機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：汽輪機(jī) TSI系統(tǒng) 檢測(cè) 保護(hù) 誤動(dòng) 安全
正 文
自我公司首臺(tái)300MW機(jī)組投運(yùn)以來(lái)，因設(shè)備質(zhì)量、檢修質(zhì)量、信號(hào)干擾等造成TSI系統(tǒng)故障的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，在TSI系統(tǒng)改造前，由于TSI系統(tǒng)故障造成大機(jī)4次非計(jì)劃停運(yùn)，小汽輪機(jī)多次停運(yùn)，每次都是設(shè)備故障造成保護(hù)誤動(dòng)，而TSI系統(tǒng)進(jìn)行改造后已避免故障停機(jī)5次。原#12機(jī)組TSI系統(tǒng)保護(hù)信號(hào)設(shè)計(jì)采用單點(diǎn)保護(hù)且不加延時(shí)的方式，該方式不易出現(xiàn)拒動(dòng)，但事實(shí)證明極容易造成保護(hù)誤動(dòng)。為了減少#12機(jī)組TSI系統(tǒng)故障保護(hù)誤動(dòng)造成的損失，本著保護(hù)系統(tǒng)要“杜絕拒動(dòng)，防止誤動(dòng)”的原則，公司2014年完成了#12機(jī)組TSI系統(tǒng)的改造方案。
我公司#12機(jī)組汽輪機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)(TSI)采用EPRO公司MMS6000系統(tǒng)，用于測(cè)量汽輪機(jī)的軸向位移、偏心、鍵相、零轉(zhuǎn)速、軸振動(dòng)、蓋振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、脹差、熱膨脹等參數(shù)，并將參數(shù)超限報(bào)警信號(hào)送到ETS/METS系統(tǒng)，保護(hù)汽輪機(jī)的安全。TSI系統(tǒng)主要通過(guò)檢測(cè)傳感器、前置器、延長(zhǎng)線纜、TSI智能檢測(cè)板件組成。傳感器是將機(jī)械振動(dòng)量、位移、轉(zhuǎn)速等轉(zhuǎn)換為電量的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)傳感器的性能和測(cè)試對(duì)象的要求，利用電渦流傳感器，對(duì)汽輪機(jī)偏心、鍵相、軸位移、軸振動(dòng)、脹差進(jìn)行測(cè)量;利用電渦流、磁阻、霍爾傳感器對(duì)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量;利用速度傳感器對(duì)蓋振進(jìn)行測(cè)量;利用線性可變差動(dòng)變壓器(LVDT)對(duì)熱膨脹進(jìn)行測(cè)量。
TSI各種測(cè)量板件接受相應(yīng)傳感器的電量信號(hào)后進(jìn)行整形、計(jì)算、計(jì)量信號(hào)和繼電器接點(diǎn)。智能板件可對(duì)傳感器聯(lián)線和自身的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)，具有計(jì)算機(jī)通訊接口，可對(duì)測(cè)量范圍和邏輯輸出進(jìn)行組態(tài)，具有緩沖傳感器信號(hào)輸出等功能，還對(duì)于重要的測(cè)量可進(jìn)行冗余的配置，增強(qiáng)了可靠性。
我公司#12機(jī)組TSI系統(tǒng)的汽輪機(jī)安全監(jiān)視裝置包括大機(jī)和小機(jī)的安全監(jiān)視裝置，配置在一個(gè)控制柜內(nèi)。大機(jī)TSI用以監(jiān)視汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、軸位移、脹差、蓋振、軸振、汽缸熱膨脹和偏心，在汽輪機(jī)的位移、轉(zhuǎn)速、軸振、脹差越限發(fā)出停機(jī)信號(hào)，通過(guò)ETS去遮斷汽輪機(jī)。小機(jī)TSI用以監(jiān)視給水泵汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、位移、軸振和偏心(其中給水泵汽輪機(jī)的軸振分為X、Y方向)，在給水泵汽輪機(jī)的位移、轉(zhuǎn)速和軸振越限時(shí)發(fā)出停機(jī)信號(hào)，去遮斷小汽輪機(jī)，其余信號(hào)只接入監(jiān)視系統(tǒng)，未進(jìn)入ETS保護(hù)。目前#12機(jī)組TSI系統(tǒng)由3個(gè)框架組成，TSI監(jiān)測(cè)卡件由框架式模塊電源供電，每個(gè)框架配有型號(hào)為UES815(24V 3.4A)的電源模塊2個(gè)，兩路電源經(jīng)過(guò)外部二極管冗余后給繼電器供電。
經(jīng)后期改造后，外部供給的兩路電源，一路供#1、3、5電源模塊，另一路供#2、4、6電源模塊。單個(gè)框架的兩個(gè)電源模塊，失去其中一路，不影響整個(gè)框架的卡件正常運(yùn)行，電源模塊支持熱插拔;TSI系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量輸出使用的是外置繼電器，TSI機(jī)柜卡件檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)傳感器信號(hào)，達(dá)到越限報(bào)警時(shí)卡件自帶的開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)動(dòng)作觸發(fā)對(duì)應(yīng)的中間繼電器，最終由中間繼電器發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)至ETS，TSI模塊之間的邏輯運(yùn)算，通過(guò)外部硬接線方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。MMS6000系列產(chǎn)品的卡件是雙通道輸入，雙通道光耦輸出，各通道輸出報(bào)警節(jié)點(diǎn)1個(gè)可選常開(kāi)常閉、危險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)1個(gè)可選常開(kāi)常閉,原設(shè)計(jì)的振動(dòng)、位移、脹差、超速卡件報(bào)警及危險(xiǎn)輸出都使用常開(kāi)節(jié)點(diǎn)。
#12機(jī)組TSI原保護(hù)設(shè)計(jì)大機(jī)#1~6軸承振動(dòng)X、Y方向均參與保護(hù)即十二選一，且同軸承X、Y方向信號(hào)使用同一卡件，各軸承振動(dòng)危險(xiǎn)接點(diǎn)在卡件背面用導(dǎo)線焊接方式并接驅(qū)動(dòng)一個(gè)中間繼電器;軸位移兩個(gè)信號(hào)均參與保護(hù)即二取一，軸位移1、2在同一卡件;電超速保護(hù)使用繼電器三取二輸出(使用常開(kāi)節(jié)點(diǎn)失電不遮斷汽輪機(jī));高中壓缸脹差大一選一停機(jī)、低壓缸脹差大一選一停機(jī)，兩個(gè)脹差信號(hào)在同一卡件;#1、2小機(jī)#1~4軸承各安裝兩只振動(dòng)探頭，八個(gè)振動(dòng)信號(hào)都參與保護(hù)即八選一;#1、2小機(jī)各兩個(gè)軸位移信號(hào)(同卡)，參與保護(hù)即二選一;小機(jī)TSI電超速一選一停機(jī)。
1.大機(jī)軸振大保護(hù)改造方案：大機(jī)軸承同軸承的X向振動(dòng)信號(hào)高Ⅱ值和Y向的高Ⅰ值分別組成“與”邏輯，同軸承的Y向振動(dòng)信號(hào)高Ⅱ值和X向的高Ⅰ值分別組成“與”邏輯，再將所有“與”邏輯輸出信號(hào)組成“或”邏輯(采用串并連實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系)，在避開(kāi)沖轉(zhuǎn)臨界轉(zhuǎn)速振動(dòng)前提下降低高Ⅰ值。
在DCS中用軟件邏輯實(shí)現(xiàn)軸振大三選二 ETS邏輯功能。大機(jī)軸位移大保護(hù)改造方案：增加2塊軸位移卡件，增加一套軸位移檢測(cè)裝置(包含渦流探頭及前置器)，軸位移支架視安裝位置盡可能采用3個(gè)獨(dú)立支架，三個(gè)軸位移測(cè)點(diǎn)高二報(bào)警值分別輸出至3個(gè)獨(dú)立的中間繼電器，中間繼電器節(jié)點(diǎn)單獨(dú)送至ETS中3塊不同DI卡件通道，在ETS中通過(guò)軟邏輯實(shí)現(xiàn)軸位移大三選二ETS保護(hù)功能。
3.大機(jī)高中壓缸脹差大保護(hù)改造方案：增加一套高中壓缸脹差檢測(cè)裝置(含支架，渦流探頭，前置器)，卡件用#1軸位移卡件B通道，兩個(gè)高中壓缸脹差危險(xiǎn)信號(hào)分別送至兩個(gè)獨(dú)立的中間繼電器，#1中間繼電器的#1常開(kāi)接點(diǎn)和#2中間繼電器的#1常開(kāi)接點(diǎn)串接送至ETS作為大機(jī)高中壓缸脹差大ETS信號(hào)1，#1中間繼電器的#2常開(kāi)接點(diǎn)和#2中間繼電器的#2常開(kāi)接點(diǎn)串接送至ETS作為大機(jī)高中壓缸脹差大ETS信號(hào)2;高中壓缸脹差大ETS信號(hào)1和高中壓缸脹差大ETS信號(hào)2在ETS通過(guò)軟邏輯實(shí)現(xiàn)大機(jī)高中壓缸脹差大二選二停機(jī)邏輯。
4.大機(jī)低壓缸脹差大保護(hù)改造方案：增加一套低壓缸脹差檢測(cè)裝置(含支架，電渦流探頭，前置器)，卡件用#2軸位移卡件B通道， 2個(gè)低壓缸脹差危險(xiǎn)信號(hào)分別送至兩個(gè)獨(dú)立的中間繼電器，#1中間繼電器的#1常開(kāi)接點(diǎn)和#2中間繼電器的#1常開(kāi)接點(diǎn)串接送至ETS作為大機(jī)低壓缸脹差大ETS信號(hào)1，#1中間繼電器的#2常開(kāi)接點(diǎn)和#2中間繼電器的#2常開(kāi)接點(diǎn)串接送至ETS作為大機(jī)低壓缸脹差大ETS信號(hào)2;低壓缸脹差大ETS信號(hào)1和低壓缸脹差大ETS信號(hào)2在ETS通過(guò)軟邏輯二選二實(shí)現(xiàn)大機(jī)低壓缸脹差大停機(jī)邏輯。
5.大機(jī)轉(zhuǎn)速高保護(hù)改造方案：大機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器有三種形式，即電渦流、磁阻、霍爾傳感器。一個(gè)電渦流傳感器測(cè)量的轉(zhuǎn)速信號(hào)送TSI系統(tǒng)，作為大機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)視信號(hào);三個(gè)霍爾傳感器測(cè)量的轉(zhuǎn)速信號(hào)分別送TSI系統(tǒng)3塊超速卡件，3塊超速卡件動(dòng)作后分別輸出至3個(gè)獨(dú)立的中間繼電器，中間繼電器節(jié)點(diǎn)單獨(dú)送至ETS中3塊不同DI卡件通道，在ETS中通過(guò)軟邏輯實(shí)現(xiàn)超速三選二ETS保護(hù)功能;四個(gè)磁阻傳感器中有三個(gè)傳感器測(cè)量的轉(zhuǎn)速信號(hào)分別送DEH系統(tǒng)3塊超速卡件，DEH系統(tǒng)3塊超速卡件動(dòng)作后通過(guò)硬接線三選二方式直接進(jìn)入DEH硬跳閘回路，未經(jīng)軟ETS邏輯處理，通過(guò)硬回路實(shí)現(xiàn)超速三選二ETS保護(hù)功能;剩余一個(gè)磁阻傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速信號(hào)送現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)速表。
6.#12機(jī)小機(jī)軸振大保護(hù)改造方案：#12機(jī)小機(jī)軸振設(shè)置4道軸承8個(gè)軸振測(cè)點(diǎn)，即1X-1Y,2X-2Y,3X-3Y,4X-4Y,小機(jī)軸承振動(dòng)信號(hào)X、Y方向均參與保護(hù)即八選一，同軸承X、Y方向信號(hào)使用同一卡件，各軸承振動(dòng)危險(xiǎn)接點(diǎn)在卡件背面用導(dǎo)線焊接方式并接驅(qū)動(dòng)一個(gè)中間繼電器，中間繼電器總的輸出1個(gè)軸振大開(kāi)關(guān)量信號(hào)至ETS，同時(shí)在ETS邏輯里取每道軸承X、Y向模擬量報(bào)警值和動(dòng)作值分別組成“與”邏輯，再將所有“與”邏輯輸出信號(hào)組成“或”邏輯，總的“或”邏輯再“與”TSI來(lái)的軸振大開(kāi)關(guān)量保護(hù)信號(hào)，最終模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)組合作為小機(jī)ETS軸振大保護(hù)。
電力工程技術(shù)論文范例：關(guān)于提高汽輪機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性途徑略論
此次#12機(jī)組TSI系統(tǒng)改造并沒(méi)有對(duì)所有信號(hào)進(jìn)行改造，只是針對(duì)重大的、影響安全的、易導(dǎo)致機(jī)組非停事故的信號(hào)進(jìn)行改造。通過(guò)TSI系統(tǒng)改造，大大提高了大、小汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性，為宣威公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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作者：羅章權(quán)
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