本文摘要：摘 要：國電宣威發(fā)電有限責(zé)任公司七期#11、12機組容量為2x300MW，#11、12機組分別于2006年6月和2006年11月相繼投入運行。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;汽輪機為東方汽輪機廠生產(chǎn)的N300-16.7/537/537-8型凝汽式汽輪機;發(fā)
摘 要：國電宣威發(fā)電有限責(zé)任公司七期#11、12機組容量為2x300MW，#11、12機組分別于2006年6月和2006年11月相繼投入運行。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;汽輪機為東方汽輪機廠生產(chǎn)的N300-16.7/537/537-8型凝汽式汽輪機;發(fā)電機采用東方電機廠生產(chǎn)的QFSN-300-2-20B型發(fā)電機;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MCS公司生產(chǎn)的MAXDNA分散控制系統(tǒng)。#12機組TSI系統(tǒng)于2014年改造完成，改造后大大減少了#12機組TSI系統(tǒng)故障保護誤動的概率，提高了機組運行的可靠性，保證了#12機組的安全穩(wěn)定運行。
關(guān)鍵詞：汽輪機 TSI系統(tǒng) 檢測 保護 誤動 安全
正 文
自我公司首臺300MW機組投運以來，因設(shè)備質(zhì)量、檢修質(zhì)量、信號干擾等造成TSI系統(tǒng)故障的問題時有發(fā)生，在TSI系統(tǒng)改造前，由于TSI系統(tǒng)故障造成大機4次非計劃停運，小汽輪機多次停運，每次都是設(shè)備故障造成保護誤動，而TSI系統(tǒng)進行改造后已避免故障停機5次。原#12機組TSI系統(tǒng)保護信號設(shè)計采用單點保護且不加延時的方式，該方式不易出現(xiàn)拒動，但事實證明極容易造成保護誤動。為了減少#12機組TSI系統(tǒng)故障保護誤動造成的損失，本著保護系統(tǒng)要“杜絕拒動，防止誤動”的原則，公司2014年完成了#12機組TSI系統(tǒng)的改造方案。
我公司#12機組汽輪機監(jiān)視系統(tǒng)(TSI)采用EPRO公司MMS6000系統(tǒng)，用于測量汽輪機的軸向位移、偏心、鍵相、零轉(zhuǎn)速、軸振動、蓋振動、轉(zhuǎn)速、脹差、熱膨脹等參數(shù)，并將參數(shù)超限報警信號送到ETS/METS系統(tǒng)，保護汽輪機的安全。TSI系統(tǒng)主要通過檢測傳感器、前置器、延長線纜、TSI智能檢測板件組成。傳感器是將機械振動量、位移、轉(zhuǎn)速等轉(zhuǎn)換為電量的機電轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)傳感器的性能和測試對象的要求，利用電渦流傳感器，對汽輪機偏心、鍵相、軸位移、軸振動、脹差進行測量;利用電渦流、磁阻、霍爾傳感器對汽輪機的轉(zhuǎn)速進行測量;利用速度傳感器對蓋振進行測量;利用線性可變差動變壓器(LVDT)對熱膨脹進行測量。
TSI各種測量板件接受相應(yīng)傳感器的電量信號后進行整形、計算、計量信號和繼電器接點。智能板件可對傳感器聯(lián)線和自身的運行情況進行檢測，具有計算機通訊接口，可對測量范圍和邏輯輸出進行組態(tài)，具有緩沖傳感器信號輸出等功能，還對于重要的測量可進行冗余的配置，增強了可靠性。
我公司#12機組TSI系統(tǒng)的汽輪機安全監(jiān)視裝置包括大機和小機的安全監(jiān)視裝置，配置在一個控制柜內(nèi)。大機TSI用以監(jiān)視汽輪機的轉(zhuǎn)速、軸位移、脹差、蓋振、軸振、汽缸熱膨脹和偏心，在汽輪機的位移、轉(zhuǎn)速、軸振、脹差越限發(fā)出停機信號，通過ETS去遮斷汽輪機。小機TSI用以監(jiān)視給水泵汽輪機的轉(zhuǎn)速、位移、軸振和偏心(其中給水泵汽輪機的軸振分為X、Y方向)，在給水泵汽輪機的位移、轉(zhuǎn)速和軸振越限時發(fā)出停機信號，去遮斷小汽輪機，其余信號只接入監(jiān)視系統(tǒng)，未進入ETS保護。目前#12機組TSI系統(tǒng)由3個框架組成，TSI監(jiān)測卡件由框架式模塊電源供電，每個框架配有型號為UES815(24V 3.4A)的電源模塊2個，兩路電源經(jīng)過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。單個框架的兩個電源模塊，失去其中一路，不影響整個框架的卡件正常運行，電源模塊支持熱插拔;TSI系統(tǒng)的開關(guān)量輸出使用的是外置繼電器，TSI機柜卡件檢測現(xiàn)場傳感器信號，達到越限報警時卡件自帶的開關(guān)量接點動作觸發(fā)對應(yīng)的中間繼電器，最終由中間繼電器發(fā)出開關(guān)量信號至ETS，TSI模塊之間的邏輯運算，通過外部硬接線方式來實現(xiàn)。MMS6000系列產(chǎn)品的卡件是雙通道輸入，雙通道光耦輸出，各通道輸出報警節(jié)點1個可選常開常閉、危險節(jié)點1個可選常開常閉,原設(shè)計的振動、位移、脹差、超速卡件報警及危險輸出都使用常開節(jié)點。
#12機組TSI原保護設(shè)計大機#1~6軸承振動X、Y方向均參與保護即十二選一，且同軸承X、Y方向信號使用同一卡件，各軸承振動危險接點在卡件背面用導(dǎo)線焊接方式并接驅(qū)動一個中間繼電器;軸位移兩個信號均參與保護即二取一，軸位移1、2在同一卡件;電超速保護使用繼電器三取二輸出(使用常開節(jié)點失電不遮斷汽輪機);高中壓缸脹差大一選一停機、低壓缸脹差大一選一停機，兩個脹差信號在同一卡件;#1、2小機#1~4軸承各安裝兩只振動探頭，八個振動信號都參與保護即八選一;#1、2小機各兩個軸位移信號(同卡)，參與保護即二選一;小機TSI電超速一選一停機。
1.大機軸振大保護改造方案：大機軸承同軸承的X向振動信號高Ⅱ值和Y向的高Ⅰ值分別組成“與”邏輯，同軸承的Y向振動信號高Ⅱ值和X向的高Ⅰ值分別組成“與”邏輯，再將所有“與”邏輯輸出信號組成“或”邏輯(采用串并連實現(xiàn)邏輯關(guān)系)，在避開沖轉(zhuǎn)臨界轉(zhuǎn)速振動前提下降低高Ⅰ值。
在DCS中用軟件邏輯實現(xiàn)軸振大三選二 ETS邏輯功能。大機軸位移大保護改造方案：增加2塊軸位移卡件，增加一套軸位移檢測裝置(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個獨立支架，三個軸位移測點高二報警值分別輸出至3個獨立的中間繼電器，中間繼電器節(jié)點單獨送至ETS中3塊不同DI卡件通道，在ETS中通過軟邏輯實現(xiàn)軸位移大三選二ETS保護功能。
3.大機高中壓缸脹差大保護改造方案：增加一套高中壓缸脹差檢測裝置(含支架，渦流探頭，前置器)，卡件用#1軸位移卡件B通道，兩個高中壓缸脹差危險信號分別送至兩個獨立的中間繼電器，#1中間繼電器的#1常開接點和#2中間繼電器的#1常開接點串接送至ETS作為大機高中壓缸脹差大ETS信號1，#1中間繼電器的#2常開接點和#2中間繼電器的#2常開接點串接送至ETS作為大機高中壓缸脹差大ETS信號2;高中壓缸脹差大ETS信號1和高中壓缸脹差大ETS信號2在ETS通過軟邏輯實現(xiàn)大機高中壓缸脹差大二選二停機邏輯。
4.大機低壓缸脹差大保護改造方案：增加一套低壓缸脹差檢測裝置(含支架，電渦流探頭，前置器)，卡件用#2軸位移卡件B通道， 2個低壓缸脹差危險信號分別送至兩個獨立的中間繼電器，#1中間繼電器的#1常開接點和#2中間繼電器的#1常開接點串接送至ETS作為大機低壓缸脹差大ETS信號1，#1中間繼電器的#2常開接點和#2中間繼電器的#2常開接點串接送至ETS作為大機低壓缸脹差大ETS信號2;低壓缸脹差大ETS信號1和低壓缸脹差大ETS信號2在ETS通過軟邏輯二選二實現(xiàn)大機低壓缸脹差大停機邏輯。
5.大機轉(zhuǎn)速高保護改造方案：大機轉(zhuǎn)速測量傳感器有三種形式，即電渦流、磁阻、霍爾傳感器。一個電渦流傳感器測量的轉(zhuǎn)速信號送TSI系統(tǒng)，作為大機轉(zhuǎn)速監(jiān)視信號;三個霍爾傳感器測量的轉(zhuǎn)速信號分別送TSI系統(tǒng)3塊超速卡件，3塊超速卡件動作后分別輸出至3個獨立的中間繼電器，中間繼電器節(jié)點單獨送至ETS中3塊不同DI卡件通道，在ETS中通過軟邏輯實現(xiàn)超速三選二ETS保護功能;四個磁阻傳感器中有三個傳感器測量的轉(zhuǎn)速信號分別送DEH系統(tǒng)3塊超速卡件，DEH系統(tǒng)3塊超速卡件動作后通過硬接線三選二方式直接進入DEH硬跳閘回路，未經(jīng)軟ETS邏輯處理，通過硬回路實現(xiàn)超速三選二ETS保護功能;剩余一個磁阻傳感器測量轉(zhuǎn)速信號送現(xiàn)場轉(zhuǎn)速表。
6.#12機小機軸振大保護改造方案：#12機小機軸振設(shè)置4道軸承8個軸振測點，即1X-1Y,2X-2Y,3X-3Y,4X-4Y,小機軸承振動信號X、Y方向均參與保護即八選一，同軸承X、Y方向信號使用同一卡件，各軸承振動危險接點在卡件背面用導(dǎo)線焊接方式并接驅(qū)動一個中間繼電器，中間繼電器總的輸出1個軸振大開關(guān)量信號至ETS，同時在ETS邏輯里取每道軸承X、Y向模擬量報警值和動作值分別組成“與”邏輯，再將所有“與”邏輯輸出信號組成“或”邏輯，總的“或”邏輯再“與”TSI來的軸振大開關(guān)量保護信號，最終模擬量和開關(guān)量信號組合作為小機ETS軸振大保護。
電力工程技術(shù)論文范例：關(guān)于提高汽輪機組運行經(jīng)濟性途徑略論
此次#12機組TSI系統(tǒng)改造并沒有對所有信號進行改造，只是針對重大的、影響安全的、易導(dǎo)致機組非停事故的信號進行改造。通過TSI系統(tǒng)改造，大大提高了大、小汽輪機運行的安全性，為宣威公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻：
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[2]國電宣威發(fā)電有限責(zé)任公司七期三單元集控運行規(guī)程.2006年
[3]自動化專業(yè)概論.韓璞，王建國編，北京：中國電力出版社.2007年
[4]汽輪機設(shè)備及運行，劉愛忠主編.北京：中國電力出版社.2003年
[5]汽輪機控制、監(jiān)視和保護 谷俊杰、丁常富編.北京：中國電力出版社.2002年
作者：羅章權(quán)
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