1、汽轮机论文汽轮机运行论文-汽轮机振动监测保护装置分析与改进一、TSI 概述 珠海金湾发电有限公司#3、#4 号汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的N600/24.2/566(538)/566 引进型超临界 600 MW 三缸四排汽中间再热凝汽式汽轮发电机组,于2007 年 2 月投产。 #3、#4 号机组汽轮机振动监测装置使用的是美国本特利内华达(BentleyNevada)公司的3500 系列产品。主汽轮机监测的有: 偏心、键相、零转速、振动、轴向位移、高压缸胀差、低压缸胀差、缸胀等。除低压缸胀差、缸胀采用 LVDT 以外,其余监测均采用涡流传感器。 自 2007 年投产以来,多次出现汽轮机振动
2、监测信号故障,甚至导致汽轮机误跳。使得主机振动保护监测保护装置的可靠性大大下降。提高振动监测保护装置的运行可靠性成为机组安全运行中亟待解决的问题。(具体缺陷见表一 ) 二、原因分析 经过分析发现,造成测量回路不可靠的原因有以下三点: (一) 振动测量回路的屏蔽效果不好, 造成雷电信号干扰测量信号而误跳汽轮机;同时振动保护逻辑设置不合理,存在安全隐患。 (二) 振动监测卡件的参数设置存在不合理的地方, 存在安全隐患 (三) 探头安装没有充分考虑到周围温度对其造成的不利影响。 三、改进方法 (一) 主汽轮机的 TSI 系统共有九路振动信号, 分别来自汽轮机侧的六个和发电机侧的三个测点。九路通道任意
3、一通道达到高高遮断值(254%em)则会触发汽轮机保护遮断主汽轮机。这种保护方式虽然能很大程度地保护机组不损坏,但没考虑到保护装置可能存在的误动情况给机组稳定运行带来的负面影响。从这个角度分析改进跳机逻辑是必要的。 从轴系振动机理上分析,高速旋转的轴系振动式一个整体的稳定状态, 不大可能出现某一点突然变化而其他点没有变化的情况,通常是当某点振动异常时, 整个轴系的动平衡被打破,整个轴系振动幅度都会多少发生变化,距离不平衡点越近, 变化幅度越大。因此 ,在保护逻辑上可以考虑进行改进以达到既能够及时发现振动异常迅速停机又不会由于测点失灵而造成保护误动的目的。通过以上分析,将振动保护跳机逻辑改为以下
4、方式 :汽轮发电机组九个轴承任意一轴承任意一方向振动高高值(254%em)“与上“ 相邻轴承任意一方向振动高值(127%em)“才发出振动高高信号(延时 3s)遮断汽轮机,这样就有效的避免了轴承振动测量出现误信号而误跳汽轮机事故。(二) 我厂#3、#4 机组 TSI 振动保护装置采用本特利 3500-32 继电器卡件。查阅本特利3500-32 继电器卡件相关内容,知道该卡件对于 AND VOTING SETUP 有以下两种选择方式( 见图一): 1、Use Normal “And“Voting 当选择这种方式时,3500 监测系统不会将卡件 NOT OK 状态或者旁路状态剔除掉,所以当测量通道
5、 NOT OK 或者旁路时,仍然会被认为是 True “AND“ Voting,容易发生误跳汽轮机故障( 我厂#3、4 号机组汽轮机 TSI 振动监测继电器卡件原来就采用这种方式) 2、Use True “And“Voting 当选择这种方式时, 当测量通道 NOT OK 或者旁路时,通道不会发出报警值,从而避免发生误跳汽轮机的故障出现。 根据#3、4 号机组运行实际情况,经过多方分析考察、了解和研究,将我厂 #3、#4 号机组汽轮机 TSI 振动监测继电器卡件的模式改为第二种状态,有效的提高了汽轮机振动监测的稳定性和安全性,避免了振动监测发出误信号跳闸汽轮机 ,保证了机组的经济运行。 (三)
6、 我厂振动监测采用美国本特利内华达(bentlynevada)公司的 3500 系列产品,该系统主要由卡件、前置器、延伸电缆、振动传感器组成,其中振动传感器分为位移传感器和速度传感器。位移传感器测量的是轴相当于轴承的相对振动,而速度传感器与位移传感器组成的复合传感器测量的是轴的绝对振动。由于轴的振动几乎能完全传到轴承壳上,因此通过轴承外壳测量绝对振动实际上测量的是轴振动与轴承振动的矢量和。 我厂 TSI 振动监测采用本特利 3500-42M 振动监测卡件, 该卡件设置如下:该卡共用四个通道,我们使用了其中的第一、第二、第四通道 ,第一通道测量每一轴承的 X 向振动、第二通道测量每一轴承的 Y
7、向振动、第四通道测量每一轴承的绝对振动(第四通道选项选择:SHAFTAbsolute Direct)。第一、二通道 X、Y 轴承相对振动用于保护汽轮机 ,第四通道的绝对振动并没有引入 DCS 显示。在 DCS 画面实时显示汽轮机 19 号轴承 X、Y 方向相对振动的基础上,将汽轮机轴承瓦振引入 DCS 画面,并设定相应的报警值(68%em), 同时监测汽轮机轴承的相对振动和轴瓦振动,便于运行人员更直观的实时监测 #3、4 号机组汽轮机 19 号轴承的振动情况。 为了更好的监测汽轮机轴的振动(瓦振),我们需要监测每一轴承的瓦振( 方法: 将 3500-42M第四通道选项选为:Direct Amp
8、litude 即可)(见图二) (四) 探头的引线、延伸电缆加装热缩管及耐磨高温保护套管, 对电缆走向及敷设进行整理,加强了电缆绝缘,避免破损;对于汽轮发电机七、八号轴承振动传感器安装接头特别采用耐磨绝缘性好的聚甲醛 PET 塑料接头 ,防止出现接头松动导致测量故障。 (五) 在停机检修中,在拆除前做好各个探头的间隙电压的测量与记录;对探头、前置器、延伸电缆的拆除做好保护措施、做好记录、归好类、不混乱摆放,以免造成探头的碰伤及安装不配套。在回装中,发现探头、延时电缆破损的药进行更换。同时要用振动检测装置模拟运行振动信号,分别检查报警值、跳闸值的动作情况。 四、实施效果 经过以上分析与整改,优化
9、振动逻辑优 ;更改振动继电器卡件 NOT OK 状态判断方式以及探头的引线、延伸电缆等的整改,有效的避免了轴承振动测量出现误信号而误跳汽轮机事故, 有效提高了汽轮机振动监测的稳定性和安全性,保证了机组的经济运行。 五、结束语 按照技术监督的要求,大型机组的主机振动保护必须长期投入。而由于机组振动保护装置的复杂性以及测点按照不规范等等,往往使振动测量数据不准确, 从而失去了保护的意义。经过对我厂振动保护系统的认真分析,很好地解决了振动保护装置从测量到逻辑判断的全过程监控问题,确保了测量的准确性和装置的可靠性。 参考文献: 1华东六省一市电机工程( 电力)学会.热工自动化M.北京:中国电力出版社,2006. 2舒乃秋 .检测技术M. 北京 :中国电力出版社,2006. 3内华达本特利公司 .本特利 3500 振动监测装置安装和使用手册S.北京:工业出版社,2002. 4杨晋萍 ,白建云.安全监测保护系统M.北京:中国电力出版社,2005.
