660MW背压抽汽式汽轮机组轴振动保护改进浅析.docVIP

660MW背压抽汽式汽轮机组轴振动保护改进浅析 　　【摘要】介绍660MW汽轮机轴振动保护逻辑的改进方案及实施过程，并对改进后的效果进行分析。此次改进增强了机组进行的安全性和稳定性。 　　【关键词】汽机安全监测系统；轴振动；保护；逻辑；串联 　　一、引言 　　中电投白城发电公司一期工程装机容量为2×660MW，汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的NZK660-24.2/566/566型、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式超临界汽轮机，给水系统配3台电动给泵；发电机为哈尔滨电机厂生产的QFSN-660-2型660MW水-氢-氢冷却、同步发电机；控制系统采用上海福克斯波罗公司生产的必威体育精装版IA系列分散控制系统；汽机安全监测（TSI）系统采用epro公司生产的 MMS6000系列产品，在该产品硬件基础上进行了改造，实现轴振动保护逻辑。 　　二、内容摘要 　　改造前TSI的逻辑控制：汽轮机9个轴的水平方向（X方向）的振动或垂直方向（Y方向）达到跳闸值后，均发出“振动大跳机”信号，也就是说，任意轴的相对振动只要达到跳闸值，即引发“振动大跳机”。 　　这样的逻辑设计是非常不合理的，会因为就地传感器安装质量，探头、电缆及前置器接头、接线松动等原因，造成汽机振动大保护误动。 　　改造后的逻辑控制：同一轴的水平方向轴振动报警输出（125μm）与垂直方向轴振动停机输出（250μm）串联输出至TSI系统振动保护回路中的跳闸输出继电器进行输出，并触发汽轮机ETS保护系统“TSI轴振动保护”，机组跳闸；同样，同一轴的垂直方向轴振动报警输出（125μm）与水平方向轴振动停机输出（250μm）串联输出至TSI系统振动保护回路中的跳闸输出继电器进行输出，并触发汽轮机ETS保护系统“TSI轴振动保护”，机组跳闸。 　　三、正文 　　汽机安全监测（TSI）系统采用epro公司生产的 MMS6000系列产品，根据性能和测试对象要求，用电涡流传感器（epro公司的PR6423、PR6424、PR6426传感器）对汽轮机组的转速、偏心、轴位移、轴振动进行测量。 　　MMS6000系列产品的智能板件是双通道设计的，但只能设置一些技术数据和使用参数，对双通道开关量控制逻辑不能协调统一控制，也就是说双通道的输出控制是相互独立的。在TSI系统振动保护逻辑中，当机组任一轴瓦相对振动达到危险值（250μm），即引发“轴振动大保护”信号。一旦保护回路出现故障，将引起振动保护误动，造成机组非停，影响机组安全稳定运行。 　　1、轴振动保护误动可能性分析 　　（1）硬件原因 　　汽机安全监测（TSI）系统主要由电源模块、智能卡件、传感器、延伸电缆、前置器、信号电缆和输出继电器所组成，每个部件出现异常都有可能造成振动保护误动。主要因素可能有以下几个方面： 　　①电涡流传感器安装间隙过小，探头端部的线圈绝缘层磨损会造成线圈短路或开路，使振动值瞬间增大，存在保护误动可能。 　　②前置器与延伸电缆接头松动，能够引发振动测量值摆动，如果瞬间超过危险值，可导致振动保护误动。 　　③输出继电器控制电源接地，可导致振动保护误动。 　　④延伸电缆屏蔽层破损、屏蔽层保护膜破损，可导致测量信号波动，振动保护误动。 　　（2）控制逻辑原因 　　原汽机振动保护逻辑控制原理，汽机任一轴瓦的任一轴系相对振动达到停机值（250μm）时，就会发出振动大跳机信号。由控制逻辑可以得出，汽轮机9个轴的水平方向（X方向）的振动或垂直方向（Y方向）达到跳闸值后，均发出“振动大跳机”信号，也就是说，任意轴的相对振动只要达到跳闸值，即引发“振动大跳机”。这样的逻辑设计是非常不合理的，会因为就地传感器安装质量，探头、电缆及前置器接头、接线松动等原因，造成汽机振动大保护误动。 　　四、振动保护改进方案 　　MMS6110为双通道轴振动测量模块，可以用涡流传感器测量轴的径向振动来监测和保护汽轮机；模块的输入代表传感器前端到轴表面的间隙，每个通道的信号的两个分量分离，再根据组态中设置的工作模式将其转换成标准信号输出；模块的其它部分提供报警、传感器供电、模块供电、通道和传感器的检测以及信号滤波等功能；测量相对径向轴振动，如水平、垂直方向的相对径向轴振动；两个通道结合使用的模式：测量相对轴振动的最大值，如最大矢量振动，或水平和垂直振动的大值输出，两个传感器成90°安装。 　　利用MMS6110双通道轴振动测量模块的硬件组成及输出原则，将同一轴的水平方向轴振动报警输出（开关量，测量信号经过MMS6110模块取坎值并延时3秒后）与垂直方向轴振动停机输出（开关量，测量信号经过MMS6110模块取坎值并延时3秒后）串联输出至TSI系统振动保护回路中的跳闸输出继电器进行输出，并触发汽轮机ETS保护系统“