王灘發(fā)電廠汽輪機(jī)軸振保護(hù)方案的修改

河北大唐國際王灘發(fā)電股份有限公司 郭迎賓 胡民宗 李成志

王灘發(fā)電廠汽輪機(jī)軸振保護(hù)方案的修改

河北大唐國際王灘發(fā)電股份有限公司 郭迎賓 胡民宗 李成志

河北大唐國際王灘發(fā)電廠一期工程的2臺600 MW汽輪機(jī)，采用了哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界蒸汽參數(shù)、一次中間再熱、三缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)。

一、汽輪機(jī)監(jiān)測儀表系統(tǒng)

1.汽輪機(jī)監(jiān)測儀表系統(tǒng)。汽輪機(jī)監(jiān)測儀表系統(tǒng)（Turbine Supervisory Instrumentation，簡稱TSI）是一種可靠的連續(xù)監(jiān)測汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子和汽缸的機(jī)械工作參數(shù)的多路監(jiān)控系統(tǒng)，可以連續(xù)顯示機(jī)組的啟停和運(yùn)行狀態(tài)，為記錄表提供輸出信號，并在被測參數(shù)超出預(yù)置的運(yùn)行極限時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，必要時(shí)采取自動(dòng)停機(jī)保護(hù)。此外，還能提供用于故障診斷的各種測量數(shù)據(jù)。

2.VM600系統(tǒng)的配置及特點(diǎn)。VM600系統(tǒng)是瑞士 Vibro-Meter公司于 1999 年開發(fā)的基于最先進(jìn)數(shù)字信號處理技術(shù)（數(shù)傳信號處理器技術(shù)）的全數(shù)字化TSI系統(tǒng)。河北大唐王灘發(fā)電廠使用的就是該系統(tǒng)。

（1）VM600系統(tǒng)的配置。VM600系統(tǒng)配置如下：電源模塊RPS6U； 轉(zhuǎn)速傳感器DSF1210.00SHV；超速保護(hù)模塊FTFU3024E01。軸振、軸位移、偏心、健相、轉(zhuǎn)速均采用8 mm渦流傳感器，靈敏度為4 mm/V，量程為4 mm，探頭本體帶1 m 電纜。瓦振選用10 mm測量系統(tǒng)，采用加速度傳感器。脹差選用本特利LVDT，并提供24 V外接電源 。熱膨脹選用國產(chǎn)傳感器，24 V供電?？蚣茈娫床捎萌哂嚯p電源，雙路電源AC220 V輸入。儀表中每塊MPC4卡件配置4通道輸出IOC4T，整套系統(tǒng)另外再配一套16路繼電器模塊RLC16。健相直接接入MPC4卡件的轉(zhuǎn)速通道。超速保護(hù)由專用的超速裝置實(shí)現(xiàn)三取二后輸出到ETS系統(tǒng)。TSI與DCS、TDM信號連接采用4～20 MA硬接線。

（2）VM600系統(tǒng)的特點(diǎn)。VM600系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：只用一種4+2 通道的卡件 MPC4即可實(shí)現(xiàn) TSI 系統(tǒng)中的各種參數(shù)的監(jiān)測和保護(hù)，各通道完全由軟件進(jìn)行組態(tài)和設(shè)定。每塊 MPC4 卡件上有 4 個(gè)通道，可以設(shè)定為絕對振動(dòng)、相對振動(dòng)、復(fù)合振、位移、脹差、偏心、殼脹、動(dòng)態(tài)壓力、其他模擬量。另有 2 個(gè)通道為轉(zhuǎn)速相位通道。

二、VM600系統(tǒng)調(diào)試方案的修改

在調(diào)試過程中，調(diào)試提出對主機(jī)振動(dòng)保護(hù)邏輯進(jìn)行修改。在前期設(shè)計(jì)階段，振動(dòng)條件保護(hù)為任一軸振動(dòng)大即跳機(jī)，主機(jī)廠按此設(shè)計(jì)。接到調(diào)試所意見后，經(jīng)與主機(jī)廠傳真確認(rèn)，主機(jī)廠認(rèn)為采用原設(shè)計(jì)，即任一軸振動(dòng)大跳機(jī)最安全，對其余方案無法確認(rèn)。調(diào)試所根據(jù)《二十五項(xiàng)反措》中對振動(dòng)保護(hù)要長期投入的要求，認(rèn)為此方案容易引起機(jī)組誤動(dòng)。當(dāng)時(shí)提出以下三個(gè)方案。

1.方案一。維持原設(shè)計(jì)，因?yàn)榇朔桨冈谟懻撝鳈C(jī)保護(hù)時(shí)已多方商討確認(rèn)，且尊重主機(jī)廠設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)是容易引起機(jī)組誤動(dòng)。

2.方案二。將機(jī)組振動(dòng)保護(hù)改為任一方向的軸振跳機(jī)值和相鄰的一個(gè)軸承振動(dòng)任一方向報(bào)警值相與，條件滿足即跳機(jī)信號發(fā)生，通道需重新分配如下：2，3W設(shè)置在一個(gè)板件內(nèi)，4，5W設(shè)置在一個(gè)板件內(nèi)，6，7W設(shè)置在一個(gè)板件內(nèi)，1，8W相互獨(dú)立即有任一振動(dòng)值達(dá)到跳機(jī)值則保護(hù)動(dòng)作，9W由于考慮到電磁干擾，不參與跳機(jī)，只做報(bào)警輸出。由于為臨時(shí)修改，卡件故障、通道故障不能輸出。此方案優(yōu)點(diǎn)：邏輯簡單，跳機(jī)信號由兩個(gè)傳感器產(chǎn)生，減少誤動(dòng)。缺點(diǎn)：由于VM600裝置功能的局限性，跳機(jī)繼電器需要硬接線連接再送至ETS做邏輯判斷，如果線路有虛接、斷路或者短路極容易造成誤動(dòng)或者拒動(dòng)，且故障點(diǎn)不容易排除，且不能排除1，8W誤動(dòng)的可能性。

3.方案三。滿足調(diào)試所要求，即有任一瓦振達(dá)到跳機(jī)值和相鄰的兩個(gè)軸承任一振動(dòng)大報(bào)警相與信號滿足則跳機(jī)，VM600裝置中任一軸振探頭都有報(bào)警和跳機(jī)兩路輸出至ETS，在ETS中做邏輯判斷。此方案優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性高，可靠性高。缺點(diǎn)：將所有板件通道重新分配，打破主機(jī)廠的常規(guī)設(shè)計(jì)，柜內(nèi)接線全部更改，工作量大。

經(jīng)與各專業(yè)人員共同商討，確定采用方案三，即VM600裝置中任一軸振探頭都有報(bào)警和跳機(jī)兩路輸出至ETS，在ETS中做邏輯判斷，有任一瓦振達(dá)到跳機(jī)值和相鄰的兩個(gè)軸承任一振動(dòng)大報(bào)警相與，信號滿足則跳機(jī)。在ETS中又分為兩種情況，即在啟動(dòng)過程中則任一軸振動(dòng)大即跳機(jī)。機(jī)組并網(wǎng)后則采用任一瓦振達(dá)到跳機(jī)值和相鄰的兩個(gè)軸承任一振動(dòng)大報(bào)警則跳機(jī)。這樣既保證了機(jī)組在啟動(dòng)過程中的設(shè)備安全,又保證了機(jī)組并網(wǎng)后的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)將通道合理分配（圖1），即使VM600板件損壞也不會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)。

圖1 邏輯圖及通道分配