樊斌

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司　福建　晉江　362251）

GE 9FA機(jī)組軸系TSI探頭保護(hù)邏輯優(yōu)化

樊斌

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司福建晉江362251）

簡述某電廠對S109FA燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的TSI探頭保護(hù)邏輯進(jìn)行優(yōu)化的情況，通過增加質(zhì)量點(diǎn)判斷邏輯，消除在軸振探頭單點(diǎn)保護(hù)邏輯下探頭故障引起的機(jī)組誤跳閘。

燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠；軸振單點(diǎn)保護(hù)；質(zhì)量判斷；邏輯優(yōu)化

引言

GE 9FA燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠采用單軸布置燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)，軸系TSI保護(hù)邏輯是單點(diǎn)保護(hù)邏輯，即軸系軸振探頭任意一個達(dá)到保護(hù)值則發(fā)出跳閘指令；某電廠2014年1 月20日20：04：33，#4機(jī)組由于3Y探頭故障引起信號波動，3Y振動值從0波動至0.33mm，機(jī)組跳閘；為了防止此類誤跳閘的事件，電廠對GE 9FA機(jī)組軸系TSI探頭保護(hù)邏輯進(jìn)行優(yōu)化。

1　設(shè)備概述

福建晉江天然氣發(fā)電有限公司建設(shè)容量為4×390MW燃?xì)廨啓C(jī)單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，在每個軸承處都以與水平成45°夾角正交安裝兩個位移型振動傳感器（39VS-n）。它的軸振測量裝置采用的是BENTLY品牌的探頭、延長線及前置器，在GE MARK VI控制盤上，這些信號的輸入和激勵信號的輸出都是通過TVIB端子板再分別送到（R）（S）（T）的VVIB處理卡。軸振探頭具體配置及保護(hù)邏輯情況如下：

1.1軸系軸振探頭配置

軸系軸振探頭共有16個：

燃機(jī)1號、2號軸承X，Y方向各1個；

汽機(jī)3號、4號、5號、6號軸承：X，Y方向各1個；

發(fā)電機(jī)7號、8號軸承：X，Y方向各1個。

1.2燃機(jī)軸振

任意一個軸振信號達(dá)到6mil（0.1524mm），發(fā)報警信號；

任意一個軸振信號達(dá)到8.5mil（0.2159mm），延時1s，自動停機(jī)保護(hù)動作。

1.3汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)軸振

任意一個軸振信號達(dá)到0.1524mm（6mils），發(fā)報警信號；

任意一個軸振信號達(dá)到0.2159mm（8.5mils），延時1s，自動停機(jī)保護(hù)動作；

任意一個軸振信號達(dá)到0.2286mm（9mils），延時1s，跳閘保護(hù)動作。

2　軸系TSI探頭邏輯的優(yōu)化

2.1軸系TSI探頭邏輯的優(yōu)化前期方案準(zhǔn)備

從9FA燃?xì)廨啓C(jī)單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組軸系軸振探頭配置和單點(diǎn)保護(hù)來看，自動停機(jī)和跳閘保護(hù)誤動機(jī)率非常高，因此對邏輯進(jìn)行必要的優(yōu)化。

方案1：增加信號質(zhì)量判斷、信號故障、速率限制閉鎖保護(hù)動作。

MARKVI邏輯塊如圖1所示。

圖1

XVIBM00邏輯塊具有HLTH1信號質(zhì)量判斷功能，當(dāng)信號為0時，邏輯塊閉鎖VIBTRP跳閘信號；當(dāng)信號恢復(fù)時，VIBTRP功能激活，此時信號波動到跳閘值，保護(hù)會誤動作。邏輯塊無FLT2信號故障檢測功能，F(xiàn)LT2默認(rèn)為0。

（1）當(dāng)信號質(zhì)量判斷HLTH1為0時或信號故障檢測FLT2為1時，閉鎖自動停機(jī)和跳閘保護(hù)。保護(hù)閉鎖后，故障處理完成后，人工進(jìn)行測點(diǎn)保護(hù)投入。同時畫面增加“軸振保護(hù)閉鎖”聲光報警進(jìn)行提示。

（2）增加信號升降速率限制，閉鎖自動停機(jī)和跳閘保護(hù)。必須設(shè)置合理的速率定值，避免實(shí)際振動高導(dǎo)致保護(hù)拒動。

（3）增加本特利3500系統(tǒng)“NOT OK”或“BYBASS”信號至MARKVI，閉鎖自動停機(jī)和跳閘保護(hù)。

此項(xiàng)邏輯優(yōu)化，必須進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)來驗(yàn)證可行性。同時驗(yàn)證功能：①是否已包含功能；②功能1是否與功能3重復(fù)。

方案2：增加軸振保護(hù)退出按鈕。

增加軸振保護(hù)點(diǎn)對點(diǎn)退出按鈕，并增加“軸振保護(hù)退出”聲光報警進(jìn)行提示。按鈕供運(yùn)行人員和熱控人員進(jìn)行應(yīng)急處理。

方案3：單點(diǎn)保護(hù)邏輯優(yōu)化

（1）調(diào)研了省內(nèi)各大電廠軸系振動保護(hù)邏輯情況：

廈門東部天然氣發(fā)電廠：軸系振動作為監(jiān)視手段，不進(jìn)入保護(hù)。

莆田天然氣發(fā)電廠：本軸承X，Y方向同時達(dá)到跳閘值時，保護(hù)動作。

大唐寧德電廠：本軸承X，Y方向其中1個達(dá)到報警值，另1個達(dá)到跳閘值，保護(hù)動作。

華電可門電廠：相鄰任一軸承報警值與本軸承跳閘值相與判斷。

福能鴻山熱電廠：任一軸承X，Y方向報警值與任一軸承X，Y方向跳閘值相與判斷。

（2）電力行業(yè)熱工自動化技術(shù)委員會2010年7月10日印發(fā)的《火電廠熱控系統(tǒng)可靠性配置與事故預(yù)控》，單點(diǎn)信號保護(hù)聯(lián)鎖系統(tǒng)可靠性優(yōu)化中，第21項(xiàng)汽輪機(jī)軸振高信號原單點(diǎn)跳閘建議改為下列信號中任一項(xiàng)滿足時，將觸發(fā)緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）：

①相鄰任一軸承報警值和本軸承保護(hù)動作值進(jìn)行“與”邏輯判斷。

②本軸承X（Y）向報警值和本軸承Y（X）向保護(hù)動作值進(jìn)行“與”邏輯判斷。

小結(jié)：所調(diào)研的省內(nèi)各大電廠軸振保護(hù)方式各有區(qū)別，但都沒有采取單點(diǎn)保護(hù)方式。

目前關(guān)于軸振保護(hù)方式，未查到有國家標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程，只有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建議對單點(diǎn)保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化。可依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所建議的兩條內(nèi)容，進(jìn)行單點(diǎn)保護(hù)邏輯優(yōu)化。

2.2軸系TSI探頭邏輯優(yōu)化的具體方法

修改邏輯前的狀態(tài)是：軸系TSI探頭采用單點(diǎn)跳機(jī)方式（除軸向位移外），當(dāng)檢測到信號為壞質(zhì)量時，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽；當(dāng)信號恢復(fù)正常狀態(tài)時，邏輯自動恢復(fù)保護(hù)輸出功能。

修改邏輯后的狀態(tài)是：機(jī)組軸系TSI依然采用單點(diǎn)跳機(jī)方式（除軸向位移外），當(dāng)檢測到信號為壞質(zhì)量時，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽并自鎖，生成一條報警信息，同時在畫面上該點(diǎn)的狀態(tài)指示燈亮起，如果需要解鎖，則需要故障排除后，在邏輯中解鎖。

具體邏輯優(yōu)化見下：

2.2.1軸振邏輯優(yōu)化

（1）優(yōu)化前邏輯

當(dāng)前軸振采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)檢測到信號為壞質(zhì)量時，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽；當(dāng)信號恢復(fù)正常狀態(tài)時，邏輯自動恢復(fù)保護(hù)輸出功能。跳機(jī)邏輯（以3Y探頭為例）如圖2。

圖2

（2）優(yōu)化后邏輯

軸振依然采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)檢測到信號為壞質(zhì)量時，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽并自鎖，生成一條報警信息，同時在畫面上該點(diǎn)的狀態(tài)指示燈亮起，如果需要解鎖，則需要故障排除后，在邏輯中解鎖。跳機(jī)邏輯（以3Y探頭為例）如圖3。

圖3

2.2.2差脹1和差脹2邏輯優(yōu)化

（1）優(yōu)化前邏輯

當(dāng)前差脹1和差脹2采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)檢測到信號為壞質(zhì)量時，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽；當(dāng)信號恢復(fù)正常狀態(tài)時，邏輯自動恢復(fù)保護(hù)輸出功能。差脹1和差脹2跳機(jī)邏輯如圖4。

圖4

（2）優(yōu)化后邏輯

差脹1和差脹2依然采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)檢測到信號為壞質(zhì)量時，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽并自鎖，生成一條報警信息，同時在畫面上該點(diǎn)的狀態(tài)指示燈亮起，如果需要解鎖，則需要故障排除后，在邏輯中解鎖。差脹1和差脹2跳機(jī)邏輯如圖5。

圖5

2.2.3轉(zhuǎn)子膨脹（探頭補(bǔ)償型）邏輯優(yōu)化

（1）優(yōu)化前邏輯

當(dāng)前轉(zhuǎn)子膨脹（探頭補(bǔ)償型）采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)a或b探頭檢測到信號為壞質(zhì)量時，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽；當(dāng)信號恢復(fù)正常狀態(tài)時，邏輯自動恢復(fù)保護(hù)輸出功能。轉(zhuǎn)子膨脹跳機(jī)邏輯如圖6。

圖6

（2）優(yōu)化后邏輯

轉(zhuǎn)子膨脹（a和b探頭補(bǔ)償型）依然采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)a 或b探頭檢測到信號為壞質(zhì)量時，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽并自鎖，生成一條報警信息，同時在畫面上該點(diǎn)的狀態(tài)指示燈亮起，如果需要解鎖，則需要故障排除后，在邏輯中解鎖。轉(zhuǎn)子膨脹跳機(jī)邏輯如圖7。

圖7

3　結(jié)語

GE9FA機(jī)組軸系探測跳閘保護(hù)系統(tǒng)（TSI）是S109FA燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠中的重要保護(hù)，通過對軸系TSI探頭邏輯的優(yōu)化，避免了當(dāng)軸系TSI探頭如軸振、差脹和轉(zhuǎn)子膨脹從故障狀態(tài)返回至正常值后，由于信號發(fā)生階躍變化，信號有可能出現(xiàn)較大幅度的變化，如果信號超過一定定值并經(jīng)過延時，觸發(fā)跳閘信號的發(fā)生，減少不安全事件發(fā)生。

[1]中國華電集團(tuán)公司.大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)叢書-綜合分冊.中國電力出版社，2009.

[2]發(fā)電廠熱工自動化技術(shù)叢書.燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng).中國電力出版社，2013，5.

[3]GE公司內(nèi)部資料GEH-6421-Vol-Ⅱ.[MARKVIControlSystemGuide] VolumeⅡ.

TM621

A

1673-0038（2015）04-0118-03

2015-1-6

樊斌（1969-），男，工程師，大專，從事燃?xì)廨啓C(jī)熱工控制工作。