鄭金成 張衛(wèi)衛(wèi)

（張家港沙洲電力有限公司 215624）

汽輪機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TSI）應(yīng)用分析與改進(jìn)

鄭金成 張衛(wèi)衛(wèi)

（張家港沙洲電力有限公司 215624）

汽輪機(jī)是一種可以將蒸汽能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械功能的可旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備，可以直接運(yùn)行各類的風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)以及發(fā)電機(jī)等。然而由于許多因素的干擾，使得汽輪機(jī)在正常運(yùn)行的時(shí)候產(chǎn)生了許多問題，對(duì)正常的生產(chǎn)工作造成了一定的影響。因此需要對(duì)汽輪機(jī)的全面監(jiān)測(cè)給予一定的重視，進(jìn)一步強(qiáng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能，提高設(shè)備的可靠性能，從而保證機(jī)組設(shè)備安全并且可靠地運(yùn)行。

汽輪機(jī)；安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；改進(jìn)

1 引言

在大中型的火電廠中，對(duì)于使用較為頻繁的汽輪發(fā)電機(jī)組而言，保證汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、軸向位移等參數(shù)保持在一定的可靠范圍內(nèi)是汽輪機(jī)安全運(yùn)行的最基本的條件。如果上述幾個(gè)重要的參數(shù)超過一定值時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生汽輪機(jī)飛車、斷葉片以及通流部分動(dòng)靜磨擦等嚴(yán)重的事件發(fā)生。汽輪機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TSI）是對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)安全監(jiān)測(cè)的重要手段之一，它能夠很好地監(jiān)測(cè)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以及汽缸的重要工作參數(shù)，這些參數(shù)包含了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、位移、差脹、軸振、瓦振、以及偏心等。TSI系統(tǒng)可以即時(shí)的顯示汽輪機(jī)的工作狀態(tài)，并且將該工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)傳輸至記錄儀和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而使得汽輪機(jī)故障診斷及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TDM）能夠根據(jù)傳來的數(shù)據(jù)估算出有效的數(shù)據(jù)，最終避免了汽輪機(jī)飛車、斷葉片等故障的發(fā)生，進(jìn)而TSI系統(tǒng)將信號(hào)傳送給汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)（ETS），通過ETS使得汽輪機(jī)發(fā)生跳閘指令，最終保護(hù)了汽輪機(jī)的安全。

2 汽輪機(jī)安全監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)（TSI）概述

在火力發(fā)電廠中，汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)（TSI）的主要作用是監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速，有效監(jiān)測(cè)軸振動(dòng)、軸向位移、脹差、偏心和一些常用的參數(shù)，這些重要參數(shù)對(duì)汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的作用，而且對(duì)于火力發(fā)電量也有一定的影響。TSI系統(tǒng)會(huì)向X方向和Y方向的每瓦傳送到數(shù)字信號(hào)的汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH），并且反饋信號(hào)以及發(fā)出警報(bào)給TSI。在TSI被廣泛應(yīng)用過程中，汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)可能存在多個(gè)故障，例如電源熱保護(hù)、插線板的故障。

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，TSI作為故障預(yù)測(cè)與診斷汽輪機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)一直處于相當(dāng)重要的位置，尤其在汽輪機(jī)安全方面。汽輪機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TSI）主要由傳感器和智能板件組成，根據(jù)傳感器的傳統(tǒng)性能的基本要求和測(cè)試對(duì)象，通過各種傳感器的作用，能夠監(jiān)測(cè)汽輪發(fā)電機(jī)組軸的速度，并實(shí)時(shí)監(jiān)控脹差等重要參數(shù)偏心和振動(dòng)。通過這種方式，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)故障的原因及產(chǎn)生故障的因素，然后進(jìn)行故障排除和處理。TSI將“后期維修”、“定期維護(hù)”轉(zhuǎn)變到“提前維修”的思維，大大提高了機(jī)組的安全性和可靠性，減少維修周期，降低維修成本，使發(fā)電過程不受影響。此外，當(dāng)有異常情況在機(jī)組狀態(tài)，汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)（TSI）會(huì)及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，TSI顯示子系統(tǒng)將顯示機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和汽輪機(jī)故障監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的輸出信號(hào)和測(cè)量數(shù)據(jù)的輸出和TSI系統(tǒng)再將信號(hào)傳遞給汽輪機(jī)ETS（急救關(guān)閉系統(tǒng)），ETS將汽輪發(fā)電機(jī)組跳閘，并停止工作，起到保護(hù)作用。

3 汽輪機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的改進(jìn)措施

硬件傳感器是汽輪發(fā)電機(jī)組最重要的安全保護(hù)裝置之一。它通常是用來保護(hù)跳閘輸出的信號(hào)選擇的方式。這種方法可以避免誤動(dòng)作的保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)也可以避免排斥反應(yīng)的保護(hù)。通過將對(duì)汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)振動(dòng)傳感器通過X軸和Y軸的方向，可以大大增加了系統(tǒng)保護(hù)的可能性。此外，對(duì)汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)（TSI）的電路板，集中所有的振動(dòng)保護(hù)輸出信號(hào)，對(duì)于過剩缺乏做端口作為水輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。針對(duì)以上問題，可以增加一定數(shù)量的繼電器輸出配件和DO在汽輪機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TSI），也將一定數(shù)量的振動(dòng)保護(hù)信號(hào)傳輸?shù)娇?，因此，TSI保護(hù)功能可以相對(duì)較為分散，從而大大降低由于DO對(duì)保護(hù)誤動(dòng)作造成的影響。之后加上繼電器板和一定數(shù)量的端口，經(jīng)過信號(hào)的傳輸，技術(shù)和維修人員進(jìn)而需要對(duì)各種線路和接線盒進(jìn)行有效的檢查，以確保系統(tǒng)可以發(fā)揮監(jiān)測(cè)功能檢測(cè)傳感器能夠良好的工作。

傳統(tǒng)的汽輪機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件（TSI）振動(dòng)跳閘的原則是：瓦振值及其在X和Y方向的矢量值對(duì)應(yīng)的振動(dòng)達(dá)到跳閘值的規(guī)定，然后振動(dòng)會(huì)將相應(yīng)的輸出信號(hào)。這種邏輯設(shè)計(jì)可以限制瓦振值跳柵的極值，從而保護(hù)汽輪機(jī)不被誤跳閘。在硬件系統(tǒng)中已經(jīng)表明，X軸和Y軸的振動(dòng)與振動(dòng)復(fù)合傳感器只能有一個(gè)動(dòng)作，如果復(fù)合振動(dòng)或X和Y方向軸振動(dòng)傳感器誤發(fā)信號(hào)，會(huì)增加復(fù)合振動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的概率，影響汽輪機(jī)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。因此，該系統(tǒng)軟件可以得到改善，使軸振動(dòng)保護(hù)跳閘邏輯能夠更加清晰，保證保護(hù)動(dòng)作正確的運(yùn)行。復(fù)合振動(dòng)的行程保護(hù)主要是結(jié)合任意方位的軸承蓋振動(dòng)值和瓦的對(duì)應(yīng)的振動(dòng)之X和Y方向，以及對(duì)應(yīng)方向的瓦振動(dòng)報(bào)警值以及極限的振動(dòng)報(bào)警值。維修人員可以監(jiān)測(cè)修改后的復(fù)合振動(dòng)值。如果復(fù)合振動(dòng)有較大波動(dòng)，需要檢查和聯(lián)系維修部門進(jìn)行確認(rèn)和處理。

在安裝和調(diào)試的汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)（TSI），如果特別注意一些細(xì)節(jié)，可以大大減少系統(tǒng)故障的頻率，提高了汽輪機(jī)的穩(wěn)定性，并延長(zhǎng)其使用壽命。

（1）對(duì)汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，其速度大約為3000r/min，對(duì)它的控制非常困難，并且波動(dòng)會(huì)達(dá)到25r/min。因此，在需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)進(jìn)行有效的控制。

（2）在TSI系統(tǒng)將信號(hào)傳輸?shù)狡啓C(jī)急救跳閘系統(tǒng)為了防止汽輪機(jī)油燒瓦的惡性事故的發(fā)生，你必須保持一定的油壓系統(tǒng)。當(dāng)汽輪機(jī)處于故障時(shí)，可根據(jù)供油壓力降，及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，并將直流潤(rùn)滑油直接流到汽輪機(jī)停機(jī)，避免因油燒而導(dǎo)致的汽輪機(jī)軸承。

4 結(jié)束語

本文對(duì)汽輪機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TSI）進(jìn)行了分析，為了最大可能保證汽輪機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)其硬件和軟件保護(hù)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，不斷完善汽輪機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TSI），使其為汽輪機(jī)工作進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，并提供準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，為汽輪發(fā)電機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)提供強(qiáng)有力的保證。

[1]王建林.汽輪機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主控單元設(shè)計(jì)[D].哈爾濱理工大學(xué)，2008.

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2016-1-10