李維敏（廣東粵電博賀煤電有限公司,廣東　茂名　525000）

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T SI系統(tǒng)故障原因及可靠性分析

李維敏
（廣東粵電博賀煤電有限公司,廣東茂名525000）

摘 要：作為火電廠機(jī)組運行中，非常重要的保證，TSI系統(tǒng)可以說擔(dān)負(fù)著整個機(jī)組安全性的重任。若TSI系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那必然會致使整個機(jī)組的運行穩(wěn)定性和安全性受到影響。本文通過對TSI系統(tǒng)故障問題進(jìn)行分析，指出四點不同的TSI系統(tǒng)故障，并根據(jù)其主要原因，提出了三點的可靠性保障措施，旨在進(jìn)一步加強(qiáng)對TSI系統(tǒng)故障的重視，同時及時做到早預(yù)防、早處理。

關(guān)鍵詞：TSI系統(tǒng)；故障原因；可靠性

1　TSI系統(tǒng)介紹

TSI系統(tǒng)是一種汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)集合了機(jī)組保護(hù)功能和實時狀態(tài)監(jiān)測等功能，是大型汽輪機(jī)組中非常重要的監(jiān)視保護(hù)系統(tǒng)。它能夠?qū)C(jī)組的運行以及啟動、停止等環(huán)節(jié)中涉及的各項重要參數(shù)，例如：轉(zhuǎn)速、振動、脹差等進(jìn)行儲存和監(jiān)視，同時其還可對機(jī)組的輸出信號如實記錄、運行狀態(tài)以及機(jī)組自動停機(jī)等進(jìn)行顯示，此外，該系統(tǒng)可根據(jù)機(jī)組故障信息進(jìn)行整理，便于故障的快速診斷[1]。TSI系統(tǒng)的安全性直接關(guān)系著機(jī)組的整體運行安全性，但由于TSI系統(tǒng)涉及方面較廣，故極易因信號傳輸、測量探頭安裝以及系統(tǒng)控制等多方面出現(xiàn)故障，并引起機(jī)組運行出現(xiàn)一系列的跳閘或者不安全事件等。提高TSI系統(tǒng)運行可靠性具有非常重要的意義，對提高機(jī)組運行安全性上有著不可替代的作用。

2　TSI系統(tǒng)運行中可靠性存在的主要問題

2.1保護(hù)邏輯及硬件配置不完善

所有現(xiàn)場信號都會進(jìn)入到TSI系統(tǒng)，且需要經(jīng)過系統(tǒng)的統(tǒng)一邏輯運算和系統(tǒng)處理，通過這種方式才能夠使最終信號能夠進(jìn)入ETS系統(tǒng)或者DCS系統(tǒng)，并能夠展現(xiàn)出保護(hù)信號或者報警等功能。為此，在設(shè)置相應(yīng)的邏輯保護(hù)條件非常重要，其更利于系統(tǒng)具有較高的邏輯“判斷”功能，這是提升TSI系統(tǒng)運行可靠性的重要措施，但就實際情況來看，現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)因某項條件設(shè)置不合理，而致使機(jī)組出現(xiàn)異常現(xiàn)象。

某火電廠3號600MW機(jī)組，其中B機(jī)1#Y軸振，從7.3μm迅速轉(zhuǎn)變?yōu)?83μm，同時MTSI系統(tǒng)伴隨有小機(jī)軸振大停機(jī)信號，且MEH系統(tǒng)也發(fā)出了B小機(jī)出現(xiàn)跳閘的報警信號，并使得機(jī)組出現(xiàn)負(fù)荷快速減少的效果。事后對導(dǎo)致故障的原因進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于將振動保護(hù)邏輯設(shè)計成為了單點，這使得動作值迅速達(dá)到200μm，但未采取相應(yīng)的防止誤動等措施，僅僅是由于某個單一的振動值引起一系列的跳閘問題，致使系統(tǒng)的運行可靠性受到非常嚴(yán)重的影響。

除了振動可引起TSI系統(tǒng)可靠性受到影響之外，低壓缸脹以及高壓缸脹等都會出現(xiàn)單點保護(hù)信號，而這些信號在機(jī)組運行的過程中，必然會引起一系列的誤動現(xiàn)象，若不及時采取相應(yīng)的處理措施，必然會致使TSI系統(tǒng)安全性下降。除此之外，在系統(tǒng)中還需要通過一塊軸向位移卡件兩個通道進(jìn)行信號的輸送，另一個塊卡件對另一條路信號進(jìn)行輸送，三者都輸送到ETS系統(tǒng)之后，再由系統(tǒng)從中選取兩個信號。若此時，兩個通道卡件發(fā)生了故障，那么必然會致使保護(hù)信號出現(xiàn)誤發(fā)，致使系統(tǒng)的可靠性出現(xiàn)下降[2]。

2.2電源未按要求配置或者配置不合理

在整個系統(tǒng)的安全運行中，TSI系統(tǒng)的電源可以說非常重要的屏障，同時也是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，但同時也是非常容易受到現(xiàn)場忽視是情況。在TSI系統(tǒng)中，必須為其配置兩路具有較高可靠性的AC220V冗余電源，并且電源在進(jìn)行切換時，兩者之間的時間必須保持在5ms以上，以此來確保電源切換不會給TSI系統(tǒng)帶來影響。與此同時，TSI裝置應(yīng)當(dāng)配置兩塊電源模塊，并保障其在正常情況下，各自能夠附帶50%的負(fù)荷，若其中一塊發(fā)生故障時，另一塊則需要承擔(dān)100%的負(fù)荷，以此來保障電源間能夠做到無隙切換。

在現(xiàn)場實際運用的過程中，TSI系統(tǒng)盡管運用的是兩路電源，但若將其中一路取出，那么另一路就必然會出現(xiàn)自保安段，導(dǎo)致一路電源出現(xiàn)失電的情況。在對機(jī)組進(jìn)行檢修的過程中，曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)由于保安段電源在進(jìn)行切換時，因未成功切換，致使保安段發(fā)生電源事故。為此，TSI系統(tǒng)兩路電源均取自UPS系統(tǒng)，并且處在不同的段上，在提高電源可靠性上具有非常重要的意義。

2.3運行維護(hù)管理不到位

TSI系統(tǒng)在進(jìn)行日常維護(hù)的過程中，在發(fā)生突發(fā)事件時，往往會出現(xiàn)非常明顯的報警或者其他標(biāo)識，這就需要及時采取相應(yīng)的處理措施。而針對部分連接介質(zhì)老化、系統(tǒng)元件故障以及其他因素致使周圍環(huán)境受到影響，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)指標(biāo)下降，并最終能夠超出系統(tǒng)工作允許范圍致使其發(fā)生故障，或者由于人為因素故障致使系統(tǒng)可靠性受到影響，這些情況都具有較高的隱蔽性。這就需要通過維護(hù)管理來進(jìn)行及時的查找，降低各種故障率，針對一部分早期發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)當(dāng)采取有效的措施及時進(jìn)行處理，以免因缺陷加重故障。

2.4現(xiàn)場傳感器安裝不牢固或者不符合規(guī)范要求

汽輪機(jī)組在進(jìn)行機(jī)械量的轉(zhuǎn)換過程中，傳感器主要用于對其振動、轉(zhuǎn)速、蓋振等相關(guān)電參數(shù)進(jìn)行輸出，而輸出的相關(guān)參數(shù)信號，則可經(jīng)過現(xiàn)場連線及時傳送到監(jiān)測系統(tǒng)中。在進(jìn)行傳感器安裝時，不同的測量對象其要求也有所差異，而安裝合理的傳感器，其輸出電參數(shù)信號能夠較好的保障TSI系統(tǒng)的正常運行。

在現(xiàn)場安裝的過程中，經(jīng)常不按照規(guī)定進(jìn)行操作，致使多起機(jī)組運行出現(xiàn)異常現(xiàn)象。某火電廠2號機(jī)組在進(jìn)行檢修之后啟動，發(fā)現(xiàn)機(jī)組在沖轉(zhuǎn)之后，出現(xiàn)低壓缸脹差值出現(xiàn)了無規(guī)律的波動，并在持續(xù)一段時間之后轉(zhuǎn)變?yōu)榱?。事后對故障進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，該故障時兩個低壓缸傳感器在進(jìn)行安裝的過程中，未按照要求添加一個防滑墊，固定不牢固使得探頭的位置出現(xiàn)了偏移。另在3號機(jī)組進(jìn)行檢修之后啟動，發(fā)現(xiàn)其振動值始終為零，且無法檢測到其間隙電壓，事后對其進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)是由于在進(jìn)行振動傳感器安裝時，其套筒出現(xiàn)了松動故引發(fā)其頭部出現(xiàn)了磨損情況。

3　提高TSI系統(tǒng)可靠性的主要方法

3.1規(guī)范TSI系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備安裝和調(diào)試工作

要確保整個機(jī)組能夠保持可靠的運行，TSI系統(tǒng)的可靠性是非常重要的基礎(chǔ)，而現(xiàn)場設(shè)備則是確保TSI系統(tǒng)準(zhǔn)確性的重要條件。傳感器在進(jìn)行安裝的過程中，其支架必須有非常充足的剛性，并且支架與支架之間應(yīng)當(dāng)運用可靠性較高的放松措施，例如：添加相應(yīng)的防滑墊等。在振動探頭中配置相應(yīng)的底座配套和螺紋，規(guī)格不同的螺紋，極易致使振動探頭出現(xiàn)安裝不牢的情況，可有效避免因長時間振動致使傳感器發(fā)生松動或者脫落等情況[3]。

在對傳感器進(jìn)行選擇時，應(yīng)當(dāng)盡量選取一體化的傳感器，簡單來說就是集合了延伸電纜與傳感器一體化的設(shè)備，不帶中間接頭，否則需要選取具有延長電纜和措施可靠的傳感器尾線均具有可靠性較高的絕緣。延伸電纜的固定與走向不應(yīng)當(dāng)有損失電纜的隱患存在。傳感器在進(jìn)行安裝之前，必須對其前置器進(jìn)行選取，確保兩者能夠成套，以此來提升系統(tǒng)的線性。

3.2優(yōu)化硬件配置及保護(hù)邏輯

TSI系統(tǒng)必須配置兩路具有較高可靠性AC220V的冗余電源，其切換時間通常在5ms以上，且在硬件上，TSI裝置應(yīng)當(dāng)配置相應(yīng)的電源模塊。為了能夠更好的保護(hù)全程冗余配置，應(yīng)當(dāng)將其設(shè)置為三取二保護(hù)的信號回路，并配置相應(yīng)數(shù)量的卡件，例如：軸向位移信號卡件與轉(zhuǎn)速信號卡件等都需要配置相應(yīng)的三塊，并且不能夠從其中一塊卡件的不同通道中引出來。所有輸出的保護(hù)信號均應(yīng)當(dāng)實施常開同時兩路輸出信號。

TSI系統(tǒng)中的保護(hù)邏輯應(yīng)當(dāng)配置相應(yīng)的閉鎖條件，以此來實現(xiàn)對邏輯保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的提升。

針對所運用的單點作為保護(hù)的振動信號，建議應(yīng)當(dāng)對其中一路進(jìn)行確認(rèn)，以免出現(xiàn)單點保護(hù)出現(xiàn)誤動的情況，即對單點保護(hù)進(jìn)行調(diào)整，使其成為兩點相遇后再輸出保護(hù)信號，本文以1x為例，做如圖1表示。

圖1　單點保護(hù)邏輯修改原理圖

3.3加強(qiáng)對TSI系統(tǒng)的運行維護(hù)管理

要更好的保證機(jī)組的安全可靠性運行，除了需要具有合理的系統(tǒng)配置、可靠性較高的現(xiàn)場設(shè)備以及合理的邏輯配置之外，同時堅持對其進(jìn)行維護(hù)和檢修，也是保護(hù)系統(tǒng)始終處于正常運轉(zhuǎn)的重要保證[4]。為此，需要對TSI系統(tǒng)裝置、部件以及電纜運行過程中，及時對出現(xiàn)異常情況進(jìn)行維護(hù)、檢修和管理。

4　結(jié)論

綜上所述，某發(fā)電廠通過采取上述幾項措施，四臺機(jī)組兩種不同產(chǎn)品的TSI系統(tǒng)也隨之進(jìn)入到了整改的階段，TSI系統(tǒng)運行的可靠性有了顯著提升，未出現(xiàn)由于TSI系統(tǒng)故障引起機(jī)組出現(xiàn)異常的現(xiàn)象，較好的保證了機(jī)組的安全運行。

TSI系統(tǒng)是非常重要的保護(hù)系統(tǒng)與熱控測量，其在穩(wěn)定汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)安全、穩(wěn)定運行上有著非常重要的作用，在實際生產(chǎn)時，TSI系統(tǒng)運行可靠性同樣還具備一定的問題，并且就系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行上也有著諸多的隱患，這就需要我們，繼續(xù)加強(qiáng)現(xiàn)場問題的總結(jié)，并對火力發(fā)電廠熱工自動化系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評估，并提出相應(yīng)的調(diào)整措施，盡可能地調(diào)高TSI系統(tǒng)的運行安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊前華.TSI系統(tǒng)故障原因及可靠性分析[J].新疆電力技術(shù)，2014(01):51-53.

[2]孫語晗.TSI系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因和改進(jìn)措施及建議[J].黑龍江科技信息,2013(31):114.

[3]郭迎賓,楊勇波,周世盼.汽機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)故障原因及運行可靠性的技術(shù)要求[J].河南科技,2011(20):83.

[4]施鳳根.TSI系統(tǒng)故障原因分析及整改措施[J].工業(yè)儀表與自動化裝置,2010(03):98-101.

作者簡介：李維敏（1978-），男，本科，工程師，主要從事：火電廠熱控技術(shù)管理工作。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.026