薛振宇
(大唐長春第二熱電有限責任公司,吉林長春 130000)
汽輪發(fā)電機組超速保護裝置的檢修與試驗
薛振宇
(大唐長春第二熱電有限責任公司,吉林長春130000)
汽輪機超速保護系統(tǒng)分別由電超速保護系統(tǒng)和機械超速保護系統(tǒng)組成,汽輪發(fā)電機組嚴重超速將導致對汽輪發(fā)電機組破壞性最大的事故,為了杜絕汽輪機嚴重超速事故的發(fā)生,消除引發(fā)事故的隱患,對汽輪機超速保護裝置的檢修與試驗十分重要。本文通過分析汽輪機超速保護系統(tǒng),并進行檢修和試驗來降低汽輪機故障。
汽輪發(fā)電機組機械超速DEH超速TSI超速
汽輪機運行過程中,汽輪機電超速保護系統(tǒng)由DEH超速和TSI超速保護組成,而機械超速保護系統(tǒng)是防止汽輪機超速的最后自動保護手段。機械超速保護定值若低于DEH及TSI電超速保護定值,雖符合定值范圍規(guī)定,但將會造成電超速保護熱態(tài)試驗無法正常完成,在無法完成電超速保護試驗的情況下,汽輪發(fā)電機組是不允許并網(wǎng)的,故機械超速保護定值應按照定值范圍規(guī)定的上限設(shè)定。
2.1TSI超速保護系統(tǒng)
某電廠200MW機組TSI超速保護采用本特利3500超速保護系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速測量裝置安裝在汽輪機4瓦轉(zhuǎn)速測量支架上,共有3個轉(zhuǎn)速傳感器。轉(zhuǎn)速測量信號分別引入3500框架內(nèi)3塊3500/53超速檢測模塊。每一個超速檢測模塊接收一個電渦流傳感器的信號,輸入信號的范圍是+10.0V至-24.0V。信號超出此范圍,在模塊內(nèi)該路信號將顯示故障。3塊3500/53超速檢測模塊組成3取2超速保護表決系統(tǒng),即任意2個模塊的轉(zhuǎn)速測量值達到3300r/m in,輸出超速保護信號至ETS裝置。當某一模塊或檢測通道故障時,自動轉(zhuǎn)為2取2超速保護表決系統(tǒng);當某兩個模塊或檢測通道故障時,自動轉(zhuǎn)為1取1超速保護表決系統(tǒng);當3個模塊或檢測通道均故障時,超速保護系統(tǒng)失效,不輸出超速保護信號。
2.2DEH超速保護系統(tǒng)
DEH超速保護系統(tǒng)的3個磁阻式轉(zhuǎn)速測量傳感器安裝在汽輪機前箱內(nèi)主油泵外側(cè)轉(zhuǎn)速測量支架上,測量信號分別引入DEH控制盤柜中的3塊SDP卡。3塊SDP卡組成3取2超速保護表決系統(tǒng),即任意2個模塊的轉(zhuǎn)速測量值達到3300r/m in,輸出超速保護信號至ETS裝置。在機組并網(wǎng)狀態(tài)下,汽輪機DEH系統(tǒng)處于功率控制方式,當某一SDP模塊或檢測通道故障時,自動轉(zhuǎn)為2取2超速保護表決系統(tǒng);當某兩個SDP模塊或檢測通道故障時,自動轉(zhuǎn)為1取1超速保護表決系統(tǒng);當3個SDP模塊或檢測通道均故障時,超速保護系統(tǒng)失效,不輸出超速保護信號。磁阻式轉(zhuǎn)速測量傳感器采用間隙安裝法,根據(jù)經(jīng)驗利用塞尺將磁電式轉(zhuǎn)速測量傳感器端面與測速齒盤齒頂?shù)拈g隙控制在0.75-0.80mm之間可保證汽輪機運行期間DEH轉(zhuǎn)速測量裝置的正常工作。
2.3機械超速保護系統(tǒng)
當轉(zhuǎn)速達到111-112%額定轉(zhuǎn)速時,危急遮斷器的撞擊子飛出擊動危急遮斷器杠桿,壓下危急遮斷器滑閥,泄掉隔膜閥上腔的保安油,使EH系統(tǒng)和手動打閘母管的油泄掉,從而關(guān)閉所有的進汽閥門。撞擊子擊出的轉(zhuǎn)速通過調(diào)整螺帽調(diào)節(jié),每旋轉(zhuǎn)10°轉(zhuǎn)速變化35轉(zhuǎn)/分。為監(jiān)測撞擊子工作情況及機組轉(zhuǎn)速,安裝有機頭轉(zhuǎn)速表,傳感器1和傳感器2分別用于監(jiān)測撞擊子1和撞擊子2的工作情況。撞擊子的正常擊出距離為6mm,傳感器監(jiān)測間隙為1mm,實際工作中安裝間隙6.7mm至6.8mm之間。按照說明書用于機組轉(zhuǎn)速監(jiān)測的3號傳感器的安裝間隙應為1mm,但隨著使用年限的增加,磁阻式傳感器會逐漸出現(xiàn)磁力減弱的情況,故實際安裝間隙在0.7mm至0.75mm之間可確保測量結(jié)果不出現(xiàn)丟轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
3.1OPC超速保護試驗
汽輪機啟動后在轉(zhuǎn)速控制方式下轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000r/m in,檢查各項參數(shù)符合超速試驗條件后在DCS系統(tǒng)DEH畫面中打開超速試驗畫面,首先按下超速試驗按鈕,然后選中OPC試驗按鈕,設(shè)置汽輪機轉(zhuǎn)速目標值為3100r/m in,當汽輪機轉(zhuǎn)速達到3090r/m in,OPC電磁閥開啟,OPC油母管泄壓,所有調(diào)門關(guān)閉,恢復轉(zhuǎn)速設(shè)定值為3000r/m in。
3.2DEH超速保護試驗
在ETS盤柜將投入超速抑制開關(guān)屏蔽TSI超速保護信號,在DEH超速試驗畫面中選中DEH超速試驗按鈕,設(shè)置汽輪機轉(zhuǎn)速目標值為3350r/m in,當汽輪機轉(zhuǎn)速達到3300r/m in,ETS裝置中DEH超速保護動作,汽機打閘,恢復轉(zhuǎn)速設(shè)定值為3000r/m in,汽輪機轉(zhuǎn)速低于3000r/m in后重新掛閘。
3.3TSI超速保護試驗
在DEH超速試驗畫面中選中機械超速按鈕,退出ETS盤柜超速抑制開關(guān),設(shè)置汽輪機轉(zhuǎn)速目標值為3350r/m in,當汽輪機轉(zhuǎn)速達到3300r/m in,ETS裝置中TSI超速保護動作,汽機打閘,恢復轉(zhuǎn)速設(shè)定值為3000r/m in,汽輪機轉(zhuǎn)速低于3000r/m in后重新掛閘,由于本特利3500超速保護輸出信號自保持輸出無法復位,需熱控試驗人員通過手動關(guān)閉3500框架電源對TSI超速保護信號復位,否則汽輪機無法重新掛閘。
3.4機械超速保護試驗
再次投入ETS盤柜超速抑制開關(guān)屏蔽TSI超速保護信號,汽輪機設(shè)置轉(zhuǎn)速目標值為3400r/m in,當汽輪機轉(zhuǎn)速達到3330r/m in左右時撞擊子擊出,危機遮斷器動作,汽輪機打閘停機。為了確保各項超速保護功能的順利試驗,撞擊子的動作值設(shè)定必須高于3300r/ m in,否則無法進行TSI超速保護試驗和DEH超速保護試驗。機械超速試驗過程中如果出現(xiàn)撞擊子設(shè)定值高于3400r/m in或拒動的情況,在轉(zhuǎn)速達到3400r/m in時,DEH系統(tǒng)的SDP卡將通過DEH超速保護輸出通道輸出DEH超速保護信號至ETS盤,將汽輪機打閘停機。在全部超速保護試驗過程中,DEH超速保護信號必須全程投入。
通過上述汽輪發(fā)電機組超速保護系統(tǒng)的試驗過程可知,機械超速保護定值若低于DEH及TSI電超速保護定值,雖符合定值范圍規(guī)定,但將會造成電超速保護熱態(tài)試驗無法正常完成,故機械超速保護定值應按照定值范圍規(guī)定的上限設(shè)定。
[1]防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求.國能安全[2014]161號.
[2]本特利3500監(jiān)測系統(tǒng)說明書.本特利內(nèi)華達公司,1995.