(廣東粵電公司沙角C電廠，廣東 東莞 523936)

某電廠建設有3臺660 MW亞臨界汽包爐，原汽輪發(fā)電機TSI系統(tǒng)設計為本特利3500TSI系統(tǒng)， 第一臺機組于1997年開始投入運行。由于2#機組在2018年的大修中進行了增容改造，根據(jù)通流改造廠家的要求，TSI系統(tǒng)[1]也必須隨之進行升級改造。

1 機組改造情況

1.1 總體方案

2#機組在原始設計中，TSI系統(tǒng)的振動探頭只有一個方向，根據(jù)通流改造的設計要求，需要增加另外一個方向的軸承振動探頭。機組定于2017年11月開始大修，整體TSI改造工作包括以下內容：①拆除舊的TSI機柜，安裝新的機柜；②拆除舊的汽機振動、脹差、位移、轉速等探頭(共40個)，并在廠家指導下安裝新探頭(共59個)；③拆除舊的汽機振動、脹差、位移等設備的電纜(40 m×180 m)，并重新敷設新電纜(80 m×180 m)；④安裝現(xiàn)場相關設備，如中間端子箱，電纜橋架及附件、配件；⑤現(xiàn)場制造轉速探頭安裝支架；⑥TSI和DCS機柜之間的過盤電纜敷設。

1.2 技術方案

電子間已有3500框架，已有框架的信號點已經從就地拉電纜到框架機柜，因而需要將既有架的機柜及柜內接線拆除。同時，增加新的機柜，機柜規(guī)格等信息在后方機柜部分有說明。新增加的軸位移測點、轉速測點，需要現(xiàn)場添加傳感器，并從現(xiàn)場單獨再拉電纜到3500機柜，3500框架至就地傳感器的距離不應大于305 m，系統(tǒng)的繼電器輸出邏輯等配置需要根據(jù)現(xiàn)場情況進行修改。改造后整臺機組TSI系統(tǒng)的探頭數(shù)目見表1。

表1 改造后整臺機組TSI系統(tǒng)探頭數(shù)目

在3500框架中配置的瞬態(tài)數(shù)據(jù)接口通信模塊(TDI)模塊3500/22M完成了框架內模塊的通信，同時提供了與System1狀態(tài)監(jiān)測與診斷軟件之間的接口。TDI模塊與System1服務器都采用網線連接到網絡交換機以形成通信網絡。TDI運行在3500框架中，將連續(xù)采集的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)波形數(shù)據(jù)及其他采集數(shù)據(jù)通過以太網將數(shù)據(jù)傳送到System1數(shù)據(jù)采集服務器。System1將由TDI獲得的采集數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中存檔保存，同時將采集數(shù)據(jù)實時地在界面上進行顯示。機組配置1個振動監(jiān)視和分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集站機柜，機柜安裝在電子設備間內。

1.3 ETS及DEH系統(tǒng)邏輯修改方案

按2#機組通流改造的技術要求，對TSI系統(tǒng)進行升級改造的同時，需要對與ETS和DEH相關邏輯進行修改，變動如下。

1)對TSI系統(tǒng)中的振動系統(tǒng)進行了更換，每個軸面上增加了Y方向軸振和瓦振；當每個軸振達到跳閘保護值時，任意一個機組軸振高高保護信號成立。

2)原用CIS系統(tǒng)測量的脹差、軸向位移、絕對膨脹、偏心、零轉速這些信號，現(xiàn)在改變?yōu)楸咎乩?500系統(tǒng)實現(xiàn)。

3)在TSI機柜中增加了兩套本特利廠家的3701超速系統(tǒng)。A套系統(tǒng)的轉速信號安裝于汽輪機高壓缸頭的1#瓦處，B套系統(tǒng)的轉速信號安裝于汽輪機低壓缸的8#瓦處。兩套系統(tǒng)的110%超速保護信號送入ETS系統(tǒng)同一通道，替代了原來DEH系統(tǒng)的110%保護信號。

4)原ETS系統(tǒng)中任一汽輪機軸振動高高，且轉速小于2 900 r/min跳閘汽輪機邏輯變更為任一汽輪機軸振動高高跳閘汽輪機；原進入ETS系統(tǒng)的TSI系統(tǒng)中轉速小于2 900 r/min的信號被取消。

5)增加3套汽輪機真空變送器，保護邏輯在DEH系統(tǒng)實現(xiàn)。

6)增加3套低壓缸噴水流量變送器，在發(fā)電機側增加就地轉速顯示一個。

具體探頭布置見圖1。

圖1 某電廠2#機組TSI探頭布置圖

2 改造過程及問題解決

2.1 改造過程

2.1.1 現(xiàn)場設備改造

現(xiàn)場設備改造主要有以下幾點：①電子間拆除舊的TSI機柜，安裝新的機柜，拆除舊的汽機振動、脹差、位移等設備的電纜(40 m×180 m)，并重新敷設新電纜(80 m×180 m)；②現(xiàn)場相關設備安裝，如安裝中間端子箱，電纜橋架及附件、配件，轉速探頭安裝支架現(xiàn)場制造；③TSI和DCS機柜之間的過盤電纜敷設；④電纜接線、設備調試、設備標識牌制作，掛牌、機組啟動調試階段等工作。機柜框架組態(tài)見圖2。

圖2 機組框架組態(tài)圖

2.1.2 DCS系統(tǒng)及測量回路檢查

在完成基本設備安裝后，進行測量回路檢查：核對接線以及接地等是否有故障，利用電腦檢查通信回路工作以及設定正確的通信地址，對輔機系統(tǒng)及循環(huán)水泵系統(tǒng)3500框架進行組態(tài)及調試，檢查主機3500框架的組態(tài)，在機組DCS系統(tǒng)組態(tài)畫面的TSI顯示畫面修改增加的探頭顯示(見圖3)。

圖3 DCS系統(tǒng)修改TSI振動畫面

2.1.3 就地測點改造

原DEH轉速探頭為測速發(fā)電機，現(xiàn)在變更為本特利的渦流傳感器，探頭數(shù)量為4個，其中1個備用；拆除舊的汽機振動、脹差、位移、轉速等探頭(共40個)，并在廠家指導下安裝新探頭(共59個)；新增配置8個就地中間端子箱，端子箱安裝在汽機附近，便于前置放大器的安裝、接線。

2.2 遇到問題及解決方法

1)中壓缸絕對膨脹就地探頭安裝問題

設計新增中壓缸絕對膨脹探頭2個，但是在安裝時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場的安裝位置無法安裝2個，實際只能安裝1個，因此最終決定安裝1個。

2)在發(fā)電機勵磁端增加的就地轉速顯示表無法顯示

在盤車階段發(fā)現(xiàn)發(fā)電機勵磁端增加的就地轉速顯示表無法顯示，經過檢查轉速表的參數(shù)設置，調整參數(shù)設置后解決問題。

3)轉速探頭安裝問題

由于汽輪機進行了通流改造，導致整個汽輪機轉子軸向位置發(fā)生變動，在安裝好機頭的轉速探頭后，對轉子盤車，發(fā)現(xiàn)轉速探頭已經脫離測量的齒輪盤，無法測量轉速。為解決此問題重新設計了轉速探頭的安裝支架，保證轉速探頭在汽輪機轉子轉動中保持在齒輪盤上。

4)啟動過程中的問題

針對2#發(fā)電機軸振在2008年6月1日啟動過臨界過程中出現(xiàn)跳閘情況，對2#發(fā)電機振動定值的明確和后續(xù)邏輯完善、保護定值修改進行了梳理，對后續(xù)工作做出了安排。

根據(jù)機組實際啟動調試情況以及GE推薦的發(fā)電機振動保護定值，制定了最新的發(fā)電機振動保護定值。

①當機組轉速<2 900 r/min時：9#或10#瓦任一X方向>300 μm，機組跳機；9#或10#瓦任一Y方向>220 μm，機組跳機；

②當機組轉速≥2 900 r/min時：9#或10#瓦任一方向>220 μm，機組跳機。

由于9#、10#瓦振動保護定值設定比較復雜，在2 900 r/min以下和以上分別需要不同的邏輯設定，軟件難以實現(xiàn)。故在機組大修后啟動過程中，發(fā)電機X方向振動保護定值臨時確定為300 μm。目前，9X、10X跳閘定值臨時修改為300 μm，運行人員需加強監(jiān)護，在X方向軸振達到165 μm報警值時馬上通知相關檢修人員，達到220 μm時直接打閘處理。另外將3500系統(tǒng)的9X、10X方向165 μm報警改由DCS實現(xiàn)，跳閘值由3500系統(tǒng)直接實現(xiàn)。

在機組可靠性方面，目前的邏輯設定需要進一步完善，但相較通流改造以前，可靠性還是得到增強的：現(xiàn)場檢測方面，新增了X方向振動檢測，Y方向維持不變； 由高高報警手動打閘調整為觸發(fā)定值自動跳閘；定值方面，Y方向的軸振遮斷值沒有變動，維持220 μm不變；X方向165 μm振動高報警功能還存在，可以提前警示監(jiān)控人員。

3 總結

經過此次對TSI系統(tǒng)的改造，使通流改造后的2#機組汽輪機系統(tǒng)運行的安全得到了進一步提升，為國內同類型的機組做通流改造提供了理論和實際的參考依據(jù)。