謝晨輝

摘 ? 要：廣東華電韶關熱電有限公司汽輪機的軸系檢測使用艾默生公司生產(chǎn)的CSI6500系統(tǒng)，本文主要對各種原因引起的振動信號波動做出分析，并進行了相應的防誤動的技術措施及改進方法，經(jīng)實施效果分析可知這次改進不僅提高了汽輪機軸系振動監(jiān)測的可靠性，而且保證了機組的經(jīng)濟運行，取得了較好的改進效果。

關鍵詞：傳感器 ?監(jiān)測保護系統(tǒng) ?CSI6500

中圖分類號：TH13 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）05（a）-0019-02

1 ?TSI概述

廣東華電韶關熱電有限公司#1、#2號汽輪機組采用東方汽輪機廠生產(chǎn)的型號為C350/325-24.6/1.25/569/569的超臨界，一次中間再熱，單軸、三缸、雙排汽、單背壓、單抽凝汽式汽輪機，設計新蒸汽壓力24.6MPa，溫度為569℃。

#1、#2號機組汽輪機振動監(jiān)測裝置使用艾默生epro公司的CSI6500系列產(chǎn)品。主汽輪機監(jiān)測的有：大軸偏心、機組鍵相、汽輪機轉速、汽輪機相對振動、推力軸承軸向位移、脹差、高、中壓缸絕對膨脹等。除高、中壓缸絕對膨脹采用位移式LVDT、汽輪機轉速鍵相采用霍爾效應探頭以外，其余監(jiān)測均采用電渦流式傳感器。自2018年底雙機投產(chǎn)以來，曾經(jīng)出現(xiàn)汽輪機發(fā)電機組軸相對振動監(jiān)測信號故障，導致汽輪機“非停”事件發(fā)生。使主機軸系振動保護監(jiān)測裝置的可靠性發(fā)生下降。優(yōu)化提高主機軸系振動監(jiān)測保護裝置的可靠運行成為雙機安全穩(wěn)定運行迫切解決的問題[1]。

艾默生公司所生產(chǎn)的TSI汽輪機主要監(jiān)測系統(tǒng)由測量一次元件、探頭專用電纜、就地前置器、控制電纜和監(jiān)測保護系統(tǒng)機柜（框架）組成。一次元件（傳感器探頭）安裝在機組軸系軸承座上（或軸承箱內(nèi)部）。一次元件（電渦流傳感器）通過探頭專用電纜與就地前置器相連。電渦流傳感器探頭電纜與延伸電纜的卡針接頭應使用專用的接頭保護器并熱縮管熱縮、PVC絕緣膠帶纏繞。

機組各個軸承相對振動就地前置裝置通過控制電纜與汽輪機軸系監(jiān)測保護系統(tǒng)機柜（框架）端子排相連接?？刂齐娎|應選用帶銅網(wǎng)屏蔽的1.0×4電纜，單芯電纜的截面積2.5mm2。控制電纜的其中的四根線芯與就地前置裝置的24+、com、24-接三個接線端子應接觸良好牢靠，電纜銅網(wǎng)屏蔽層在此處不與任何端子連接，做浮空處理?？刂齐娎|與汽輪機軸系監(jiān)測保護系統(tǒng)直接連到監(jiān)測保護系統(tǒng)機柜（框架）的接線端子排，控制電纜的銅網(wǎng)屏蔽層與公共（COM）端相連接。

在汽輪機軸系監(jiān)測保護系統(tǒng)獨立運行時，將系統(tǒng)電源的公共端與機柜框架的接地端子相連，確保軸系監(jiān)測保護系統(tǒng)的單點接地要求，達到防止系統(tǒng)干擾的目的。在汽輪機軸系監(jiān)測保護系統(tǒng)與DCS或DEH控制系統(tǒng)通過硬接線或通訊數(shù)據(jù)接口相連接時，要考慮整個系統(tǒng)防干擾，按主機系統(tǒng)要求實現(xiàn)單點接地。2018年11月一號汽輪發(fā)電機組發(fā)生一次非停，首出原因是軸振大停機，在對軸振動探頭逐一檢查時發(fā)現(xiàn)#6軸承X向振動信號線與傳感器電纜的連接處磨破，屏蔽線與旁邊導體連在了一起，引起#6軸承X向振動信號的大幅擺動導致機組跳機。可見信號電纜及屏蔽線必須正確、完好，這是保證測量準確、可靠的有力保障[2]。

2 ?原因分析

（1）系統(tǒng)軸系振動監(jiān)測測量回路的抗干擾不好，造成外部環(huán)境信號干擾振動測量信號而誤發(fā)軸振大超限，觸發(fā)ETS系統(tǒng)動作，導致汽輪發(fā)電機組緊急停機。

（2）軸振監(jiān)測系統(tǒng)的測量回路中，一次元件與延伸電纜卡針接頭處松動造成信號波動而誤跳汽輪機，存在機組運行安全隱患。

（3）探頭安裝工藝不嚴格，沒有執(zhí)行電力行業(yè)建設標準，未考慮到周圍溫度、軸承排油的油流沖擊對其造成的不利影響。

3 ?改進方法

（1）東方汽輪發(fā)電機組（350MW等級）的TSI系統(tǒng)共有十六項軸承相對振動信號，分別來自汽輪機側的十二個軸振測點和發(fā)電機側四個軸振測點。十六項軸承相對振動信號通道任意一個達到高二值即遮斷值（250μm）即觸發(fā)汽輪機保護動作，緊急遮斷汽輪發(fā)電機組。這種保護設計方式能很大程度保護機組主設備，但考慮到保護裝置可能存在的誤動情況并給機組“非?！睅聿涣加绊懀虼藢ΡＷo動作條件進行分析改進是必要的。

汽輪機軸系振動理論上分析，高速旋轉的汽輪發(fā)電機組軸系，其軸系的相對振動是整體的平穩(wěn)狀態(tài)，出現(xiàn)某一點X或者Y方向的突然變化，而其他相鄰或者間隔的軸承振動點沒有變化的情況極其罕見，常態(tài)是當某一個軸承的振動（比如2號軸承）發(fā)生振動增大時，汽輪發(fā)電機組相鄰的高壓或者中壓段轉子軸系的動平衡被破壞，汽輪發(fā)電機的整根軸系振動都會發(fā)生變化，相鄰的軸承振動變化幅度越大?；诖?，汽輪發(fā)電機組軸振動保護邏輯可以進行優(yōu)化完善，實現(xiàn)及時發(fā)現(xiàn)軸系振動異常迅速停機又不會由于干擾因素大致測量失靈，而造成機組發(fā)生“非?！钡哪康摹?/p>

綜上所述，與東方汽輪機廠和自控中心充分溝通后將汽輪機組軸振保護邏輯優(yōu)化為以下動作條件：汽輪發(fā)電機組十六項軸振測點，任意一軸振動高二值（250μm）AND任意軸振動高一值（125μm）發(fā)出汽輪機軸振大信號（延時3s）緊急遮斷汽輪發(fā)電機組，避免軸承振動受到干擾導致測量出現(xiàn)失真，而使汽輪機“非?！笔鹿?。

（2）公司一、二號機組汽輪機監(jiān)視保護裝置采用CSI6500雙通道軸振動測量模塊卡件，6110軸相對振動監(jiān)測模塊關于限值監(jiān)測功能有五種選擇方式。其中一項報警抑制功能作用是：此項功能開啟后如果模塊出現(xiàn)通道故障，該通道的報警輸出將被抑制。通道不會發(fā)出報警值，以避免發(fā)生誤跳汽輪發(fā)電機。

根據(jù)公司兩臺機組實際情況，走訪溝通多個兄弟電廠和監(jiān)測系統(tǒng)技術專工分析、研究，將兩臺機組汽輪機監(jiān)測系統(tǒng)軸相對振動卡件的監(jiān)測模式選擇采用報警抑制功能，提高汽輪機軸振動監(jiān)測的可靠性，避免了軸振監(jiān)測發(fā)出失真信號，導致“非?！逼啓C。

（3）針對艾默生公司的CSI6500系列產(chǎn)品探頭專用電纜引線、延伸電纜進行熱縮（內(nèi)、外接頭），規(guī)劃電纜在軸承箱內(nèi)走向，對敷設進行固定，加強電纜絕緣保護，避免發(fā)生破損;一次元件傳感器到前置器中間都有一個插針的接頭，而在實際機組運行中碰到該接頭會使振動值突變，進而造成振動保護誤動作。對于個別振動傳感器到前置器中間插針的接頭，將插針接頭剪掉，將振動傳感器到前置器的引線直接焊接，在焊接中要注意防止卡件燒損。經(jīng)過長周期的運行，發(fā)現(xiàn)這種方法能保證振動測量不發(fā)生突變，保證了機組的穩(wěn)定運行。

（4）做好探頭的原始間隙電壓的測量與記錄;對一次元件、前置器、專用電纜的拆除做好保護、標記清晰、擺放整齊劃一，避免造成一次元件的磕碰及安裝錯位。軸承回裝過程中發(fā)現(xiàn)一次元件、專用電纜破損的必須更換。

4 ?實施效果

通過細致、嚴謹?shù)膬?yōu)化和現(xiàn)場安裝，更改CSI6500卡件報警抑制功能，確保一次元件的專用電纜等措施的整改到位，真正的避免了軸振動測量出現(xiàn)失真而“非停”汽輪機事故，提高了汽輪發(fā)電機組軸振動監(jiān)測的可靠性，保證公司機組的長周期安全經(jīng)濟運行。

5 ?結語

本文所提出的接地問題希望引起有關技術人員的借鑒，目前機組投產(chǎn)時間短暫，在現(xiàn)場檢查接線時要嚴格按照設備的產(chǎn)品說明書中給出的技術要求進行接線，以保證信號測量的準確、可靠。使汽輪機軸系監(jiān)測系統(tǒng)保護系統(tǒng)安全、可靠地工作，避免設備損壞。使公司的設備保護和管理達到一個新水平，為公司創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 錢進.汽輪機轉子振動試驗與分析[D].重慶大學，2008.

[2] 凌榮宇.300MW火力發(fā)電機組運行與檢修技術培訓教材-儀控[M].北京：中國電力出版社，2002.