風(fēng)機振動監(jiān)測系統(tǒng)振動保護的實現(xiàn)

劉春娟

(廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責任公司，廣東潮州 515723）

風(fēng)機振動監(jiān)測系統(tǒng)振動保護的實現(xiàn)

劉春娟

(廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責任公司，廣東潮州 515723）

對原風(fēng)機振動監(jiān)測系統(tǒng)的不足進行了分析，闡述了在3500系統(tǒng)基礎(chǔ)上實現(xiàn)風(fēng)機振動保護的改進方案，給風(fēng)機安全運行提供了可靠性保障。

風(fēng)機；3500系統(tǒng)；振動監(jiān)測系統(tǒng)；振動保護

0 引言

某電廠二期容量2×1 000 MW，采用哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的超超臨界、一次再熱變壓運行直流鍋爐。控制系統(tǒng)為日本日立提供的H5000M。鍋爐設(shè)有送風(fēng)機、一次風(fēng)機、引風(fēng)機、增壓風(fēng)機各2臺，采用美國本特利公司3500系統(tǒng)和國產(chǎn)SDJ-3L振動監(jiān)測保護儀實現(xiàn)對風(fēng)機的監(jiān)測功能。

1 系統(tǒng)簡介

鍋爐送風(fēng)機、一次風(fēng)機、增壓風(fēng)機為動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機，引風(fēng)機則為靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機。風(fēng)機類型雖然不同，振動測量方式卻大同小異。該電廠機組送風(fēng)機與一次風(fēng)機是通過在風(fēng)機軸承上1X點(1:驅(qū)動端；X:平行于地面，垂直于軸）安裝一個本特利3300壓電式加速度傳感器測量軸承振動，引風(fēng)機通過安裝在殼體上X向和Y向(Y:垂直于地面，垂直于軸）的一對同類型傳感器測量殼體振動。二者一并通過中間電纜傳至放置于電子間的本特利3500系統(tǒng)柜內(nèi)，再將風(fēng)機振動模擬量值傳至DCS(Distributed Control System，分散式控制系統(tǒng)）和TDM(Testing Data Management，試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）柜內(nèi)，進行畫面監(jiān)視報警和日常數(shù)據(jù)分析。

原3500振動監(jiān)測系統(tǒng)模件主要包括3500/15電源模塊、3500/20框架接口模塊、3500/32繼電器模塊、3500/42M四通道監(jiān)測模塊等。其中，3500/42M模塊用于監(jiān)測送風(fēng)機1X、一次風(fēng)機1X、引風(fēng)機殼體1X/1Y振動。監(jiān)測系統(tǒng)將4～20 mA電流信號送至DCS系統(tǒng)，在操作員站CRT上顯示各風(fēng)機振動值。

增壓風(fēng)機振動系統(tǒng)則與一次風(fēng)機、送風(fēng)機、引風(fēng)機大不相同，采用江蘇江陰第三電子儀器廠SDJ-3L振動監(jiān)測保護儀，安裝在軸承上1X和1Y點的SZ-6磁電式振動探頭進行軸承振動連續(xù)監(jiān)視和測量，通過延長電纜將振動信號輸出至本體附近的二次表內(nèi)，該振動二次表帶有就地LED實時振動數(shù)據(jù)顯示和信號預(yù)處理并遠傳模擬量至DCS功能。即振動模擬量信號通過就地振動二次表輸出直接送至DCS。

2 存在問題及原因分析

機組運行以來，多次出現(xiàn)八大風(fēng)機(增壓風(fēng)機A/B、送風(fēng)機A/B、一次風(fēng)機A/B、引風(fēng)機A/B）振動信號失真缺陷導(dǎo)致報警誤報，不但給運行人員監(jiān)視帶來不便，同時增大了維護人員工作量。缺陷頻發(fā)的原因主要有增壓風(fēng)機振動二次表無防雨柜，導(dǎo)致多雨季節(jié)儀表外接線進水，信號跳變而無測量值；引風(fēng)機殼體振動探頭露置空氣中，導(dǎo)致航空插頭時常受外力影響出現(xiàn)虛接和接線松動現(xiàn)象而失去監(jiān)視；一次風(fēng)機和送風(fēng)機振動信號線接地，導(dǎo)致測量不準確。八大風(fēng)機工作環(huán)境(日曬、雨淋及高溫煙塵）惡劣，信號傳輸距離遠，外界環(huán)境電磁干擾導(dǎo)致信號陡增驟降等一系列問題說明現(xiàn)有振動監(jiān)測系統(tǒng)存在抗干擾能力弱、穩(wěn)定性差、可靠性低等缺點。

更為緊要的是，該電廠機組風(fēng)機振動信號高一值作報警信號、高二值為手動停風(fēng)機信號并未作振動大跳閘風(fēng)機邏輯保護，如果運行人員不能及時停運風(fēng)機，振動問題將直接威脅到機組的安全經(jīng)濟運行。但是，要在原來的振動監(jiān)測系統(tǒng)上實現(xiàn)振動保護存在風(fēng)險和難題。增壓風(fēng)機原來用的SDJ-3L振動監(jiān)測保護儀雖然能提供4～20 mA信號，滿足DCS監(jiān)視要求，但無法提供保護接點輸出，缺少邏輯組態(tài)必備要素；引風(fēng)機外部殼體離真正內(nèi)部軸承還有一段距離，因此引風(fēng)機殼體的振動不能客觀反映軸振，遠不能作為振動保護信號。還有一個八大風(fēng)機共存的問題，就是單點或雙點測量不僅不能全面反映風(fēng)機驅(qū)動端和非驅(qū)動端振動軸承振動情況，而且可靠性不滿足重要輔機保護信號選取要求，一旦引入風(fēng)機跳閘邏輯，容易造成保護誤動作后果。

3 改進方案

根據(jù)以上分析，結(jié)合3500系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置靈活、繼電器組態(tài)方便、圖表分析直觀等優(yōu)點，該廠決定在3500系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行改造。

(1）將增壓風(fēng)機振動信號同引風(fēng)機、一次風(fēng)機、送風(fēng)機一樣引入3500系統(tǒng)，取消就地二次表，裝設(shè)防雨接線柜，降低雨季設(shè)備進水信號丟失的風(fēng)險。引風(fēng)機探頭安裝位置由原來的殼體改至軸承上，這樣，探頭的內(nèi)置既防止了外力破壞性影響又使振動信號測量的準確性達到了保護信號要求。此外，進一步詳細規(guī)劃了八大風(fēng)機探頭安裝位置、方向和數(shù)量，統(tǒng)一在八大風(fēng)機驅(qū)動端(用1表示）和非驅(qū)動端(用2表示）軸承側(cè)各安裝2支本特利加速度傳感器，分別測X向和Y向振動，即每臺風(fēng)機安有4支探頭(1X、1Y、2X、2Y），科學(xué)地反映風(fēng)機振動情況，也為下一步作保護信號提供可實施性基礎(chǔ)。

(2）3500振動監(jiān)測系統(tǒng)中3500/42M監(jiān)測模塊改為8塊，用于接收送風(fēng)機(A/B）、一次風(fēng)機(A/B）、引風(fēng)機(A/B）、增壓風(fēng)機(A/B）的32路加速度傳感器信號，每臺風(fēng)機1X、1Y、2X、2Y 4點接入1個模塊，將模擬量信號傳至日立DCS，通過4取3(4個信號有3個為1，則輸出為1）后實現(xiàn)光字報警和保護停風(fēng)機邏輯功能。八大風(fēng)機同理，僅以一次風(fēng)機為例，保護邏輯如圖1所示。

(3）以本特利3500系統(tǒng)為整體規(guī)范接地處理，保證從就地探頭、3300監(jiān)測系統(tǒng)至DCS系統(tǒng)單點接地，避免接地不當導(dǎo)致信號受干擾。同時，整個回路按照電纜設(shè)計安裝規(guī)范重新敷設(shè)屏蔽鎧裝電纜，達到降低外界噪聲的影響的目的。

圖1 一次風(fēng)機保護邏輯

4 效果評估

改進后的振動監(jiān)測系統(tǒng)已投運一年多，期間運行正常，出現(xiàn)缺陷的頻率明顯下降。原系統(tǒng)缺少風(fēng)機保護的隱患得到了整改，避免了人為手動停風(fēng)機的延遲性弊端，真正做到了準確、可靠地連續(xù)測量和保護機組安全運行。

[1]謝麟閣.自動控制原理[M].北京:水利電力出版社，1991

[2]梁曉明.機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用[J].石油化工自動化，2007(5）

[3]李曉蕓，梁振山，孫運清，等.送風(fēng)系統(tǒng)振動問題的研究[J].華北電力學(xué)院學(xué)報，1993(2）

2014-10-15

劉春娟(1985—），女，吉林松原人，助理工程師，從事火電廠大型機組熱工控制、調(diào)節(jié)和技術(shù)管理等工作。