給水泵汽機(jī)軸位移保護(hù)相關(guān)邏輯分析及優(yōu)化

梁旭東

（神華廣東國(guó)華粵電臺(tái)山發(fā)電有限公司，廣東 臺(tái)山529228）

1 TSI系統(tǒng)簡(jiǎn)介

TSI是英文 Turbine Supervisory Instrumentation的縮寫(xiě)，直譯為汽輪機(jī)監(jiān)視儀表，TSI系統(tǒng)常被稱(chēng)為汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)。TSI系統(tǒng)主要對(duì)汽輪機(jī)整個(gè)軸系在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù)，向DCS系統(tǒng)及DEH系統(tǒng)提供汽輪機(jī)軸系監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向ETS系統(tǒng)（汽機(jī)危急遮斷系統(tǒng)）提供振動(dòng)大和軸位移大跳機(jī)保護(hù)信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)安全運(yùn)行的保護(hù)。

2 TSI系統(tǒng)的應(yīng)用

國(guó)華臺(tái)電＃1～＃5汽輪發(fā)電機(jī)組為上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的引進(jìn)型單軸、四缸四排汽、中間再熱凝汽式汽輪機(jī)組，機(jī)組型號(hào)為 N600－16.7／537／537。汽輪發(fā)電機(jī)組由汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)三大部分組成。軸系是由高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子Ⅰ、中間軸、低壓轉(zhuǎn)子Ⅱ、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子采用鋼性聯(lián)軸器連接成的多跨轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)。汽輪機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TSI）為上海汽輪機(jī)廠(chǎng)配套設(shè)備，采用美國(guó)GE BENTLY公司的3500系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由本特利3500監(jiān)測(cè)儀表（包括現(xiàn)場(chǎng)探頭、前置器、接口模塊、功能模塊）、數(shù)據(jù)采集箱TDXnet及配套的組態(tài)、分析軟件（SYSTEM1）等組成。

我廠(chǎng)單臺(tái)機(jī)組汽輪機(jī)設(shè)計(jì)一套系統(tǒng)，給水泵小汽輪機(jī)設(shè)計(jì)兩套獨(dú)立的系統(tǒng)。汽輪機(jī)監(jiān)測(cè)11個(gè)軸瓦的振動(dòng)、軸向位移、轉(zhuǎn)速、高低壓缸脹差、高壓缸熱膨脹、偏心及鍵相。給水泵汽機(jī)監(jiān)測(cè)4個(gè)軸瓦的振動(dòng)、軸向位移、零轉(zhuǎn)速及鍵相。兩臺(tái)機(jī)組共用一套SYSTEM1系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和保存，系統(tǒng)下位機(jī)和SYSTEM1系統(tǒng)共用一臺(tái)服務(wù)器級(jí)的計(jì)算機(jī)；給水泵汽機(jī)數(shù)據(jù)未進(jìn)入SYSTEM1系統(tǒng)。

3 給水泵汽機(jī)軸位移保護(hù)邏輯分析

TSI系統(tǒng)的保護(hù)邏輯中，給水泵汽機(jī)軸向位移1與軸向位移2信號(hào)大于0.8mm，聯(lián)鎖停小汽輪機(jī)。在系統(tǒng)傳動(dòng)過(guò)程中，已確認(rèn)軸向位移通道故障時(shí)（含傳感器解除、前置器延伸電纜損壞、卡件故障），TSI系統(tǒng)的32繼電器卡件DO點(diǎn)輸出信號(hào)診斷為1，送至DCS系統(tǒng)后直接聯(lián)鎖停小汽輪機(jī)。而我廠(chǎng)軸向位移1、2信號(hào)存放于同一塊模擬量42卡件上，當(dāng)該卡件故障損壞時(shí)，TSI系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判定為軸向位移大，從而導(dǎo)致給水泵汽機(jī)跳閘。為防止給水泵汽機(jī)軸位移保護(hù)誤動(dòng)，決定重新分配卡件通道及優(yōu)化該保護(hù)邏輯。

4 優(yōu)化過(guò)程

4.1 卡件通道分配

Bentley 3500系統(tǒng)中42模擬量卡分為channel1、channel2、channel3、channel4四個(gè)通道，其中channel1、channel2實(shí)現(xiàn)一個(gè)單獨(dú)功能，channel3、channel4實(shí)現(xiàn)一個(gè)單獨(dú)功能，振動(dòng)、軸位移信號(hào)不能同時(shí)出現(xiàn)于channel1、channel2或者channel3、channel4。對(duì)此，需要重新分配框架中所涉及的42模擬量卡件通道，并布置電纜接線(xiàn)。

首先將小機(jī)TSI系統(tǒng)框架卡件4中的channel3（小機(jī)后軸振動(dòng)2X）的數(shù)據(jù)拷貝到channel2（空）中，為軸向位移2信號(hào)空出可用通道。然后將卡件4中的channel3（原小機(jī)后軸振動(dòng)2X）信號(hào)改為軸向位移2信號(hào)。從而實(shí)現(xiàn)軸向位移1、2信號(hào)分別存放于獨(dú)立的兩塊42模擬量卡，防止因?yàn)榭p壞的信號(hào)誤判導(dǎo)致小汽輪機(jī)跳閘。

4.2 組態(tài)更改

模擬量42卡件組態(tài)更改：取消卡件3中的channel3（原軸向位移2）通道功能；卡件4中的channel2（原空通道）定義為機(jī)后軸振動(dòng)2X信號(hào)；卡件4中的channel3（原機(jī)后軸振動(dòng)2X）定義為軸向位移2信號(hào)。

4.3 相關(guān)邏輯修改

卡件7（振動(dòng)繼電器32卡）中的后軸振動(dòng)報(bào)警條件2X由S04C03A1改為S04C02A1，遮斷條件2X由S04C03A2改為S04C02A2；將卡件8（軸向位移繼電器32卡）中的位移報(bào)警條件軸向位移2進(jìn)行修改，由S03C03A1改為S04C03A1，遮斷條件軸向位移2由S03C03A2改為S04C03A2。

4.4 通訊卡件定義

通訊92卡件重新定義：將機(jī)后軸振動(dòng)2X信號(hào)通訊由S04C03改為S04C02，軸向位移2由S03C03改為S04C03。

4.5 保護(hù)傳動(dòng)

4.5.1 振動(dòng)保護(hù)傳動(dòng)

用FLUCK744信號(hào)發(fā)生器＋9V干電池＋1.5V干電池串聯(lián)后引線(xiàn)分別連接1X振動(dòng)42M卡件，輸入信號(hào)端子排COM和SINGNAL，用來(lái)模擬1X電渦流傳感器（直流10.5V模擬傳感器間隙電壓，信號(hào)發(fā)生器加交流60Hz頻率信號(hào)模擬傳感器振動(dòng)信號(hào)）；用電科院函數(shù)發(fā)生器（或者再按前述方法加一組744串聯(lián)干電池）連接1Y振動(dòng)42M卡件，輸入信號(hào)端子排COM和SINGNAL，用來(lái)模擬1Y電渦流傳感器。FLUCK744加信號(hào)1X振動(dòng)到60μm（交流電源需要加0.5V左右），觸發(fā)振動(dòng)大報(bào)警，32繼電器卡件振動(dòng)大報(bào)警燈亮；FLUCK744加信號(hào)1X振動(dòng)到80μm（交流電源需要加0.6V左右），函數(shù)發(fā)生器加信號(hào)1Y振動(dòng)到60μm（交流電源需要加0.5V左右），觸發(fā)振動(dòng)大遮斷，32繼電器卡件振動(dòng)大遮斷燈亮。

4.5.2 軸位移保護(hù)傳動(dòng)

用FLUCK744信號(hào)發(fā)生器＋9V干電池串聯(lián)后引線(xiàn)分別連接軸位移42M卡件，軸位移1輸入信號(hào)端子排COM和SINGNAL，用來(lái)模擬軸位移電渦流傳感器（直流電壓模擬軸位移信號(hào)）；用電科院函數(shù)發(fā)生器（或者再按前述方法加一組744串聯(lián)干電池）連接42M卡件，軸位移2輸入信號(hào)端子排COM和SINGNAL，用來(lái)模擬電渦流傳感器（直流電壓模擬軸位移信號(hào)）。FLUCK744、函數(shù)發(fā)生器加信號(hào)1／2軸位移到±0.56mm（直流電壓需要加到12.5V和7.5V），觸發(fā)軸位移大報(bào)警，32繼電器卡件軸位移大報(bào)警燈亮；FLUCK744、函數(shù)發(fā)生器加信號(hào)1A／1B軸位移到±0.8mm（直流電壓需要加到13.2V和6.8V），觸發(fā)軸位移大遮斷，32繼電器卡件軸位移大遮斷燈亮。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)給水泵汽機(jī)軸位移保護(hù)邏輯的分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的安全隱患，及時(shí)提出解決方案并順利完成優(yōu)化，這是熱控人員必須具備的能力。熱控人員只有熟練掌握各個(gè)設(shè)備的邏輯，才能分析整個(gè)系統(tǒng)的流程，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不合理之處，及時(shí)對(duì)邏輯進(jìn)行優(yōu)化修改，并能快速解決機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中遇到的問(wèn)題，達(dá)到使機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

［1］谷俊杰，丁常富.汽輪機(jī)控制、監(jiān)視和保護(hù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2002.

［2］華東六省一市電機(jī)工程（電力）學(xué)會(huì).熱工自動(dòng)化［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2000.

［3］張文溥.程序控制與熱工保護(hù)［M］.北京：水利電力出版社，1991.