汽動給水泵超速保護(hù)裝置改進(jìn)

張一夫

摘? 要：隨著科技的迅猛發(fā)展，高新技術(shù)已高速融入電力生產(chǎn)行業(yè)中。智能數(shù)顯表根據(jù)其簡單的測量方式和高精度的性能，在發(fā)電企業(yè)參數(shù)監(jiān)視和保護(hù)系統(tǒng)中，占據(jù)了主要的地位。該文通過現(xiàn)場實(shí)際出現(xiàn)的問題，進(jìn)一步地優(yōu)化了我廠五號機(jī)組小汽輪機(jī)超速保護(hù)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智能轉(zhuǎn)速表;精度;保護(hù)系統(tǒng)

中圖分類號：TM623? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

汽動給水泵是通過蒸汽推動驅(qū)動給水泵用于滿足鍋爐用水需求的重要輔機(jī)，其運(yùn)行的穩(wěn)定性直接關(guān)系著負(fù)荷的變化以及鍋爐上水量的變化。當(dāng)遇到突然甩負(fù)荷等事故狀況，一旦調(diào)速系統(tǒng)失靈或動作過慢，汽動給水泵轉(zhuǎn)速就會迅速上升，嚴(yán)重時(shí)將會發(fā)生超速現(xiàn)象。由于汽動給水泵高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，各轉(zhuǎn)動部件會產(chǎn)生很大的離心力，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，當(dāng)汽動給水泵超速，其零部件在工作過程中將因承受極大的離心力而受到嚴(yán)重的損壞，甚至發(fā)生“飛車”的惡性事故。因此，為了保證機(jī)組的安全運(yùn)行，必須嚴(yán)格監(jiān)測汽動給水泵的轉(zhuǎn)速，并通過超速保護(hù)裝置及時(shí)有效地采取保護(hù)措施。

1 設(shè)備概況

某公司五號機(jī)組是660 MW的火力發(fā)電機(jī)組，共有兩臺汽動給水泵，每臺有2套超速保護(hù)系統(tǒng)： 1）MEH超速保護(hù)系統(tǒng)。通過就地前箱齒輪處安裝的3個(gè)轉(zhuǎn)速探頭測量，得到汽動給水泵實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速信號。實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速信號與邏輯預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減法運(yùn)算，通過高限判斷輸出超速保護(hù)信號。2）METS超速保護(hù)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速傳感器安裝的位置與MEH轉(zhuǎn)速探頭安裝位置相同?？A(yù)先設(shè)定超速的動作值，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定的動作值時(shí)，輸出開關(guān)量信號送至METS，實(shí)現(xiàn)超速保護(hù)功能。由于汽動給水泵設(shè)計(jì)之初，未設(shè)計(jì)機(jī)械超速保護(hù)系統(tǒng)，所以METS超速保護(hù)系統(tǒng)和MEH超速保護(hù)系統(tǒng)動作的正確性和穩(wěn)定性極其重要。

DFCS001超速保護(hù)卡是通過采集前端磁阻或渦流轉(zhuǎn)速傳感器信號，計(jì)算出啟動給水泵轉(zhuǎn)速并判斷是否越限。汽動給水泵METS超速保護(hù)動作的過程，是由3塊DFCS001卡件分別接收三路轉(zhuǎn)速傳感器的模擬量信號，通過預(yù)先設(shè)定的動作值進(jìn)行判斷，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定值，卡件內(nèi)部的繼電器動作并輸出一對開關(guān)量信號，通過盤間電纜傳遞到METS系統(tǒng)中，再由METS進(jìn)行三取二的邏輯判斷輸出停機(jī)信號。

2 案例分析

在2017年機(jī)組啟動過程中，發(fā)生過超速保護(hù)卡失靈的事件。A小機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速達(dá)到4 560轉(zhuǎn)/分時(shí)，超速保護(hù)裝置第二路超速卡件顯示的轉(zhuǎn)速值發(fā)生跳變現(xiàn)象，跳變峰值瞬間達(dá)到預(yù)設(shè)停機(jī)值，超速保護(hù)卡件開關(guān)量接點(diǎn)動作，但其他兩路卡件顯示均正常。檢修人員發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象后，對卡件及轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行檢查。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速傳感器阻值正常，采集的信號無問題，連接電纜的屏蔽層接地良好，不存在信號干擾。初步判斷DFCS001卡件內(nèi)部出現(xiàn)故障造成跳變現(xiàn)象。檢修人員及時(shí)地更換了第二路超速保護(hù)卡件后，轉(zhuǎn)速跳變現(xiàn)象消除。

3 改造思路

3.1 改造必要性

檢修人員在更換DFCS001卡件過程中，對參數(shù)設(shè)置時(shí)操作極為煩瑣，并且需要頻繁地?zé)岵灏慰M(jìn)行設(shè)定。在此過程中，為避免靜電影響不能用手直接接觸電路板。這樣的更換過程，不但容易對設(shè)備造成一定的損壞，而且在機(jī)組運(yùn)行過程中存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)《二十五項(xiàng)重點(diǎn)反事故措施》8.1.3規(guī)定，運(yùn)行中的機(jī)組，監(jiān)視表計(jì)出現(xiàn)報(bào)警，必須查明原因。特此決定，對五號機(jī)組兩臺汽動給水泵進(jìn)行升級改造。

3.2 改進(jìn)要求

（1）保證測量精度;（2）參數(shù)設(shè)定簡便;（3）信號獨(dú)立接收;（4）抗干擾能力強(qiáng);（5）儀表電源冗余;（6）便于觀察及維護(hù)。

3.3 設(shè)備選型

通過對現(xiàn)場環(huán)境的考察以及多種智能儀表的比較，確定該次優(yōu)化改進(jìn)選用的SZC-04B型智能轉(zhuǎn)速表，該轉(zhuǎn)速表具有精度高、性能穩(wěn)定、抗干擾強(qiáng)、可靠性高和操作簡便等特點(diǎn)。可根據(jù)不同條件，在現(xiàn)場通過軟件設(shè)置儀表的齒數(shù)、報(bào)警保護(hù)值等參數(shù)。

4 改造過程

4.1 儀表試驗(yàn)

安裝前，檢修人員對選用的6塊智能轉(zhuǎn)速表進(jìn)行了效驗(yàn)檢定。在儀表檢定室內(nèi)，用與現(xiàn)場相同的轉(zhuǎn)速探頭連接待使用的儀表。表上電后，打開面板與箱體連接的鎖扣（如圖1所示），按“功能”鍵切換到“齒數(shù)”調(diào)整界面，用“移位鍵（AN3）”選擇數(shù)位調(diào)節(jié)到十位，用“加一鍵（AN1）”進(jìn)行數(shù)值調(diào)整，用相同的方法調(diào)節(jié)個(gè)位。再按功能鍵即保存數(shù)值。報(bào)警開關(guān)量輸出調(diào)整，選中應(yīng)用的開關(guān)量報(bào)警接點(diǎn)，數(shù)值調(diào)節(jié)方法與齒數(shù)調(diào)節(jié)方法相同，將報(bào)警保護(hù)定值設(shè)置為6 380轉(zhuǎn)/分。用“切換”按鈕查看設(shè)定值。通過轉(zhuǎn)速信號發(fā)生器模擬不同工況下的各階段轉(zhuǎn)速情況。將信號發(fā)生器輸出依次設(shè)置為6 379轉(zhuǎn)/分和6 381轉(zhuǎn)/分，并重復(fù)3次操作，每次接點(diǎn)動作正確，滿足現(xiàn)場應(yīng)用條件。

4.2 傳感器連接

經(jīng)檢測試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，原超速保護(hù)裝置應(yīng)用的磁阻式轉(zhuǎn)速探頭輸出信號良好，探頭延長線無破皮接地現(xiàn)象，信號傳輸電纜屏蔽接地良好，無干擾現(xiàn)象發(fā)生，且信號輸出與SZC-04B智能轉(zhuǎn)速表接收信號類型相匹配，決定繼續(xù)使用。

4.3 信號獨(dú)立接收

根據(jù)《二十五項(xiàng)重點(diǎn)反事故措施》9.4.3規(guī)定，保護(hù)信號應(yīng)遵循從取樣點(diǎn)到輸入模件全程相對獨(dú)立的原則。每臺小汽輪機(jī)有三路轉(zhuǎn)速傳感器，保持原設(shè)計(jì)方式，將原DFCS001卡件拆除，并加裝3塊SZC-04B智能轉(zhuǎn)速表（共6塊轉(zhuǎn)速表）。

4.4 電源連接

總電源裝置采用冗余切換連接方式，確保在一路電源發(fā)生故障時(shí)儀表可以正常工作。在總電源下一級對每塊智能轉(zhuǎn)速表分別加裝了空氣開關(guān)，從而達(dá)到了對每塊轉(zhuǎn)速表供電分別控制的目的。

4.5 安裝位置

東汽配套的3塊DFCS001超速保護(hù)卡件集成到一塊框架中，并安裝于小汽輪機(jī)TSI框架機(jī)柜內(nèi)。該次優(yōu)化選擇的安裝位置是原超速框架的安裝位置，將原框架拆除，根據(jù)智能儀表的尺寸重新開孔安裝。

4.6 儀表接線

SZC-04B智能轉(zhuǎn)速表的背板共有兩行接線端子，第一行1、2端子是信號的輸入端子，直接接入轉(zhuǎn)速探頭。5、6為電流信號輸出端子，由于儀表操作面板有顯示功能，此端子無用。第二行13-21端子是三組開關(guān)量報(bào)警輸出信號（選用常開接點(diǎn)）根據(jù)現(xiàn)場需要只應(yīng)用一對報(bào)警節(jié)點(diǎn)，其余留作備用。23、24端子為AC200V電源端子。

5 改進(jìn)效果

機(jī)組運(yùn)行后，檢修人員對運(yùn)行情況進(jìn)行為期一個(gè)月的觀察，每臺汽動給水泵在啟、停和持續(xù)運(yùn)行過程中，三路轉(zhuǎn)速顯示均一致，且與MEH轉(zhuǎn)速測量信號顯示相同。達(dá)到了改造的預(yù)期效果，大大降低了因轉(zhuǎn)速儀表故障造成保護(hù)誤動的概率。

6 結(jié)語

汽動給水泵超速保護(hù)裝置的優(yōu)化改造后，進(jìn)一步的提高了汽動給水泵超速保護(hù)系統(tǒng)動作的正確率，以及轉(zhuǎn)速顯示的準(zhǔn)確性。保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。該次改造也使熱工人員進(jìn)一步提高了熱工人員的分析和處理缺陷的能力。

參考文獻(xiàn)

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