提高汽轮机振动保护可靠性

提高汽轮机振动保护可靠性

摘要:一次由电气试验引起汽机轴振大保护动作跳闸,通过对其原因的分析,修改了汽轮机轴振保护动作条件,增强了抗干扰能力,提高了汽机保护可靠性。

关键词:汽轮机TSI轴振保护可靠性

1前言

某电厂#3机是上海汽轮机厂135MW机组,正常负荷情况下跳机,检查汽机各运行参数正常。查看紧急遮断系统ETS跳机首出原因为轴承振动大。

查看热工SOE相关记录如下:

19:28:41.813Qidongshilingbaohudongzuo

19:28:41.899Dingziguofuhefaxin

(定子过负荷发信)

19:28:45.557Qijizhouzhendadaoweixianzhi

(汽机轴振大到危险值)

19:28:46.812Qijizhuqimenguanbi

(汽机主汽门关闭)

19:28:46.817Fadianjiduanluqiduankai

(发电机断路器断开)

19:28:46.885Fabianzu220KVduanluqifenzha

(发变组220KV断路器分闸)

2原因分析

联系到当时电气专业正在做电力系统稳定性(PSS)试验,初步分析由于PSS试

验时,励磁增大影响#3机#5轴承X、Y方向振动探头,使轴振达到保护值引起汽机跳机。根据以上记录还可以发现,“汽机跳闸”和“发电机断路器开”信号产生相差很短,可能在汽机跳闸的同时,发电机保护已经动作,导致两侧同时跳闸。

查看DCS历史数据记录可以发现在19:28:41时#5轴承X、Y向振动同时出现突升。由于DCS扫描时间有一定的间隔,所以无法记录轴振突变的尖峰值,但记录到的#5轴承X方向数值已经达到215μm,已接近轴振保护动作值250μm。由此可以判断此次#3机跳机是由于电气PSS试验时,发电机励磁增大,影响汽机#5轴承振动测量信号突升至危险值导致汽机轴承振动大保护动作。

通过查看其他相关参数,发现电气PSS试验时,受影响最大的就是#5轴承X、Y方向振动参数,其他参数影响极小。值得注意的是,安装位置与5X、5Y轴振探头安装位置很接近的#5瓦振探头,所显示参数波动也不大。为避免以后还有类似干扰导致汽机跳闸,就必须对轴振保护进行修改、调整。分析轴振和瓦振两种探头,确定为类型不同导致不同的干扰影响。由于,轴振和瓦振都是由TSI测量并送DCS显示,所以轴振保护的修改,就集中在TSI上。

3解决方案

与#3机组配套的汽轮机安全监测系统TSI为本特利3500。作为一个系统,3500包括:传感器、监测器框架、软件、主计算机,可以将多个系统部件组合,通过多种传感器采集数据,以满足操作需要。

#3机组TSI框架组态软件设置:

具体到轴振测量采用电涡流振动探头,经前置器放大后把信号送到3500/42M 卡件,转换后送到DCS显示和继电器卡动作输出条件用。瓦振测量则是采用机械式振动探头直接送到3500/42M,同样的做显示和动作条件。继电器卡是3500/32则是4通道可编程输出卡,可根据需要设定输出动作条件。

综合考虑,#5轴振的保护加入了#5瓦振大的条件。原来#5X或#5Y大于250μm就出发汽机跳闸信号,改为#5X或#5Y大于250μm,且同时#5瓦振大于70μm才出发跳闸信号。此3500系统的轴振保护信号由继电器输出卡送至ETS,对继电器卡输出通道编程就可实现轴振大跳闸条件的修改。考虑到不论是轴振探

头还是瓦振探头,都存在传输线断等导致无信号的意外情况,在以上条件外,瓦振无信号(BYPASS)时,则单独采用#5X或#5Y大于250μm触发跳闸信号。

语句如下:

(((S05C##A2+S06C##A2)+(S07C01A2*S08C03A1))+(S07C02A2*S08C03A1) )

3500/32卡件设置如图:

另外,根据运行经验,还重新设置了报警输出,#5X轴振大于200μm,#5Y轴振大于200μm,#5瓦振大于70μm。具体语句:

(((S05C##A1+S06C##A1)+S07C01A1)+S07C02A1)

4效果试验

待机组停运后,修改3500系统的组态,重新下装,并且经过试验得以下结果:

#3机#5瓦轴振保护试验记录

#5X轴振大于200μm报警

#5Y轴振大于200μm报警

#5瓦振大于70μm报警

#5X轴振大于250μm,同时#5瓦振信号大于70μm,#5轴振跳机信号动作

#5Y轴振大于250μm,同时#5瓦振信号大于70μm,#5轴振跳机信号动作

#5X轴振大于250μm,然后#5瓦振信号BYPASS,#5轴振跳机信号动作

#5Y轴振大于250μm,然后#5瓦振信号BYPASS,#5轴振跳机信号动作

#5瓦振信号BYPASS,然后#5X轴振大于250μm,#5轴振跳机信号不动作

#5瓦振信号BYPASS,然后#5Y轴振大于250μm,#5轴振跳机信号不动作

#5X轴振BYPASS,然后#5瓦振信号大于70μm,#5轴振跳机信号不动作

#5Y轴振BYPASS,然后#5瓦振信号大于70μm,#5轴振跳机信号不动作

#5X轴振BYPASS,然后#5瓦振信号BYPASS,#5轴振跳机信号不动作

#5Y轴振BYPASS,然后#5瓦振信号BYPASS,#5轴振跳机信号不动作

由试验结果可看出,对TSI所做改动工作达到预期目标,满足新的要求。

5结语

采用新的#5轴振保护跳闸条件后,机组长时间稳定运行,未发现TSI和汽轮机任何异常。可见,改造成功,增强了汽机保护抗干扰能力,提高了可靠性,给汽轮机的安全稳定运行提供了更多保障

参考文献:

[1]谷俊杰,丁常富.《汽轮机控制、监视和保护》.中国电力出版社,2002.