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【摘 要】 随着科学技术的进步,越来越多的防止汽机振动保护误动作的措施出现,给人们的生活带来了许多方便,所以,本文从防止汽机振动保护误动作的措施以及措施的改进等方面来探究。
【关键词】 汽机振动;保护误动作;措施
一、前言
生活中,防止汽机振动保护误动作的措施是社会经济稳定的基础,但是措施中仍然存在一些问题,所以,措施的改进是至关重要的问题,其中消除温度是改良的方法之一,这样会给社会和人们的生活带来一些改变。
二、汽机振动保护简介
目前,江西省火电厂汽机振动保护装置主要采用美国本特利产品,个别机组用了菲利浦产品。测量信号是采用涡流传感器测量的轴振信号,为相对振动值,用轴振信号作为汽机振动保护;也有用速度传感器测轴承座的振动作为汽机振动保护的,测的是绝对振动值。还有一种是将电涡流探头和速度传感器在结构上做在一块的复合探头。这种探头不仅可以测轴振和轴承座的振动,还可矢量合成轴承绝对振动。涡流传感器都需要配前置放大器连接到监测器,速度传感器一般直接用屏蔽电缆把信号接到监测器,也有采用前置放大器再连接到监测器的。汽机振动保护跳机定值一般轴振保护为260μm左右,瓦振保护为50μm左右,机组额定负荷大,汽机振动保护的保护动作值相对小一点。具体数据由电厂自己确定。监测器将测量值与设定值比较判断,如果测量值超过报警设定值时,监视器应发出报警输出接点信号,监视器输出报警或跳机信号。当测量值超过停机设定值时,监视器应发出停机输出接点信号。
三、汽轮机保护误动的思考和对策
1、所出现的6次保护误动跳闸故障,均导致被迫停机,造成了一定的经济损失,也给机组的安全和稳定运行带来了很大的风险。
2、故障分类:6次故障中,3次为回路接线存在问题以及保护逻辑不尽合理,1次为保护外界干扰影响,2次为保护逻辑设置问题。
3、6次故障反映出技术人员和检修人员对此保护的认识存在问题。
4、汽轮机保护的工作情况,直接影响机组安全运行,对机组将造成很大的影响,应进一步提高对汽轮机保护的重视。
5、应制订严格的保护定期检验标准,按照程序执行,加强人员的培训和学习。
四、防止误动、拒动措施
1、设备选型方面
对于汽轮机振动保护系统设备应尽可能选用原装进口的、有成熟应用经验的产品,比如美国本特利、德国菲利普、德国申克等公司的产品,以提高设备可靠性,国产振动保护产品有价格优势,但从设备质量的长寿命周期来看,可靠性还达不到进口产品质量标准。信号线缆应选用优质的阻燃屏蔽铜电缆,线路电阻符合标准,必要时选用耐高温电缆。
2、安装调试方面
(1)传感器及延长电缆安装位置应避开高温区,避免因环境温度过高造成信号测量不准确,若无法避开,应加装隔热措施。
(2)延长电缆应加装质量好的金属软管进行保护,防止外力破坏,造成端子接线松动或断线。
(3)必须采取可靠的抗干扰措施,屏蔽电缆的屏蔽层要在监测器侧单端接地;前置器浮空安装,不与大地相连;屏蔽电缆的屏蔽层全部连通,不得有断层存在;屏蔽电缆的两头屏蔽层分别连接到前置器和TSI仪表端子牌的COM端,以解决现场的共模干扰中的串模干扰。
(4)接线端子要紧固,防止由于震动而松动虚接。用螺丝垫片压紧的接线端子,电缆芯线要制作成环形接头,环形垫片、弹簧垫、螺丝等要按顺序安装拧紧。
(5)监测器卡件组态应与传感器参数匹配,报警值和动作值应设置正确,应设置好传感器故障的闭锁功能,监测器危险值输出应有自动复位功能,监测器应显示准确、报警功能试验正常。
(6)系统安装、设备设置正常后要进行干扰试验,检查监测器测量值是否产生跳变,监测器报警输出是否产生误输出,用以检测设备质量和安装质量是否过关。
3、逻辑优化方面
(1)优化前振动保护逻辑机组在基建安装调试期间,在进行振动保护逻辑设计和
调试时,一般以防止保护拒动为优先考虑,逻辑一般为单点跳机逻辑且没有延时,这样的逻辑抗干扰能力极差,是振动保护易发生误动的主要原因。
(2)优化后振动保护逻辑在机组转入生产运营后单点跳机逻辑必须及早进行优化改进,必须从防止保护拒动和误动两方面统筹兼顾考虑,找到一个比较合理的平衡点。很多热控技术人员在这方面进行了大量的分析和实践,目前较为合理的逻辑有以下几种方案:
①某一轴承X方向轴振达跳闸值且Y方向轴振达报警值,或X方向轴振达报警值且Y方向轴振达跳闸值,且该轴承瓦振达到报警值并延时2s,汽机振动保护动作停机。
②某一轴承某一方向轴振达跳闸值,且其相邻轴承某一方向轴振达报警值并延2秒,汽机振动保护动作停机。
③某一轴承某一方向轴振达跳闸值且该轴承瓦振达到报警值并延时2s,汽机振动保护动作停机。对于采用哪种振动保护方案,应首先仔细分析不同机组各轴振实时值和历史值,尤其是振动异常情况下的振动值,以确定报警值、跳闸值和振动保护逻辑。逻辑优化后要进行全面的报警、跳闸试验,以验证每一步逻辑的正确性。
4、运行检修维护方面
(1)运行人员和维护人员应每天对照观察各振动指示值的变化情况,及时进行异常分析,及时进行处理,保证振动显示的准确性。
(2)加强保护设备巡视检查,及时消除设备隐患,振动传感器、跳机接线端子处应贴有警示牌,严禁磁性物体接近传感器。
(3)为减少测量误差,TSI系统的传感器、延长电缆、前置器和监测器应配套检定、配套使用。
(4)每次停机后要对保护系统进行一次维护和静态传动试验,对接线进行检查紧固,保证保护回路的动作可靠,防止出现误动和拒动。
五、消除温度保护误动作的改进措施
1、温度保护改造的依据
根据热电阻的测温原理,即阻值越大,温度越高的特点,结合我厂投产运行以来的实际情况,得出一个规律,温度上升和下降的变化是一个连续的且变化小于3℃/s的过程,所以DCS控制系统采集到的突变的温度数据,反映的是一个不真实的温度,为虚假信号,应该过滤掉。而造成热电阻阻值突变的原因,基本上为以下几种情况:
(1)线路的断路和短路;
(2)接点接触不良,易受外界影响造成阻值的瞬间跳跃;
(3)元件故障。
2、温度保护改造的原则
(1)温度保护动作不允许延迟,因为保护动作延迟的直接后果就是造成设备损坏。
(2)在保护不发生拒动的基础上,尽可能减少误动。
3、溫度保护控制逻辑的改进
改进后的温度保护控制逻辑如图1所示。块100为实际输入温度;块200的功能为,如果实际温度超过保护动作温度,输出为1;块400的功能为,如果实际输入温度大于保护动作温度,则延时2s后闭锁保护动作块900,也就是保护动作仅为2s脉冲;块1000为主要辅机的运行信号。块300为速率温度,即如果实际输入温度向上跳变时,以3℃/s的速率上升,趋向并最终等于实际输入温度。如果实际输入温度向下跳变时,以50℃/s的速率下降,趋向并最终等于实际输入温度。即保证上升跟踪慢下降跟踪快的要求。
如果实际输入温度与速率限制后的温度上升时的偏差(块500)大于0.2℃(块600),则认为实际输入温度以大于3.2℃/s向上跳变,表明该温度非正常变化,块900闭锁保护动作。
六、结束语
总之,就防止汽机振动保护误动作的措施方面,仍然存在一些问题,需要随着科学技术的进步而前进,措施的完善会是汽机振动技术发展,从而为社会经济的稳定发展做出巨大的贡献。
参考文献:
[1]陈尚兵,王会.汽轮机振动保护逻辑的优化与探讨.浙江电力,2008年
[2]周如曼.火力发电机组故障分析.中国电力出版社,2000年
[3]王远璋.变电站综合自动化现场技术与运行维护.中国电力出版社,2007年
【关键词】 汽机振动;保护误动作;措施
一、前言
生活中,防止汽机振动保护误动作的措施是社会经济稳定的基础,但是措施中仍然存在一些问题,所以,措施的改进是至关重要的问题,其中消除温度是改良的方法之一,这样会给社会和人们的生活带来一些改变。
二、汽机振动保护简介
目前,江西省火电厂汽机振动保护装置主要采用美国本特利产品,个别机组用了菲利浦产品。测量信号是采用涡流传感器测量的轴振信号,为相对振动值,用轴振信号作为汽机振动保护;也有用速度传感器测轴承座的振动作为汽机振动保护的,测的是绝对振动值。还有一种是将电涡流探头和速度传感器在结构上做在一块的复合探头。这种探头不仅可以测轴振和轴承座的振动,还可矢量合成轴承绝对振动。涡流传感器都需要配前置放大器连接到监测器,速度传感器一般直接用屏蔽电缆把信号接到监测器,也有采用前置放大器再连接到监测器的。汽机振动保护跳机定值一般轴振保护为260μm左右,瓦振保护为50μm左右,机组额定负荷大,汽机振动保护的保护动作值相对小一点。具体数据由电厂自己确定。监测器将测量值与设定值比较判断,如果测量值超过报警设定值时,监视器应发出报警输出接点信号,监视器输出报警或跳机信号。当测量值超过停机设定值时,监视器应发出停机输出接点信号。
三、汽轮机保护误动的思考和对策
1、所出现的6次保护误动跳闸故障,均导致被迫停机,造成了一定的经济损失,也给机组的安全和稳定运行带来了很大的风险。
2、故障分类:6次故障中,3次为回路接线存在问题以及保护逻辑不尽合理,1次为保护外界干扰影响,2次为保护逻辑设置问题。
3、6次故障反映出技术人员和检修人员对此保护的认识存在问题。
4、汽轮机保护的工作情况,直接影响机组安全运行,对机组将造成很大的影响,应进一步提高对汽轮机保护的重视。
5、应制订严格的保护定期检验标准,按照程序执行,加强人员的培训和学习。
四、防止误动、拒动措施
1、设备选型方面
对于汽轮机振动保护系统设备应尽可能选用原装进口的、有成熟应用经验的产品,比如美国本特利、德国菲利普、德国申克等公司的产品,以提高设备可靠性,国产振动保护产品有价格优势,但从设备质量的长寿命周期来看,可靠性还达不到进口产品质量标准。信号线缆应选用优质的阻燃屏蔽铜电缆,线路电阻符合标准,必要时选用耐高温电缆。
2、安装调试方面
(1)传感器及延长电缆安装位置应避开高温区,避免因环境温度过高造成信号测量不准确,若无法避开,应加装隔热措施。
(2)延长电缆应加装质量好的金属软管进行保护,防止外力破坏,造成端子接线松动或断线。
(3)必须采取可靠的抗干扰措施,屏蔽电缆的屏蔽层要在监测器侧单端接地;前置器浮空安装,不与大地相连;屏蔽电缆的屏蔽层全部连通,不得有断层存在;屏蔽电缆的两头屏蔽层分别连接到前置器和TSI仪表端子牌的COM端,以解决现场的共模干扰中的串模干扰。
(4)接线端子要紧固,防止由于震动而松动虚接。用螺丝垫片压紧的接线端子,电缆芯线要制作成环形接头,环形垫片、弹簧垫、螺丝等要按顺序安装拧紧。
(5)监测器卡件组态应与传感器参数匹配,报警值和动作值应设置正确,应设置好传感器故障的闭锁功能,监测器危险值输出应有自动复位功能,监测器应显示准确、报警功能试验正常。
(6)系统安装、设备设置正常后要进行干扰试验,检查监测器测量值是否产生跳变,监测器报警输出是否产生误输出,用以检测设备质量和安装质量是否过关。
3、逻辑优化方面
(1)优化前振动保护逻辑机组在基建安装调试期间,在进行振动保护逻辑设计和
调试时,一般以防止保护拒动为优先考虑,逻辑一般为单点跳机逻辑且没有延时,这样的逻辑抗干扰能力极差,是振动保护易发生误动的主要原因。
(2)优化后振动保护逻辑在机组转入生产运营后单点跳机逻辑必须及早进行优化改进,必须从防止保护拒动和误动两方面统筹兼顾考虑,找到一个比较合理的平衡点。很多热控技术人员在这方面进行了大量的分析和实践,目前较为合理的逻辑有以下几种方案:
①某一轴承X方向轴振达跳闸值且Y方向轴振达报警值,或X方向轴振达报警值且Y方向轴振达跳闸值,且该轴承瓦振达到报警值并延时2s,汽机振动保护动作停机。
②某一轴承某一方向轴振达跳闸值,且其相邻轴承某一方向轴振达报警值并延2秒,汽机振动保护动作停机。
③某一轴承某一方向轴振达跳闸值且该轴承瓦振达到报警值并延时2s,汽机振动保护动作停机。对于采用哪种振动保护方案,应首先仔细分析不同机组各轴振实时值和历史值,尤其是振动异常情况下的振动值,以确定报警值、跳闸值和振动保护逻辑。逻辑优化后要进行全面的报警、跳闸试验,以验证每一步逻辑的正确性。
4、运行检修维护方面
(1)运行人员和维护人员应每天对照观察各振动指示值的变化情况,及时进行异常分析,及时进行处理,保证振动显示的准确性。
(2)加强保护设备巡视检查,及时消除设备隐患,振动传感器、跳机接线端子处应贴有警示牌,严禁磁性物体接近传感器。
(3)为减少测量误差,TSI系统的传感器、延长电缆、前置器和监测器应配套检定、配套使用。
(4)每次停机后要对保护系统进行一次维护和静态传动试验,对接线进行检查紧固,保证保护回路的动作可靠,防止出现误动和拒动。
五、消除温度保护误动作的改进措施
1、温度保护改造的依据
根据热电阻的测温原理,即阻值越大,温度越高的特点,结合我厂投产运行以来的实际情况,得出一个规律,温度上升和下降的变化是一个连续的且变化小于3℃/s的过程,所以DCS控制系统采集到的突变的温度数据,反映的是一个不真实的温度,为虚假信号,应该过滤掉。而造成热电阻阻值突变的原因,基本上为以下几种情况:
(1)线路的断路和短路;
(2)接点接触不良,易受外界影响造成阻值的瞬间跳跃;
(3)元件故障。
2、温度保护改造的原则
(1)温度保护动作不允许延迟,因为保护动作延迟的直接后果就是造成设备损坏。
(2)在保护不发生拒动的基础上,尽可能减少误动。
3、溫度保护控制逻辑的改进
改进后的温度保护控制逻辑如图1所示。块100为实际输入温度;块200的功能为,如果实际温度超过保护动作温度,输出为1;块400的功能为,如果实际输入温度大于保护动作温度,则延时2s后闭锁保护动作块900,也就是保护动作仅为2s脉冲;块1000为主要辅机的运行信号。块300为速率温度,即如果实际输入温度向上跳变时,以3℃/s的速率上升,趋向并最终等于实际输入温度。如果实际输入温度向下跳变时,以50℃/s的速率下降,趋向并最终等于实际输入温度。即保证上升跟踪慢下降跟踪快的要求。
如果实际输入温度与速率限制后的温度上升时的偏差(块500)大于0.2℃(块600),则认为实际输入温度以大于3.2℃/s向上跳变,表明该温度非正常变化,块900闭锁保护动作。
六、结束语
总之,就防止汽机振动保护误动作的措施方面,仍然存在一些问题,需要随着科学技术的进步而前进,措施的完善会是汽机振动技术发展,从而为社会经济的稳定发展做出巨大的贡献。
参考文献:
[1]陈尚兵,王会.汽轮机振动保护逻辑的优化与探讨.浙江电力,2008年
[2]周如曼.火力发电机组故障分析.中国电力出版社,2000年
[3]王远璋.变电站综合自动化现场技术与运行维护.中国电力出版社,2007年