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摘 要:汽轮机监测保护系统是火电机组最重要的保护系统。机组在安装调试阶段时,往往会出现TSI系统参数异常。正确的完成TSI系统的现场安装和调试,是保障TSI系统准确测量、正确动作的先决条件。系统带电后,所有测点的测量通道都应指示出正确的测量参数。随着机组进入油循环和盘车,轴系位置发生了改变,TSI系统的参数输出也因此会发生明显的变化。机组启动后,由于机组各自不同的特性、安装水平等,TSI系统会输出各种各样的参数指示。当机组带负荷运行后,正常情况下,轴位移、胀差、缸胀、轴振、偏心和瓦振的输出参数,会随机组负荷的变化呈缓慢变化趋势。分别在安装调试阶段、进油盘车阶段、启动阶段及正常带负荷运行阶段,对汽轮机监测保护系统的示值异常进行了分析和探讨。
关键词:安装要点 示值异常 鉴别
中图分类号:TK26 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)02(a)-0078-02
Abstract:Turbine monitoring the electrical fire protection system is the most important group protection system。Commissioning Unit in the installation stage, they will appear abnormal TSI system parameters。TSI the right to complete the installation and commissioning at the scene, is to protect the TSI accurate measurement system, a prerequisite for correct action。Charged system, all measuring points of measurement channels should be directed to the correct measurement parameters。As the crew entered the oil circulation and set cars, shaft position has changed, TSI output parameters of the system will also result in significant changes。Unit is activated, because the characteristics of different units, the installation level, TSI will be a variety of parameters output instructions。When the unit-load operation, under normal circumstances, the axis displacement, the differential expansion, the expansion tank, the shaft vibration, eccentric and tile-output parameters, the group will be randomly load changes in the trend of slow change。Were installed in the debugging stage, into the oil-car stage, start-up phase and operational phase of the normal load, the turbine protection system of monitoring indicated abnormal were analyzed and discussed.
Key words:Installation points;Indication anomaly;Identification
汽輪机监测保护系统(以下简称TSI)是火电机组最重要的保护系统之一。机组在调试阶段时,往往会出现TSI系统参数异常。出于对机组安全的考虑,汽机调试人员往往通知热工进行“消缺”处理。然而,热工人员对相关测量通道进行缜密的检查后,仍然未发现问题所在。过段时间后,出现异常显示的测点又恢复正常。这使大家感到困惑,通过对几个工程的总结,以下对TSI系统的安装要点及参数指示异常的鉴别方法进行详细的介绍。
1 TSI系统的安装调试过程
正确地完成TSI系统的现场安装和调试,是保障TSI系统准确测量、正确动作的先决条件。在系统的安装和调试过程中,要做到:(1)合理准确的安装和定位测量传感器和传感器支架;(2)规范连接测量线路;(3)正确设置运行、报警和保护参数;(4)在整个安装和调试过程中要记录每一个作业环节,真正做到有据可查、有章可循,确保各个工作环节均正确无误。
安装和调试需要进行以下工作:
(1)传感器的安装位置要合理。要能最大限度地反映出机组轴系在此处变化的真实情况。特别是高缸胀差、转速等需要在前箱安装的探头,要调整主油泵放空气孔的方向,尽量避免油喷射到探头上而产生的干扰;要考虑飞环(撞击子)击出后能否损害传感器。
(2)传感器安装支架的刚性、机加工精度、移动和固定方式等既要满足测量要求,又要便于安装、定位和检修。尽量在安装前做下预装,提前发现问题。
(3)新安装的传感器,要进行校验,保存原始数据以便做到心中有数。对于线性或频率响应较差的传感器,安装时要进行线性调校,对不满足要求的进行更换。
(4)系统安装前,对各测量模块的各个通道功能要进行常规校验。
(5)传感器延长电缆、前置器、测量回路的线路连接要正确、牢固、屏蔽和接地良好。特别是屏蔽接线要严格按照厂家或设计要求来接线。
(6)对于电涡流传感器,最好同与其配对的前置器成套安装。
(7)对有源转速传感器,除注意合理的安装间隙外,更要注意正确的安装方向。
(8)对于轴向位移、胀差和缸胀传感器,安装定位时要注意与运行习惯的测量指示方向一致。一般采用正推力瓦定零位。推轴时要往、返推两次,并结合正、负推力瓦间隙厂家的数据,要精确靠紧正推力瓦,然后再进行传感器的安装定位。
(9)传感器准确定位后,可以利用塞尺对各测量回路进行定性和定量检验。
(10)对测量回路进行自检测功能的校验。
(11)对冗余电源系统进行掉电或切换试验。
(12)正确设置运行、报警和保护参数。
(13)要详细记录安装调试中所涉及的所有数据并整理记录,以备日后核查。
2 TSI系统参数指示异常的鉴别
2.1 静止阶段
TSI系统安装调试结束、系统带电后,所有安装的测量通道均应指示出正确的运行参数。此时,轴位移测量、胀差测量、键相测量、偏心测量、缸胀测量的输出指示均为“零”;轴振测量和瓦振测量应有微小的输出值。该输出值有以下方面引起:(1)传感器测量特性;(2)模块测量方式;(3)相邻运行机组的主辅机设备引起的振动传递;(4)本台机组启动前辅机设备运行引起的振动传递;(5)DCS(或DEH)系统对来自TSI系统的模拟量信号进行数字转换偏移。一般来说,此时各振动测点的输出不应出现较大范围的变波动。如果在此阶段某测点(或几点)出现较大的输出波动,可以确定为测量回路受动外来干扰(机组大的动力设备启动、线间干扰、测量回路屏蔽或接地不良等)。
2.2 盘车阶段
随机组进入油循环和盘车,轴系位置发生了改变,TSI系统的参数输出也因此会发生明显变化。轴位移、胀差输出呈现自由状态(缸胀输出不变)转速和键相输出值为机组盘车转速值,偏心值在轴系安装正常情况下应接近于主机设备出厂参数,轴振和瓦振测量输出较静止阶段也会有所变化,但变化幅度不大(一般盘车装置附近瓦振值变化会略大些)。在此阶段,要注意轴位移、胀差输出值的变化方向,它们应与轴系实际位置改变方向相一致。同时注意监视各振动测点有无突变现象。如果个别测点出现突变,在确定测量回路无接线松动、瓦振传感器无安装松动的情况下,重点检查和排除系统间的干扰问题。
3 机组启动阶段
机组启动后,一般要经历升速、暖机以及机组常规的试验(电气试验、超速试验)。在此阶段,由于机组各自不同的特性、安装的水平等,TSI系统会输出各种各样的参数指示。由于缸内温升及压力的变化,轴位移、胀差、缸胀的输出指示会有显著变化(注意变化的方向)。这时转速和键相应指示轴系实际的转速值;偏心值输出的变化范围与传感器的安装位置和安装角度有关;轴振和瓦振的输出则与稳速暖机、过临界点等运行过程有关。
此时由于所有的主、辅机设备至此均已进行了相应的操作,系统间干扰问题理应暴露无疑。轴位移、胀差、缸胀等参数在此阶段变化范围不会太大(变化趋势应一致)但轴振和瓦振大范围波动,主要是过临界转速、轴系存在其些缺陷(不平衡、摩檫、局部松动等)造成的,待消除轴系的缺陷后,轴振、瓦振大范围波动的现象即可消失。
4 正常运行阶段
当机组带负荷运行后,正常情况下,轴位移、胀差、缸胀、轴振、偏心和瓦振的输出参数,会随机组负荷的变化呈缓慢变化趋势。
在此阶段,尽管轴位移、胀差和缸胀参数的变化量值不相等,但变化趋势应一致的。在机组带负荷正常运行下(3000r/min),输出的偏心值接近或等与在同位置安装的轴振测点的输出值。同样,尽管在相同位置的轴振和瓦振测点的输出变化量值不相等,但变化的趋势也应是一致的。
如果在机组正常运行阶段出现个别测点输出异常参数的现象(主要是某些测点的输出值大于汽机调试人员判断的数据),可参考以下处理方法解决。
轴位移、胀差、缸胀测量中,某一测点的输出值数值偏大。
首先排除传感器支架刚性、安装位置松动的原因,此原因排除后这类问题主要是由于传感器的线性引起的。这类测量方式的输出与传感器灵敏度和线性度直接有关。由于电涡流传感器,特别是测量范围较大的涡流传感器很难保证在整个测量范围内的每一点都保持线性关系,测量前置器实际的输出值并于原始记录作比较,做出准确的判断。
轴振测量中某一点的测量值发生突变,但同位置瓦振测量值变化不大。
遇到这类问题时,在确信测量通道和测量回路正确的前提下,可密切关注该点的变化趋势。一般情况下,随时间的推移,这种突变会自行消失。这类突变主要是由于机组轴系某些外界原因引起的随机谐振(油膜振荡、汽激振荡)所致。随调速汽门及运行工况等的变化,这类突变也会因谐振条件的消失而使轴振输出变得平稳。
5 结语
为使TSI系统測量准确、动作正确,热工调试人员要熟悉TSI系统的测量原理,熟悉掌握传感器的安装、调试和模块参数设置,并要记录它们的全过程。当系统发生异常参数指示时,要根据日常工作中积累的经验,迅速判断出大致的原因所在,向相关部门做出合理的解释,以保障机组的安全运行。
参考文献
[1] 白建云等.安全检测保护系统.中国电力出版社,2006.
[2] 西安热工院.汽轮机轴系振动故障诊断技术及叶片振动特性测量分析研讨班培训教材.西安热工院,2007.
关键词:安装要点 示值异常 鉴别
中图分类号:TK26 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)02(a)-0078-02
Abstract:Turbine monitoring the electrical fire protection system is the most important group protection system。Commissioning Unit in the installation stage, they will appear abnormal TSI system parameters。TSI the right to complete the installation and commissioning at the scene, is to protect the TSI accurate measurement system, a prerequisite for correct action。Charged system, all measuring points of measurement channels should be directed to the correct measurement parameters。As the crew entered the oil circulation and set cars, shaft position has changed, TSI output parameters of the system will also result in significant changes。Unit is activated, because the characteristics of different units, the installation level, TSI will be a variety of parameters output instructions。When the unit-load operation, under normal circumstances, the axis displacement, the differential expansion, the expansion tank, the shaft vibration, eccentric and tile-output parameters, the group will be randomly load changes in the trend of slow change。Were installed in the debugging stage, into the oil-car stage, start-up phase and operational phase of the normal load, the turbine protection system of monitoring indicated abnormal were analyzed and discussed.
Key words:Installation points;Indication anomaly;Identification
汽輪机监测保护系统(以下简称TSI)是火电机组最重要的保护系统之一。机组在调试阶段时,往往会出现TSI系统参数异常。出于对机组安全的考虑,汽机调试人员往往通知热工进行“消缺”处理。然而,热工人员对相关测量通道进行缜密的检查后,仍然未发现问题所在。过段时间后,出现异常显示的测点又恢复正常。这使大家感到困惑,通过对几个工程的总结,以下对TSI系统的安装要点及参数指示异常的鉴别方法进行详细的介绍。
1 TSI系统的安装调试过程
正确地完成TSI系统的现场安装和调试,是保障TSI系统准确测量、正确动作的先决条件。在系统的安装和调试过程中,要做到:(1)合理准确的安装和定位测量传感器和传感器支架;(2)规范连接测量线路;(3)正确设置运行、报警和保护参数;(4)在整个安装和调试过程中要记录每一个作业环节,真正做到有据可查、有章可循,确保各个工作环节均正确无误。
安装和调试需要进行以下工作:
(1)传感器的安装位置要合理。要能最大限度地反映出机组轴系在此处变化的真实情况。特别是高缸胀差、转速等需要在前箱安装的探头,要调整主油泵放空气孔的方向,尽量避免油喷射到探头上而产生的干扰;要考虑飞环(撞击子)击出后能否损害传感器。
(2)传感器安装支架的刚性、机加工精度、移动和固定方式等既要满足测量要求,又要便于安装、定位和检修。尽量在安装前做下预装,提前发现问题。
(3)新安装的传感器,要进行校验,保存原始数据以便做到心中有数。对于线性或频率响应较差的传感器,安装时要进行线性调校,对不满足要求的进行更换。
(4)系统安装前,对各测量模块的各个通道功能要进行常规校验。
(5)传感器延长电缆、前置器、测量回路的线路连接要正确、牢固、屏蔽和接地良好。特别是屏蔽接线要严格按照厂家或设计要求来接线。
(6)对于电涡流传感器,最好同与其配对的前置器成套安装。
(7)对有源转速传感器,除注意合理的安装间隙外,更要注意正确的安装方向。
(8)对于轴向位移、胀差和缸胀传感器,安装定位时要注意与运行习惯的测量指示方向一致。一般采用正推力瓦定零位。推轴时要往、返推两次,并结合正、负推力瓦间隙厂家的数据,要精确靠紧正推力瓦,然后再进行传感器的安装定位。
(9)传感器准确定位后,可以利用塞尺对各测量回路进行定性和定量检验。
(10)对测量回路进行自检测功能的校验。
(11)对冗余电源系统进行掉电或切换试验。
(12)正确设置运行、报警和保护参数。
(13)要详细记录安装调试中所涉及的所有数据并整理记录,以备日后核查。
2 TSI系统参数指示异常的鉴别
2.1 静止阶段
TSI系统安装调试结束、系统带电后,所有安装的测量通道均应指示出正确的运行参数。此时,轴位移测量、胀差测量、键相测量、偏心测量、缸胀测量的输出指示均为“零”;轴振测量和瓦振测量应有微小的输出值。该输出值有以下方面引起:(1)传感器测量特性;(2)模块测量方式;(3)相邻运行机组的主辅机设备引起的振动传递;(4)本台机组启动前辅机设备运行引起的振动传递;(5)DCS(或DEH)系统对来自TSI系统的模拟量信号进行数字转换偏移。一般来说,此时各振动测点的输出不应出现较大范围的变波动。如果在此阶段某测点(或几点)出现较大的输出波动,可以确定为测量回路受动外来干扰(机组大的动力设备启动、线间干扰、测量回路屏蔽或接地不良等)。
2.2 盘车阶段
随机组进入油循环和盘车,轴系位置发生了改变,TSI系统的参数输出也因此会发生明显变化。轴位移、胀差输出呈现自由状态(缸胀输出不变)转速和键相输出值为机组盘车转速值,偏心值在轴系安装正常情况下应接近于主机设备出厂参数,轴振和瓦振测量输出较静止阶段也会有所变化,但变化幅度不大(一般盘车装置附近瓦振值变化会略大些)。在此阶段,要注意轴位移、胀差输出值的变化方向,它们应与轴系实际位置改变方向相一致。同时注意监视各振动测点有无突变现象。如果个别测点出现突变,在确定测量回路无接线松动、瓦振传感器无安装松动的情况下,重点检查和排除系统间的干扰问题。
3 机组启动阶段
机组启动后,一般要经历升速、暖机以及机组常规的试验(电气试验、超速试验)。在此阶段,由于机组各自不同的特性、安装的水平等,TSI系统会输出各种各样的参数指示。由于缸内温升及压力的变化,轴位移、胀差、缸胀的输出指示会有显著变化(注意变化的方向)。这时转速和键相应指示轴系实际的转速值;偏心值输出的变化范围与传感器的安装位置和安装角度有关;轴振和瓦振的输出则与稳速暖机、过临界点等运行过程有关。
此时由于所有的主、辅机设备至此均已进行了相应的操作,系统间干扰问题理应暴露无疑。轴位移、胀差、缸胀等参数在此阶段变化范围不会太大(变化趋势应一致)但轴振和瓦振大范围波动,主要是过临界转速、轴系存在其些缺陷(不平衡、摩檫、局部松动等)造成的,待消除轴系的缺陷后,轴振、瓦振大范围波动的现象即可消失。
4 正常运行阶段
当机组带负荷运行后,正常情况下,轴位移、胀差、缸胀、轴振、偏心和瓦振的输出参数,会随机组负荷的变化呈缓慢变化趋势。
在此阶段,尽管轴位移、胀差和缸胀参数的变化量值不相等,但变化趋势应一致的。在机组带负荷正常运行下(3000r/min),输出的偏心值接近或等与在同位置安装的轴振测点的输出值。同样,尽管在相同位置的轴振和瓦振测点的输出变化量值不相等,但变化的趋势也应是一致的。
如果在机组正常运行阶段出现个别测点输出异常参数的现象(主要是某些测点的输出值大于汽机调试人员判断的数据),可参考以下处理方法解决。
轴位移、胀差、缸胀测量中,某一测点的输出值数值偏大。
首先排除传感器支架刚性、安装位置松动的原因,此原因排除后这类问题主要是由于传感器的线性引起的。这类测量方式的输出与传感器灵敏度和线性度直接有关。由于电涡流传感器,特别是测量范围较大的涡流传感器很难保证在整个测量范围内的每一点都保持线性关系,测量前置器实际的输出值并于原始记录作比较,做出准确的判断。
轴振测量中某一点的测量值发生突变,但同位置瓦振测量值变化不大。
遇到这类问题时,在确信测量通道和测量回路正确的前提下,可密切关注该点的变化趋势。一般情况下,随时间的推移,这种突变会自行消失。这类突变主要是由于机组轴系某些外界原因引起的随机谐振(油膜振荡、汽激振荡)所致。随调速汽门及运行工况等的变化,这类突变也会因谐振条件的消失而使轴振输出变得平稳。
5 结语
为使TSI系统測量准确、动作正确,热工调试人员要熟悉TSI系统的测量原理,熟悉掌握传感器的安装、调试和模块参数设置,并要记录它们的全过程。当系统发生异常参数指示时,要根据日常工作中积累的经验,迅速判断出大致的原因所在,向相关部门做出合理的解释,以保障机组的安全运行。
参考文献
[1] 白建云等.安全检测保护系统.中国电力出版社,2006.
[2] 西安热工院.汽轮机轴系振动故障诊断技术及叶片振动特性测量分析研讨班培训教材.西安热工院,2007.