本特利3500系統(tǒng)在我廠TSI系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、    本特利3500系統(tǒng)在我廠tsi系統(tǒng)中的應(yīng)用    吳東摘 要：在發(fā)電生產(chǎn)的過程中，對汽輪機運行狀態(tài)的監(jiān)測具有至關(guān)重要的意義，而本特利公司生產(chǎn)的3500監(jiān)測系統(tǒng)是目前國內(nèi)應(yīng)用的比較多的一套系統(tǒng)。該文主要介紹了本特利3500監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、主要功能，包括就地傳感器的類別、型號、數(shù)量和配套使用的附件，電子設(shè)備間的所有模塊及其型號以及框架組態(tài)計算機系統(tǒng)所使用的相關(guān)軟件。還介紹了tsi系統(tǒng)在西塞山發(fā)電有限公司的汽輪機監(jiān)測方面實現(xiàn)的所有功能，簡要分析了tsi系統(tǒng)控制的邏輯，系統(tǒng)各個參數(shù)的保護定值，在文章的最后部分，介紹了本特利3500監(jiān)測系統(tǒng)在我廠使用的情況

2、，包括的效果，以及幾次邏輯的改造和完善。關(guān)鍵詞：tsi 本特利3500 邏輯 改造：tm62 ：a ：1672-3791（2014）12（c）-0037-02汽輪機監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用具有很重要的意義。汽輪機作為對發(fā)電廠整個生產(chǎn)過程具有決定性作用的主設(shè)備，其運行狀態(tài)需要被實時而準(zhǔn)確地掌握。一套完整的tsi（汽輪機監(jiān)測系統(tǒng)）可以做到以下幾點。（1）幫助確認汽輪機正運行在本身的設(shè)計和規(guī)范范圍之內(nèi)的信息。（2）能夠?qū)ζ啓C機械狀態(tài)的信息進行識別和描述。（3）能夠?qū)ζ啓C機械狀態(tài)的變化或者惡化的情況較早做出預(yù)判。1 我廠tsi系統(tǒng)簡介湖北西塞山發(fā)電有限公司一期#1、#2兩臺330mw汽輪機是由北京汽輪機電機

3、有限公司按照法國alstom公司技術(shù)生產(chǎn)的n330-17.75/540/540型、亞臨界一次中間再熱、單軸、三缸雙排汽、凝汽式汽輪機。汽輪機監(jiān)視儀表系統(tǒng)（tsi）主要采用的是美國本特利內(nèi)華達公司生產(chǎn)的3500監(jiān)測系統(tǒng)（軸位移和脹差監(jiān)測采用amrein公司的產(chǎn)品）。在本套系統(tǒng)中，主要實現(xiàn)對汽輪機主要參數(shù)的監(jiān)視，包括轉(zhuǎn)速、軸承振動、偏心、汽缸膨脹等。兩臺機組分別于2004年7月和12月投產(chǎn)，3500監(jiān)測系統(tǒng)亦隨之投入使用。本特利3500監(jiān)視系統(tǒng)是本特利公司最新的監(jiān)視系統(tǒng)，它采用積木式模塊方式，可在其框架內(nèi)安裝不同種類及數(shù)量的插件，完成各種測量。本特利3500系統(tǒng)與本特利3300系統(tǒng)不同，它沒有機柜

4、內(nèi)的顯示面板，其測量數(shù)值通過上位機顯示及在dcs中顯示，大部分內(nèi)部設(shè)置都在軟件中完成。1.1 硬件就地一次設(shè)備主要包括以下幾部分。振動探頭16支：3300xl系列8mm，電渦流探頭，附8m延長電纜和3300系列8mm前置放大器；轉(zhuǎn)速探頭6支：3300xl系列8mm，電渦流探頭，附8m延長電纜和3300系列8mm前置放大器；sm-d型脹差監(jiān)視器3套；sm-d型軸位移傳感器1套；偏心探頭1支：型號及附件同振動探頭；鍵相探頭1支：型號及附件同轉(zhuǎn)速探頭。電子間設(shè)備主要包括：框架組態(tài)計算機、數(shù)據(jù)采集/dde服務(wù)器計算機、操作者顯示計算機以及模塊若干。模塊統(tǒng)計：3500/15 電源模塊 2塊3500/20

5、 框架接口模塊 1塊3500/25 鍵相模塊 1塊3500/42m 振動、偏心模塊 5塊3500/45 絕對膨脹模塊 1塊3500/50 零轉(zhuǎn)速模塊 1塊3500/53 轉(zhuǎn)速模塊 3塊3500/33 16通道繼電器輸出模塊 2塊3500/92 通訊接口模塊 1塊3500面板圖見圖1。1.2 軟件在本特利3500汽輪機監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)具有3個軟件包?？蚣芙M態(tài)軟件，可對3500系統(tǒng)所有的模塊進行組態(tài)。dde（動態(tài)數(shù)據(jù)交換）/數(shù)據(jù)采集服務(wù)器軟件：對來自于3500系統(tǒng)的全部靜態(tài)數(shù)據(jù)均可進行采集和保存，同時還能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)輸出，主要是用于和第三方軟件的集成功能，比如加入到發(fā)電廠的歷史數(shù)據(jù)存儲、某些人機操作界面

6、或者是過程控制系統(tǒng)等。操作員顯示軟件：可對本特利3500數(shù)據(jù)的采集軟件采集的信息進行圖形顯示，主要包括監(jiān)視器通道值的條狀顯示、汽輪機鏈圖和相應(yīng)的實時數(shù)值、實時趨勢圖、系統(tǒng)事件列表、當(dāng)前的報警信號列表等。2 tsi系統(tǒng)功能我廠的tsi系統(tǒng)主要對以下一些模擬量進行監(jiān)測。（1）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。監(jiān)測汽輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，可對轉(zhuǎn)速值進行連續(xù)指示、記錄，發(fā)出報警和保護信號。有自檢功能。汽輪機額定轉(zhuǎn)速為3000rpm，在機組運行過程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視，以防發(fā)生超速。（2）零轉(zhuǎn)速測量。主要用于盤車啟停的自動控制，兼有鍵相功能。（3）軸承振動。測量汽輪機軸和發(fā)動機軸的相對振動，包括x和y兩個方向的振動，每個方向需安裝一個傳感器

7、。具體定義為：站在汽輪機高壓缸正前方，朝發(fā)電機看去，右側(cè)與水平面成45°的方向為x向，左側(cè)與水平面成45°的方向為y向。量程為0250um，可對振動值進行連續(xù)指示、記錄、報警和保護。傳感器的數(shù)目由機組的軸承數(shù)來決定（包含發(fā)電機部分）。（4）軸向位移。又叫串軸，指沿軸的方向上產(chǎn)生的位移。如果負荷、汽溫、頻率或者蒸汽流量發(fā)生變化，均可導(dǎo)致軸位移改變，對軸位移的測量。如果運行中出現(xiàn)軸位移偏大，甚至報警，一般采用降負荷的方式，以減小軸位移，如果情況惡化則需直接停機處理。（5）脹差。也叫相對膨脹，即轉(zhuǎn)子相對汽缸的膨脹，包括高壓缸脹差、中壓缸脹差和低壓缸脹差。監(jiān)測是為了避免運行中，動（

8、轉(zhuǎn)子）靜（汽缸）部分發(fā)生相互碰撞，造成設(shè)備損壞，也具有連續(xù)指示、記錄、報警、保護及自檢功能。（6）汽缸膨脹。也叫絕對膨脹，就地裝有兩個傳感器，分別用來測量高中壓缸左、右兩側(cè)的脹縮值。endprint（7）鍵相。在轉(zhuǎn)子上開一個凹槽，并正對傳感器，軸做周期性的轉(zhuǎn)動時，凹槽就會周期性的經(jīng)過傳感器，由于測量面的突變，使得傳感器產(chǎn)生一個脈沖信號，將脈沖信號采集下來，就記錄下了每一個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)，軸所在的位置。（8）偏心。汽輪機軸在轉(zhuǎn)動一周的過程中，傳感器會分別記錄下軸距離傳感器最近和最遠的一次，配合鍵相的凹槽所在的相位，就可以知道軸彎曲的方向。3 tsi系統(tǒng)的控制邏輯tsi系統(tǒng)所有測量參數(shù)達到停機值時，通

9、過繼電器輸出模塊送至ets系統(tǒng)（汽輪機危急遮斷保護系統(tǒng)），邏輯描述為：tsi超速（三選二）、振動越限、軸位移越限的信號送至ets系統(tǒng)，當(dāng)任一信號為1時，使之發(fā)出停機指令。邏輯示意圖見圖2。tsi系統(tǒng)各定值如下：轉(zhuǎn)速：停機值為3292rpm；軸位移（a路）：報警值為-0.5+0.3mm停機值為-0.7+0.5mm；軸位移（b路）：報警值為-0.5+0.3mm 停機值為-0.7+0.5mm；高中壓缸膨脹（左）：報警值為34.7mm；高中壓缸膨脹（右）：報警值為34.7mm；高壓缸脹差：報警值為-1.2+6.6mm 停機值為-2.0+7.4mm；中壓缸脹差：報警值為-3.5+6.0mm 停機值為-4

10、.5+7.0mm；低壓缸脹差：報警值為-2.2+8.0mm 停機值為-3.3+9.1mm；偏心：報警值為29.7m。振動部分的有關(guān)情況將在第四部分詳細介紹。4 3500系統(tǒng)在西塞山電廠中的使用和邏輯改造情況自投產(chǎn)以來，兩套3500系統(tǒng)工作正常，tsi系統(tǒng)未發(fā)生信號大幅跳變、誤發(fā)及漏發(fā)情況，測量、顯示相當(dāng)穩(wěn)定，對汽輪機的安全運行起到了很好的監(jiān)測作用。其中振動部分進行了邏輯方面的進一步完善。我公司的tsi系統(tǒng)中，原振動監(jiān)測參數(shù)為：轉(zhuǎn)速>2900rpm時，報警值為100m，停機值為130m；轉(zhuǎn)速<2900rpm時，報警值為140m，停機值為180m。邏輯描述：當(dāng)轉(zhuǎn)速2900rpm時，由于

11、保護未投入，振動保護不起作用。原邏輯認為：在轉(zhuǎn)速>2900rpm時，正常情況下振動很難達到廠家給出的停機值，出現(xiàn)振動大的情況下，可以要求運行人員手動打閘，所以保護未投入。熱控專業(yè)安全性評價專家查評發(fā)現(xiàn)此問題，提出了整改建議：完善汽輪機振動保護邏輯，滿足機組運行中振動保護全程投入的要求。我公司隨即按照專家組的建議，采取了相應(yīng)的整改措施：與北重聯(lián)系，明確機組振動保護投入方案，報公司批準(zhǔn)，并分別利用06年4月的#1機組大修停機和06年10月的#2機組小修停機機會，對系統(tǒng)進行改造，投入了機組振動保護?，F(xiàn)改造后振動監(jiān)測參數(shù)為：轉(zhuǎn)速>2900rpm時，報警值為120m，停機值為140m；轉(zhuǎn)速<2900rpm時，報警值為120m，停機值為180m。邏輯描述：當(dāng)轉(zhuǎn)速2900rpm時，任意一軸承的x和y向振動都達到高二值180m，且同時另一軸承的x或y向振動達到高一值120m，則延時5s停機。改造后至今，tsi系統(tǒng)長期運行穩(wěn)定，測量準(zhǔn)確，為汽輪機的安全和穩(wěn)定運行提供了強有力的保障。5 結(jié)語綜上所述，本特利3500系統(tǒng)監(jiān)測精度高，反映靈敏，而且組態(tài)界面友好，便于檢查和維護，在該廠的應(yīng)用中經(jīng)受住了時間的考驗，對提高機組的經(jīng)濟效益和保證機組主設(shè)備的安全的兩方