郭濤然
（江蘇大唐呂四港發（fā）電（diàn）有限責（zé）任公（gōng）司，江蘇啟東　226246）

　　摘　要：針對近期（qī）某電廠汽輪發電機組（zǔ）因軸（zhóu）承振動大導（dǎo）致的機組惡性事故，汽輪發電機組的軸承振（zhèn）動大保護已不能單靠運行人員根據運行經驗來決定是否采取措施，本文則介（jiè）紹了汽輪（lún）機振動大保護優化的方法，分別（bié）實現機組並網（wǎng）前後實（shí）時準確的保（bǎo）護投入，避免人為（wéi）因素（sù）導致機組事故的發生，保障機（jī）組的安（ān）全穩定運行。
　　關鍵詞：汽輪機；振動；保護
　　0　引言
　　呂四港電（diàn）廠汽輪機為哈爾（ěr）濱汽輪機廠有限責任公司製造的超超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽、高中壓合缸、反動凝汽式汽輪機，型號是（shì）CCLN660-25/600/600。其汽輪機本體監測（TSI）保護采用上海（hǎi）鬆源艾普工業電子（zǐ）有限公司生產的德國epro公司MMS6000係（xì）列裝置。該裝置通過傳感（gǎn）器對汽（qì）輪機（jī）機組的轉速、偏心、軸位移、軸振動等進行（háng）測量，通過雙（shuāng）通道設（shè）計的智能（néng）卡件（jiàn）輸出控（kòng）製，當任（rèn）一軸振達到保護值250μm則引發軸振大保護（hù）信號，若TSI回（huí）路出現（xiàn）故（gù）障時，不可避（bì）免引起振動保護誤（wù）動^[1]，對機組安全運行造成極大的威脅。
　　目前國內（nèi）汽輪發電機組振動保護的投（tóu）入方式不盡相同，甚至不（bú）投，嚴重危及機組的安（ān）全運行，本文針對電廠的自（zì）身特點，設計了機組並網前和（hé）並網後（hòu）不同的振動保護方案，為機組的安全穩（wěn）定運行奠定了基礎（chǔ）。
　　1　項目提出的背景（jǐng）及優化改造的必（bì）要性
　　1.1項目提出的背景及存在的問（wèn）題
　　呂四港電廠汽輪機組1-9號軸承均安裝有X、Y向振動探頭，探頭接入TSI控製櫃，在TSI控製櫃內通過繼電器（qì）搭接汽機軸（zhóu）振大保（bǎo）護回路，在機組啟動（dòng）並網（wǎng）前，任一軸振數值大（dà）於125μm TSI控製櫃則向DCS輸出報警（jǐng）節點，任一軸振數值大（dà）於250μm則向ETS係統輸出兩個保護節點，跳閘汽輪機，機組並（bìng）網後軸振大保（bǎo）護自動解除，未實現（xiàn）軸振保護全程投入。
　　呂四港電（diàn）廠TSI MMS6000係統，其中（zhōng）汽機振動保（bǎo）護為單點保（bǎo）護且僅在汽（qì）機啟停期間投入，未實現全程（chéng）投入，且每一軸承（chéng）的、Y方向公用一（yī）塊MMS6120智能卡件，卡件（jiàn）不獨立，隨著運行期限的增（zēng）加，個別振動保護（hù）探頭（tóu）會出現故障波動現象（xiàng），可靠性降低（dī）。若不對原係統進行改（gǎi）造而盲目對振動保護投入，則不利於機組的安全穩定運行。避免因汽機振動大而未（wèi）及（jí）時停機造（zào）成汽輪機（jī）轉子損壞的惡性（xìng）事件，所以汽輪機振動保護的全程投入尤為重要（yào）。
　　1.2進行技術優化改造的（de）必要（yào）性
　　汽輪機軸振大保護作為汽輪機（jī）的一項重要（yào）保護，對機組的（de）安全穩定運行有著（zhe）重要（yào）的作用，而機組並網（wǎng）後（hòu）軸（zhóu）振大保護則自動解除，僅靠運（yùn）行人員的（de）監盤和巡檢來發現（xiàn）汽機振動是否異（yì）常（cháng），不能準（zhǔn）確及時地起（qǐ）到軸振大保（bǎo）護汽輪機（jī）的作用。
　　根（gēn）據《火電廠熱控係統可（kě）靠性配置與事故預案》中（附錄（lù）A.1續第21條）對保護可靠（kào）性優（yōu）化的意見，對汽輪機軸振大保（bǎo）護可做以下改造：機組並網後，汽輪機相鄰軸承軸振報警值和本軸（zhóu）承軸振保護（hù）值進行“與”邏輯判斷，輸出保護節點跳閘（zhá）汽輪（lún）機。
　　2　振動（dòng）保護優化改造方案
　　2.1改造的硬件方麵
　　在機組（zǔ）TSI櫃旁安裝一麵新的控製櫃，在新增加的控製櫃內增加9塊軸振檢測卡（MMS6110）、兩塊24VDC電源、TSI背板、繼電（diàn）器等，根據施工（gōng）圖紙搭（dā）接內部接線，將1-9號軸承X、Y向探頭引入（rù）新增加（jiā）的（de）18塊軸振檢測卡上，在TSI機櫃內重新配線，送出36路報警及跳閘信號，在DCS的ETS控製櫃內增加4塊SOE卡件，負責接收各1-9號軸振的報警及跳閘信號，在DCS中根據送過來的（de）開關量信（xìn）號自由組態，並將保護輸（shū）出節點送至ETS係統。
　　本改造方案將每個軸承的X、Y向振動探（tàn）頭與卡件徹底獨立布置，且保護（hù）測點平均分配到ETS控（kòng）製櫃的重新增加的4塊SOE卡件（jiàn）上，大大提高了設備（bèi）的（de）可靠性。
　　2.2控製邏輯方麵
　　汽輪機振動保護並網前保護方式不變（biàn），即未並網時任一軸X、Y向振動大於保護值（>250μm）汽輪機跳閘，隻是原先為TSI控製櫃內由繼電器搭接送至ETS，現為DCS邏輯組態後輸出保護節點^[2]，如圖1所示；在汽輪機並網後，軸振大保護動作方（fāng）式（shì）如下：1-8軸瓦（wǎ）X或（huò）Y向振動大於保護值（250μm）與上相鄰軸承任一軸振及本軸另一方向軸振大於報警值（125μm），輸（shū）出（chū）軸振大停機保護接點。9號軸瓦處於發電機勵磁機側（cè），不參與保護，以組軸承為例，具體動作（zuò）方式如圖2所示；其餘各軸保護邏輯依此類（lèi）推。 　　3　試驗及兩種方式（shì）對比
　　3.1保護試驗
　　在DCS側，未連接TSI卡（kǎ）件時，在ETS櫃內相（xiàng）應輸入點分別用短接線按照改（gǎi）進後的振動保（bǎo）護控製邏輯進行（háng）短接^[1]，根據跳機（jī）的不（bú）同情況分別進行試驗，每一控製回路皆動作正常。
　　硬件設備加（jiā）裝好後，將（jiāng）相應軸（zhóu）振的組態下裝MMS6110卡件中後，然後通過對相應TSI振動卡件中各個報警值與保護（hù）值進行強製，通過（guò）記錄繼電器動作情況和DCS畫麵振動報警信號及ETS振動保護邏輯信號，根據不同保護動作情況分別進行邏（luó）輯試驗，Z終振動保護正確動作。
　　3.2對比
　　機組並網前，軸振大保護為任一軸X、Y向振動大於保（bǎo）護值（>250μm）輸出（chū）保（bǎo）護節（jiē）點汽輪機跳閘，設計重點從拒動角度考（kǎo）慮，一般機（jī）組檢修（xiū）後（hòu）汽輪機進行衝轉帶負荷過程中，為了避免因單一軸振大於保護值時汽輪機任運行帶來的危（wēi）害，因（yīn）此當任一軸X、Y向振動大（dà）於保護值時則跳汽輪機，Z大限度的保護汽輪機，該方（fāng）式簡單（dān）、明了，且較（jiào）容易設計。
　　機組並網後，軸振大保護動（dòng）作方式如下：在（zài）同（tóng）一組內（nèi）某軸承（chéng）振動大於保護（hù）值（>250μm）與上相（xiàng）鄰軸承振動（dòng）及（jí）本軸另一（yī）方向軸振（zhèn）大於報（bào）警值（>125μm），延時兩（liǎng）秒鍾（zhōng）輸出軸振（zhèn）大保護（hù）節點，設計重點先從誤（wù）動角度考慮，因此考慮與上相鄰軸承振動的報（bào）警值，同時為了避免拒動，當本軸另一方向軸承振動大於報警值時，表明本瓦軸承振（zhèn）動已到跳機保護時，該方式組態（tài）較複雜，在與原係（xì）統完全匹配（pèi）的情況下進（jìn）行（háng）改造，兼容性良好，對原係統進行卡件獨立，Z大限度的提高設備的（de）可靠（kào）性，保證機組（zǔ）的安全穩定（dìng）運行。
　　4　優化改造分析
　　4.1設備可靠性
　　按照上述方案進行改造，考（kǎo）慮到保護測點獨立的設計原則，需將TSI櫃內1-9號軸振探頭獨立分布在18塊軸振檢測（cè）卡上（MMS6110），而目前TSI控製櫃內已有（yǒu）9塊軸振檢測卡，仍（réng）需再安裝9塊軸振檢測卡，而原TSI控製櫃內空間有限，無法（fǎ）安裝（zhuāng），需在TSI控（kòng）製櫃旁邊重新布置一麵控製櫃，內部安裝電源、背板（bǎn）和9塊軸振檢測卡（MMS6110），將1-9號軸承Y向（xiàng）振（zhèn）動探頭重新分配（pèi）在新安裝的9塊軸振檢測卡上，同時（shí）在新增加的控（kòng）製櫃內通過繼（jì）電器送出36路（lù）報警（jǐng）、跳機信號，並將（jiāng）該（gāi）信號輸出至（zhì）ETS係（xì）統，然後在（zài）DCS中根據上述保護邏輯自由組態。
　　改造（zào）優化後將每個（gè）軸（zhóu）承的X、Y向振動（dòng）探頭與卡件徹（chè）底獨立布置，且（qiě）保護測點平均（jun1）分配到ETS控製櫃的重（chóng）新增加的4塊SOE卡件上，大大提高了設備的可靠性。
　　4.2改進後達到的效果
　　實現（xiàn）汽輪機振動保護（hù）全（quán）程投入。振動探頭與卡件獨立，且通過卡件送出報警及跳閘信號，保護準確及時可靠。通過采集每個軸承（chéng）振動的報（bào）警及跳閘開關量（liàng）信號，可以實現在DCS中的汽輪機並網前和並網後的邏輯，提高設備可靠性，降低保護誤動率。
　　5　結論
　　改造完成後可實現振動保護全程投入，保證汽輪機（jī）的安全運行；將振動探頭與卡（kǎ）件獨立，且（qiě）通過卡件送出報警及跳閘信（xìn）號，保護準確及時，提（tí）高設備（bèi）可靠性，並無環境汙染（rǎn）問題。且可以實現在DCS中的保護邏（luó）輯，提高設備可靠（kào）性，降低保護誤動率，消除（chú）了因TSI係（xì）統誤動引起機組跳閘的不安全因素，提高了汽輪機組運（yùn）行（háng）的安全性和穩定性，因此此次電廠的汽輪機振動保護改（gǎi）造優化是成功（gōng）的。
　　參考文獻
　　[1]吳佼佼.王喆.600MW汽輪機振動保護改進[J].重（chóng）慶電力高等專科學（xué）校學報，2010，4.
　　[2]陳尚兵，王會.汽輪機振動保護邏輯的優化與（yǔ）探討[J].浙江電力，2008.