汽轮机监测保护系统安装要点及示值异常的鉴别

汽轮机监测保护系统安装要点及示值异常的鉴别

赵超社

（西北电力建设第三工程有限公司陕西咸阳712000）

摘要：汽轮机监测保护系统(以下简称TSI系统)是火电机组最重要的保护系统之一。机组在正常运行时，偶然会出现TSI系统参数显示异常。运行人员出于对机组安全的考虑，往往通知检修人员进行“消缺”处理。然而，检修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。随着时间的推移，出现异常显示的测点又恢复正常。这使检修人员感到困惑，对此，本文向TSI系统检修人员介绍TSI系统的安装要点及参数指示异常的鉴别方法。

关键字：汽轮机监测；保护系统安装；示值异常；鉴别

1TSI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)准确地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1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)对于新购置的传感器，安装前必须进行常规检验。对于线性或频率响应较差的传感器，必须进行更换。

(2)传感器的安装位置要正确，与厂家图纸位置一致。安装间隙必须符合厂家设计。

(3)对各测量模块的各个通道功能要进行常规检验。有条件的可以利用标准信号源进行定量校验。

(4)传感器延长电缆、前置器、测量链路的线路连接要正确、牢固，屏蔽和接地良好。

(5)对有源转速传感器，除注意精确的安装间隙外，更要注意正确的安装方向。

(6)传感器精准定位后，可以利用推轴或塞尺对各测量回路进行定性和定量检验。

(7)正确设置运行、报警和保护参数。

(8)有条件的情况下，可利用模拟信号对整个测量系统进行功能性测试。

(9)要详细记录安装调试中所涉及的所有数据并整理存档，以备日后核查。

2TSI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、转速测量、键相测量、偏心测量、缸胀测量输出指示均应为“0”；轴振测量和瓦振测量应有微小的输出值。该输出值由以下方面引起：(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)DCS(或DEH)系统对来自TSI系统的模拟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到外来干扰(机组大的动力设备启动、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，但变化的幅度不大(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匹配。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、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。

2.3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、超速试验等)。在此阶段，由于机组各自不同的特性、轴系检修和安装的水平等，TSI系统会出现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、过第一、第二临界点的运行过程相关。

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遗。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)。

2.4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，变化量值不相等，但变化趋势应是一致的。

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，可参考以下处理方法解决。

(1)轴位移、胀差、缸胀测量中，某1测点的输出值偏大。这类问题主要是测量方式的输出与传感器的灵敏度和线性度直接相关。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1点都保持线性关系。测量前置器实际输出值并与原始记录作比较，做出准确判断。

(2)轴振测量中某1点的测量值发生突变，但同位置瓦振测量值变化不大。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。

(3)瓦振测量中某1点的测量值发生突变，但同位置轴振测量值变化不大造成这种现象主要有以下原因：1)由于瓦振传感器直接安装在机体表面，很容易触及或者由于机械振动使固定传感器的螺丝发生松动；2)由于凝汽器操作变化速率快引起凝汽器低频振动传递。发生这类低频振动对机组的安全危害不大，但可能会引起瓦振保护动作。此时，可借助TSI系统组态软件中的FFT功能进行分析和判断。读出FFT画面中的振幅和频率值，可发现在振幅处的频率一般处在低频段。而机组正常情况下的振动频率应远远大于此值。

(4)轴振、瓦振测量中某一点(或几点)的测量值同时发生突变这种现象在机组启动过程中(尤其是过临界点时)经常遇到，但在机组正常带负荷工况下，对大多数机组来说出现的机会较少。当然，随着负荷的变化，基于某些机组本身的特性，在一些特定的机组上也可能出现这种现象。

发生这种问题时，应及时报告，运行方面应采取必要的安全措施(适当减负荷等)。此时对振动测量的保护必须投入。

为使TSI系统准确测量、正确动作，调试人员要熟悉TSI系统的测量原理，熟练掌握传感器安装、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，及时解决问题或做出合理的解释。

参考文献：

[1]费阳阳,李兴照.汽轮机检测保护系统安装要点及示值异常的鉴别[J].科技创新导报,2011(04):78+80.

[2]王浩森.汽轮机监测保护系统安装要点及示值异常的鉴别[J].热力发电,2003(08):52-54+70.

[3]姜庆贤.关于汽轮机监测系统的思考[J].民营科技,2011(11):25.