汽輪發(fā)電機(jī)組超速保護(hù)裝置的檢修與試驗(yàn)

薛振宇

（大唐長春第二熱電有限責(zé)任公司，吉林長春　130000）

汽輪發(fā)電機(jī)組超速保護(hù)裝置的檢修與試驗(yàn)

薛振宇

（大唐長春第二熱電有限責(zé)任公司，吉林長春130000）

汽輪機(jī)超速保護(hù)系統(tǒng)分別由電超速保護(hù)系統(tǒng)和機(jī)械超速保護(hù)系統(tǒng)組成，汽輪發(fā)電機(jī)組嚴(yán)重超速將導(dǎo)致對汽輪發(fā)電機(jī)組破壞性最大的事故，為了杜絕汽輪機(jī)嚴(yán)重超速事故的發(fā)生，消除引發(fā)事故的隱患，對汽輪機(jī)超速保護(hù)裝置的檢修與試驗(yàn)十分重要。本文通過分析汽輪機(jī)超速保護(hù)系統(tǒng)，并進(jìn)行檢修和試驗(yàn)來降低汽輪機(jī)故障。

汽輪發(fā)電機(jī)組機(jī)械超速DEH超速TSI超速

1　前言

汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，汽輪機(jī)電超速保護(hù)系統(tǒng)由DEH超速和TSI超速保護(hù)組成，而機(jī)械超速保護(hù)系統(tǒng)是防止汽輪機(jī)超速的最后自動保護(hù)手段。機(jī)械超速保護(hù)定值若低于DEH及TSI電超速保護(hù)定值，雖符合定值范圍規(guī)定，但將會造成電超速保護(hù)熱態(tài)試驗(yàn)無法正常完成，在無法完成電超速保護(hù)試驗(yàn)的情況下，汽輪發(fā)電機(jī)組是不允許并網(wǎng)的，故機(jī)械超速保護(hù)定值應(yīng)按照定值范圍規(guī)定的上限設(shè)定。

2　超速保護(hù)系統(tǒng)

2.1TSI超速保護(hù)系統(tǒng)

某電廠200MW機(jī)組TSI超速保護(hù)采用本特利3500超速保護(hù)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速測量裝置安裝在汽輪機(jī)4瓦轉(zhuǎn)速測量支架上，共有3個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器。轉(zhuǎn)速測量信號分別引入3500框架內(nèi)3塊3500/53超速檢測模塊。每一個(gè)超速檢測模塊接收一個(gè)電渦流傳感器的信號，輸入信號的范圍是+10.0V至-24.0V。信號超出此范圍，在模塊內(nèi)該路信號將顯示故障。3塊3500/53超速檢測模塊組成3取2超速保護(hù)表決系統(tǒng)，即任意2個(gè)模塊的轉(zhuǎn)速測量值達(dá)到3300r/m in，輸出超速保護(hù)信號至ETS裝置。當(dāng)某一模塊或檢測通道故障時(shí)，自動轉(zhuǎn)為2取2超速保護(hù)表決系統(tǒng)；當(dāng)某兩個(gè)模塊或檢測通道故障時(shí)，自動轉(zhuǎn)為1取1超速保護(hù)表決系統(tǒng)；當(dāng)3個(gè)模塊或檢測通道均故障時(shí)，超速保護(hù)系統(tǒng)失效，不輸出超速保護(hù)信號。

2.2DEH超速保護(hù)系統(tǒng)

DEH超速保護(hù)系統(tǒng)的3個(gè)磁阻式轉(zhuǎn)速測量傳感器安裝在汽輪機(jī)前箱內(nèi)主油泵外側(cè)轉(zhuǎn)速測量支架上，測量信號分別引入DEH控制盤柜中的3塊SDP卡。3塊SDP卡組成3取2超速保護(hù)表決系統(tǒng)，即任意2個(gè)模塊的轉(zhuǎn)速測量值達(dá)到3300r/m in，輸出超速保護(hù)信號至ETS裝置。在機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)下，汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)處于功率控制方式，當(dāng)某一SDP模塊或檢測通道故障時(shí)，自動轉(zhuǎn)為2取2超速保護(hù)表決系統(tǒng)；當(dāng)某兩個(gè)SDP模塊或檢測通道故障時(shí)，自動轉(zhuǎn)為1取1超速保護(hù)表決系統(tǒng)；當(dāng)3個(gè)SDP模塊或檢測通道均故障時(shí)，超速保護(hù)系統(tǒng)失效，不輸出超速保護(hù)信號。磁阻式轉(zhuǎn)速測量傳感器采用間隙安裝法，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)利用塞尺將磁電式轉(zhuǎn)速測量傳感器端面與測速齒盤齒頂?shù)拈g隙控制在0.75-0.80mm之間可保證汽輪機(jī)運(yùn)行期間DEH轉(zhuǎn)速測量裝置的正常工作。

2.3機(jī)械超速保護(hù)系統(tǒng)

當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到111-112%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，危急遮斷器的撞擊子飛出擊動危急遮斷器杠桿，壓下危急遮斷器滑閥，泄掉隔膜閥上腔的保安油，使EH系統(tǒng)和手動打閘母管的油泄掉，從而關(guān)閉所有的進(jìn)汽閥門。撞擊子擊出的轉(zhuǎn)速通過調(diào)整螺帽調(diào)節(jié)，每旋轉(zhuǎn)10°轉(zhuǎn)速變化35轉(zhuǎn)/分。為監(jiān)測撞擊子工作情況及機(jī)組轉(zhuǎn)速，安裝有機(jī)頭轉(zhuǎn)速表，傳感器1和傳感器2分別用于監(jiān)測撞擊子1和撞擊子2的工作情況。撞擊子的正常擊出距離為6mm，傳感器監(jiān)測間隙為1mm，實(shí)際工作中安裝間隙6.7mm至6.8mm之間。按照說明書用于機(jī)組轉(zhuǎn)速監(jiān)測的3號傳感器的安裝間隙應(yīng)為1mm，但隨著使用年限的增加，磁阻式傳感器會逐漸出現(xiàn)磁力減弱的情況，故實(shí)際安裝間隙在0.7mm至0.75mm之間可確保測量結(jié)果不出現(xiàn)丟轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

3　超速保護(hù)試驗(yàn)

3.1OPC超速保護(hù)試驗(yàn)

汽輪機(jī)啟動后在轉(zhuǎn)速控制方式下轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000r/m in，檢查各項(xiàng)參數(shù)符合超速試驗(yàn)條件后在DCS系統(tǒng)DEH畫面中打開超速試驗(yàn)畫面，首先按下超速試驗(yàn)按鈕，然后選中OPC試驗(yàn)按鈕，設(shè)置汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速目標(biāo)值為3100r/m in，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3090r/m in，OPC電磁閥開啟，OPC油母管泄壓，所有調(diào)門關(guān)閉，恢復(fù)轉(zhuǎn)速設(shè)定值為3000r/m in。

3.2DEH超速保護(hù)試驗(yàn)

在ETS盤柜將投入超速抑制開關(guān)屏蔽TSI超速保護(hù)信號，在DEH超速試驗(yàn)畫面中選中DEH超速試驗(yàn)按鈕，設(shè)置汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速目標(biāo)值為3350r/m in，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3300r/m in，ETS裝置中DEH超速保護(hù)動作，汽機(jī)打閘，恢復(fù)轉(zhuǎn)速設(shè)定值為3000r/m in，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速低于3000r/m in后重新掛閘。

3.3TSI超速保護(hù)試驗(yàn)

在DEH超速試驗(yàn)畫面中選中機(jī)械超速按鈕，退出ETS盤柜超速抑制開關(guān)，設(shè)置汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速目標(biāo)值為3350r/m in，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3300r/m in，ETS裝置中TSI超速保護(hù)動作，汽機(jī)打閘，恢復(fù)轉(zhuǎn)速設(shè)定值為3000r/m in，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速低于3000r/m in后重新掛閘，由于本特利3500超速保護(hù)輸出信號自保持輸出無法復(fù)位，需熱控試驗(yàn)人員通過手動關(guān)閉3500框架電源對TSI超速保護(hù)信號復(fù)位，否則汽輪機(jī)無法重新掛閘。

3.4機(jī)械超速保護(hù)試驗(yàn)

再次投入ETS盤柜超速抑制開關(guān)屏蔽TSI超速保護(hù)信號，汽輪機(jī)設(shè)置轉(zhuǎn)速目標(biāo)值為3400r/m in，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3330r/m in左右時(shí)撞擊子擊出，危機(jī)遮斷器動作，汽輪機(jī)打閘停機(jī)。為了確保各項(xiàng)超速保護(hù)功能的順利試驗(yàn)，撞擊子的動作值設(shè)定必須高于3300r/ m in，否則無法進(jìn)行TSI超速保護(hù)試驗(yàn)和DEH超速保護(hù)試驗(yàn)。機(jī)械超速試驗(yàn)過程中如果出現(xiàn)撞擊子設(shè)定值高于3400r/m in或拒動的情況，在轉(zhuǎn)速達(dá)到3400r/m in時(shí)，DEH系統(tǒng)的SDP卡將通過DEH超速保護(hù)輸出通道輸出DEH超速保護(hù)信號至ETS盤，將汽輪機(jī)打閘停機(jī)。在全部超速保護(hù)試驗(yàn)過程中，DEH超速保護(hù)信號必須全程投入。

4　結(jié)語

通過上述汽輪發(fā)電機(jī)組超速保護(hù)系統(tǒng)的試驗(yàn)過程可知，機(jī)械超速保護(hù)定值若低于DEH及TSI電超速保護(hù)定值，雖符合定值范圍規(guī)定，但將會造成電超速保護(hù)熱態(tài)試驗(yàn)無法正常完成，故機(jī)械超速保護(hù)定值應(yīng)按照定值范圍規(guī)定的上限設(shè)定。

［1］防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求.國能安全［2014］161號.

［2］本特利3500監(jiān)測系統(tǒng)說明書.本特利內(nèi)華達(dá)公司，1995.