許斯頓 肖榕輝

（廣東珠海金灣發(fā)電有限公司，廣東 珠海519000）

汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)（TSI-Turbine Supervisory Instrument）是一種集保護(hù)和檢測功能于一身的監(jiān)視系統(tǒng)，可以對汽輪機(jī)振動、軸位移、差脹等進(jìn)行監(jiān)視和保護(hù)，是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械必不可少的保護(hù)系統(tǒng)。金灣發(fā)電公司2×600MW 機(jī)組汽輪機(jī)配置一套TSI 裝置，采用美國本特利公司生產(chǎn)的3500 系列汽輪機(jī)組安全監(jiān)視儀表，由儀表組件和傳感器、前置器以及預(yù)制電纜等組成。其中有一臺機(jī)組的高壓差脹在機(jī)組運(yùn)行期間出現(xiàn)波動情況，后來檢查信號測量回路，找出了高壓差脹波動的原因，在機(jī)組運(yùn)行期間采取了臨時措施，確保機(jī)組高壓差脹顯示正常，在機(jī)組檢修期間徹底解決了該問題。3500 系統(tǒng)在汽輪機(jī)上有廣泛的應(yīng)用，成功解決這個問題具有很大的參考價值。

1 存在現(xiàn)象

1.1 汽輪機(jī)高壓缸差脹波動情況

3 號機(jī)組高壓缸差脹1 和3 號機(jī)組高壓缸差脹2 顯示值出現(xiàn)波動，由當(dāng)前值突然波動到0mm，又快速恢復(fù)到當(dāng)前值3.0mm，波動次數(shù)比較頻繁。波動情況如表所示。

高壓缸差脹值顯示值波動參數(shù)

1.2 汽輪機(jī)高壓缸差脹測量回路簡介

汽輪機(jī)高壓缸差脹采用補(bǔ)償式輸入脹差（CIDE）測量，有兩套高壓缸差脹測量裝置，每一套高壓缸差脹測量回路使用兩個3300XL-25mm 的電渦流探頭，探頭靈敏度為0.787V/mm（20mV/mil），靠近調(diào)閥端的為DEHA，發(fā)電機(jī)端的為DEHB，安裝方式如圖1 所示。兩個探頭以補(bǔ)償式的方式布置用來擴(kuò)大測量的范圍，可以將測量范圍擴(kuò)大到單個探頭量程的兩倍。高壓缸差脹的測量量程為－8-12mm。（我廠高壓缸差脹信號回路示意圖如圖1 所示）。

2 問題分析

2.1 3 號機(jī)組高壓缸差脹信號波動為0mm 原因檢查

（1）用筆記本電腦與本特利3500 系統(tǒng)相連接，對汽輪機(jī)高壓缸差脹回路對應(yīng)的框架組態(tài)進(jìn)行上傳，并且在線打開了3500軟件的SOE 記錄，發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)高壓缸差脹1 和汽輪機(jī)高壓缸差脹2 的4 個采集通道都在高壓缸差脹信號波動的時間段都出現(xiàn)了NOT OK 信號，但馬上又自己恢復(fù)正常。通過3500 軟件的SOE 報(bào)警信息可判斷汽輪機(jī)高壓缸差脹信號波動原因在TSI 機(jī)柜卡機(jī)到探頭回路中，與DCS 卡件回路無關(guān)。

圖1 汽輪機(jī)高壓缸差脹信號回路示意圖

圖2 汽輪機(jī)高壓缸差脹安裝位置圖

（2）檢查汽輪機(jī)高壓缸差脹前置器接線端子、高壓缸差脹TSI 機(jī)柜接線端子無松動。

（3）檢查汽輪機(jī)高壓缸差脹探頭延伸電纜（汽輪機(jī)前箱以外部分）、汽輪機(jī)高壓缸差脹前置器均沒有發(fā)現(xiàn)異常。

（4）對高壓缸差脹前置器到TSI 機(jī)柜的屏蔽電纜進(jìn)行了絕緣檢測，發(fā)現(xiàn)對地電阻都是兆歐級，無異常。

（5）汽輪機(jī)補(bǔ)償式高壓缸差脹組態(tài)檢查，檢查補(bǔ)償式高壓缸差脹組態(tài)文件，發(fā)現(xiàn)有兩種情況可以導(dǎo)致汽輪機(jī)高壓缸差脹顯示為0mm。

第一種情況為：傳感器處于截止過電壓（COV）時候，截止過電壓（COV）是監(jiān)測器利用該電壓進(jìn)行兩個傳感器間的切換，傳感器的截止過電壓（COV）定義為組合滿量程的中間值。例如：當(dāng)兩個探頭都處于截止截止過電壓（COV）時，組合讀數(shù)為中間刻度值。汽輪機(jī)高壓缸差脹量程為－8-12mm，中間刻度就是0mm，所以當(dāng)傳感器處于截止過電壓（COV）時候，汽輪機(jī)高壓缸差脹信號顯示為0mm。

第二種情況為：當(dāng)汽輪機(jī)高壓缸差脹信號在NOT OK 狀態(tài)下，高壓缸差脹顯示為通道設(shè)置的鉗定值（Clamp Value），目前鉗定值設(shè)置為0mm，當(dāng)輪機(jī)高壓缸差脹信號在NOT OK 狀態(tài)下，汽輪機(jī)高壓缸差脹信號顯示為0mm。

結(jié)合圖4 的3500 軟件的SOE 記錄,汽輪機(jī)高壓缸差脹1 和汽輪機(jī)高壓缸差脹2 的4 個采集通道都在高壓缸差脹信號波動的時間段都出現(xiàn)了NOT OK 信號, 所以確定由于卡件通道產(chǎn)生了NOT OK 信號,導(dǎo)致汽輪機(jī)高壓缸差脹信號顯示為0mm。

2.2 汽輪機(jī)高壓缸差脹NOT OK 原因檢查

（1）汽輪機(jī)高壓缸差脹監(jiān)測卡件故障，也有可能導(dǎo)致卡件通道產(chǎn)生了NOT OK 信號，測量汽輪機(jī)高壓缸差脹監(jiān)測卡件輸出電壓正常，無波動，并且更換新的汽輪機(jī)高壓缸差脹監(jiān)測卡件，還是會出現(xiàn)汽輪機(jī)高壓缸差脹NOT OK 信號，汽輪機(jī)高壓缸差脹監(jiān)測卡件故障原因排除。

（2）在TSI 機(jī)柜處用高精度數(shù)字示波器對高壓缸差脹信號進(jìn)行采集，發(fā)現(xiàn)高壓缸4 個信號采集通道都有0.3 毫秒的5-7V的干擾信號。

通過以上檢查基本確認(rèn)，汽輪機(jī)高壓缸差脹1 和汽輪機(jī)高壓缸差脹2 顯示值由當(dāng)前值波動到0mm, 是由于在正常高壓缸差脹信號回路中（正常信號為-9--11v）疊加了-5--7V 的干擾信號，導(dǎo)致高壓缸差脹信號電壓短時間超出了正常的OK 電壓設(shè)置范圍（-1.35--12.55V），處在NOT OK 狀態(tài)下（高壓缸差脹OK 電壓設(shè)置范圍如圖3 所示）。在高壓缸差脹組態(tài)中設(shè)置了當(dāng)差脹信號在NOT OK 狀態(tài)下，高壓缸差脹顯示為通道設(shè)置的鉗定值（Clamp Value），目前鉗定值設(shè)置為0mm。

2.3 3 號機(jī)組高壓缸差脹干擾信號檢查情況

（1）在高壓缸差脹前置器處用高精度數(shù)字示波器對高壓缸差脹信號進(jìn)行采集，發(fā)現(xiàn)高壓缸4 個信號采集通道同樣有0.3毫秒的5-7V 的干擾信號。

（2）在高壓缸差脹前置器用信號發(fā)送器模擬高壓缸差脹正常信號（為-9--11v），在TSI 機(jī)柜處用高精度數(shù)字示波器對高壓缸差脹信號進(jìn)行采集，未發(fā)現(xiàn)高壓缸4 個信號采集通道有干擾信號。

通過以上檢確認(rèn)高壓缸差脹信號的干擾信號存在于由汽輪機(jī)前箱部分，基本判斷為汽輪機(jī)軸承接地絕緣不好，導(dǎo)致軸承放電，汽輪機(jī)軸承上安裝的TSI 探頭中，汽輪機(jī)高壓缸差賬探頭的直徑最大為25mm，所以汽輪機(jī)軸承上產(chǎn)出的電壓被大直徑的汽輪機(jī)高壓缸差脹渦流探頭拾取，產(chǎn)生了干擾信號，導(dǎo)致汽輪機(jī)高壓缸差脹卡件出現(xiàn)NOT OK 信號。

3 問題的解決方案

3.1 臨時方案措施

由于3 號機(jī)組還在正常運(yùn)行，無法對高壓缸差脹信號存在于汽輪機(jī)前箱部分進(jìn)行徹底檢查處理，為了3 號機(jī)組的安全運(yùn)行，采取了以下臨時措施。

（1）退出3 號機(jī)組高壓缸差脹高保護(hù)。

（2）臨時將3 號機(jī)組高壓缸差脹1 和高壓缸差脹2 的OK電壓設(shè)置范圍由-1.35--12.55V，修改為-1.35--21V，修改參數(shù)界面如圖3 所示。

圖3 高壓缸差脹OK 電壓修改后范圍

采取了以上措施后，3 號機(jī)組運(yùn)行期間沒有再次出現(xiàn)高壓缸差脹顯示值波動情況，運(yùn)行情況如圖4 所示。

圖4 3 號機(jī)組汽輪機(jī)高壓缸差脹顯示值

3.2 根本解決措施方案

3 號機(jī)組停機(jī)檢修期間，電氣專業(yè)更換了發(fā)電機(jī)汽端的絕緣碳刷，杜絕了汽輪機(jī)軸承接地絕緣不好，汽輪機(jī)軸承放電現(xiàn)象，高壓缸差脹測量回路沒有發(fā)現(xiàn)毛刺信號。所以將3 號機(jī)組高壓缸差脹1 和高壓缸差脹2 的OK 電壓設(shè)置范圍改回正常電壓范圍。

4 結(jié)論

汽輪機(jī)高壓缸差賬監(jiān)視保護(hù)回路，作為防止汽輪機(jī)軸系與缸體因?yàn)榕蛎洸煌蕉斐蓜屿o碰磨等嚴(yán)重機(jī)組損害事故的重要保護(hù)回路，其測量的精確度與可靠性，是汽輪發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行的一道重要屏障。通過對汽輪機(jī)高壓缸差賬測量回路的仔細(xì)分析，及時發(fā)現(xiàn)原因，通過臨時措施和根本措施的執(zhí)行保證了汽輪機(jī)高壓缸差脹的可靠運(yùn)行。