序 言
本《汽轮机电液调节系统DEH维护手册》是根据3×330MW燃煤电站项目设备的说明书和相关图纸编制的,仅适用于3×330MW燃煤电站项目设备的维护。
由于资料不全、时间紧,该手册可能会存在不少错误,随着资料的逐渐齐全,我们会不断地对该手册进行修订和完善。
目 录
2.1 概述………………………………………………………………………
2.2 DEH系统硬件组成…………………………………………………………
2.3 DEH控制系统主要功能……………………………………………………
2.4 基本检修维护项目及技术要求…………………………………………
2.5 DEH系统功能试验…………………………………………………………
2.5.1 阀门活动试验………………………………………………………………
2.5.2 超速保护试验………………………………………………………………
2.5.3 阀门严密性试验……………………………………………………………
2.5.4 喷油试验……………………………………………………………………
2.5.5 AST电磁阀试验……………………………………………………………
2.5.6 整定伺服系统静态关系……………………………………………………
2.5.7 其它试验……………………………………………………………………
2.6 DEH系统运行维护…………………………………………………………
2.7 故障诊断及常见故障分析处理…………………………………………
2.8 液压系统维护………………………………………………………………
2.1 系统概述
2.1.1汽轮机数字电液控制系统(DEH)由计算机控制部分和EH液压系统和保安系统组成,主要用来控制汽轮发电机的转速和功率。本厂汽轮机数字电液控制系统采用了Foxboro先进的I/A Series开放工业控制系统。
2.1.2在自动情况下,操作员主要通过操作员站的鼠标,进行各种控制操作和图象操作。操作员指令通过操作员站传到控制FCS,由I/O卡执行输出控制。机组状态及结果在CRT上显示。
2.1.3汽轮机高压缸进汽口上配有四个调节汽阀,为保证汽机的安全运行,还配有相应的主汽阀。汽轮机的上述10个进汽阀均采用高压抗燃油为工质的油动机驱动,6个调节阀CV、ICV及右高主MSV2用伺服阀与DEH的微机接口实现连续控制。左高压主汽阀MSV1和两个中压主汽阀RSV采用电磁阀与DEH接口实现两位控制。
为保证汽轮机的安全运行,在液压系统中,还配有几套冗余的保护部套:
飞环及试验电磁阀;
高、低压遮断电磁阀;
超速限制电磁阀。
2.1.4 EH液压系统包括供油系统、油管路、油动机,EH供油系统还包括控制油动机紧急关闭的危急保安系统和隔膜阀等部件。高压抗燃油油源配有2套冗余的压力油泵,以保证连续供油。
2.1.5危急保安系统包括OPC电磁阀、AST电磁阀、隔膜阀等。OPC电磁阀为2只并联结构,当OPC电磁阀带电时,OPC安全油泄去,紧急关闭调节汽门。AST电磁阀为四只串/并联结构,当AST电磁阀失电时,AST安全油泄去,同时泄去OPC安全油,关闭所有阀门并停机。隔膜阀与低压安全油接口,低压安全油失去时,通过隔膜阀泄去AST安全油,紧急关闭阀门并停机。
2.2 DEH控制系统硬件组成
2.2.1汽轮机数字电液控制系统采用了Foxboro先进的I/A Series开放工业控制系统。它包括2个机柜、1个操作站WP70、1个应用操作站AW70(具备操作员站及工程师工作站的功能)。
2.2.2 DEH控制系统处理机FCP270为两对,第一对定义为基本控制站(BTC),完成超速保护和汽轮机基本控制功能;第二对定义为自动控制站(ATC),完成汽轮机参数监视和在线试验的功能。
2.2.3 DEH系统模板配置如下。
BTC站(基本控制站):
1. 测速板FBM206三块;
2. 模入/模出板FBM204六块;
3. 开入/开出板FBM241C四块;
4. 测速前置板三块。
ATC站(自动控制站):
1. 模拟量输入FBM201三块;
2. TC信号模入FBM202四块;
3. RTD信号模入FBM203六块;
4. 模入/模出板FBM204一块;
5. 开入板FBM207一块;
6. 开入/开出板FBM241C四块。
2.2.4 AW70应用操作站一套,包括:AW70应用操作站一台、彩色21"LCD一台、鼠标、键盘等,AW70用于工程师进行设计、组态、调试、监视。
2.2.5 WP70应用操作站一套,包括:AW70应用操作站处理机一台、彩色21"LCD一台、鼠标、键盘等。
WP70为电厂运行人员与汽轮机控制系统进行人机对话的主要设备。WP70与它相连的外设一起,提供了使用者和所有系统功能之间的界面。其主要功能有:提供了命令和数据输入、画面的选择和报警管理的方法。从应用处理器和其它系统站接受图形和文字信息,并把这些信息显示在视频显示器上。
控制系统配置图如下:
DEH控制系统配置图
2.3 DEH控制系统主要功能
2.3.1挂闸
2.3.2整定伺服系统静态关系
2.3.3启动前的控制和启动
2.3.4自动判断热状态。
2.3.5转速控制
2.3.6升速:设定目标、设定升速率、自动过临界、自动暖机、3000r/min定速。
2.3.7 负荷控制
2.3.8并网带初负荷;
2.3.9发电机假并网实验;
2.3.10自动同期;
2.3.11升负荷:设定目标、设定负荷率、自动暖机;
2.3.12定——滑——定升负荷;
2.3.13负荷反馈控制;
2.3.14一次调频;
2.3.15CCS控制;
2.3.16高负荷限制;
2.3.17低负荷限制;
2.3.18阀位限制;
2.3.19主汽压力控制;
2.3.20主汽压力限制;
2.3.21快卸负荷。
2.3.22单阀、顺序阀转换
2.3.23超速保护控制
2.3.24甩负荷超速限制;
2.3.25 103%超速控制;
2.3.26加速度保护;
2.3.27超速保护。
2.3.28在线试验
2.3.29喷油试验;
2.3.30超速试验:电气超速试验、机械超速试验;
2.3.31阀门活动试验;
2.3.32高压遮断电磁阀试验;
2.3.33阀门严密性试验。
2.3.34控制方式切换
2.3.35汽机自动/手动方式。
2.3.36停机
2.4基本检修维护项目及技术要求
2.4.1 系统停运前的检查
2.4.1.1 观察DEH 各画面显示及报警状况。
2.4.1.2打印故障诊断记录表,检查打印记录中的异常情况。
2.4.1.3 检查DEH 机柜、模件、电源、控制器、操作站、工程师站等设备的工作指示灯,并作好记录。
2.4.1.4作好DEH 的组态软件的备份,以及记录所有设定参数。
2.4.2 系统停运后检修
2.4.2.1 外观检查应满足如下要求:
1. 外观应完好无损;开关方向标志明确;铭牌与标志牌完好、正确、字迹清楚。
2. 控制装置行程范围内动作灵活、均匀无卡涩。
3. 位置发送器安装正确,固定牢固;紧固件无松动,可动部分应灵活可靠。
4.接线正确、牢固、无松动;插头与插座连接可靠。
2.4.2.2 DEH 控制系统硬件、软件的检修、试验、管理,按照第4 章和第16 章进行。
2.4.2.3 测量、过程控制仪表的检修与校准,按照第5、6 章进行。
2.4.2.4 控制线路和测量管路的检修与质量要求,按照第7 章进行。
2.4.2.5 电源部件性能检查,;通电后对输出电压进行逐项测试,各项测试数据应符合制造厂手册要求,所有组件的电源开关、指示灯工作正常。
2.4.2.6 DEH 系统与外界系统接口的检查与试验。DEH 系统与外界系统的通信接口应正确有效,信息共享;传送数据的实时性达到设计要求;检查与试验内容包括:
1. DEH 系统与旁路接口检查:对旁路切除和投入的闭锁逻辑逐一进行检查,应符合设计要求。
2. DEH 系统与协调控制系统接口检查:通过发讯方强制信号方法,检查DEH 与协调系统的硬接线交换信号与通信交换信号,应正确无误。
3. DEH 系统与管理信息系统(MIS)系统接口检查,检查DEH 传送给MIS 的数据应正确,实时性符合设计要求。
2.4.2.7 DEH 系统监视、操作、报警、打印和事故追忆功能检查:按照第4 章内容检查并符合要求。
2.4.3外部信号连接要求
I/A Series系统的安装及与外部信号的连线必须认真对待,应进行合理的设计和安排,电缆的安装要求有电缆沟、走线槽、导管等,在安装、布线时,应考虑周围的大气环境和电噪声环境,安装时考虑到大气环境如温度、湿度、腐蚀等,对电缆应有具体要求。
2.4.3.1 模拟量信号电缆
电缆应采用双绞线屏蔽电缆,所有屏蔽层在电气上必须与其它的屏蔽层绝缘。在机柜中使屏蔽层接地,机柜中的公共汇流排即适合于现场信号屏蔽层在此连接后共同接地。
2.4.3.2 数字量信号的连接
不要将直流或交流现场接点混装于同一电缆。如果电缆中只有直流信号,电缆既可选用对绞总屏,也可选用只有总屏蔽线的电缆。
2.4.3.3 热电偶输入信号
热电偶输入信号电缆要求是专用的或有延伸部分的电缆中的导线金属与热电偶应是相同或相近的,这样可减少不相同金属在连接时所产生的电势差.在热电偶信号的传输过程中,在导线上不能有断点、开关或连接点.所有热电偶信号必须屏蔽,屏蔽层间必须绝缘。
2.4.3.4热电阻输入信号
与热电阻连接的各股导线的电阻必须相等,从现场到机柜处电缆的阻值必须满足输入模板的限制。
2.4.4检测与调试
装置在现场投运以前,需对以下几个部分进行检查
2.4.4.1接线检查
该装置的连线分成四种方式:
2.4.4.1.1机柜与机柜之间或机柜内部连线,根据厂家提供的内部连线图,逐个检查,紧固有松动的端子。
2.4.4.1.2电缆检查:所有电缆应完好无破损,电缆内信号线两端应导通,且线与线之间以及线与电缆屏蔽层之间应绝缘良好,否则应更换电缆。检查所有电缆的空余芯和屏蔽层是否按照接地要求在控制屏内接地,接地是否良好。空余芯和屏蔽层的另一端应与地绝缘。
2.4.4.1.3 检查各电缆连接是否正确。
2.4.4.1.4根据机柜接线端子图,检查所有外部信号接线是否正确。
2.4.4.1.5 检查机柜内所有焊接连线的焊点是否可靠,查看有无产生脱焊。
2.4.4.2变送器及外部信号检测
I/A Series控制系统的控制和监视参数,均是经变送器检测后,送入装置的,变送器工作正常与否,直接影响到系统运行的可靠性。因此投运前,应严格按照信号清单上所注的测量范围检查标定变送器。
这里所述的外部检测,主要是检查现场开关量信号的状态与实际现象是否吻合。点击现场的实际情况,模拟一定的状态验证输入/输出开关量。
2.4.4.3电源、地线检测
I/A Series装置上电前,必须对电源、地线的安装连接作全面仔细的检测。
所需设备有:
万用表:用于测量电压和电流;
接地电阻测试仪:用于测量接地电极对地电阻;
连线测试仪:用于表明连线是否正确;
电源监视器: 用于记录AC/DC的电压、电流、温度、湿度、无线电波频率、节点的闭合。
2.4.4.3.1 接地电极检测
在装置上电前或一年一次应对接地电极的阻抗进行测试。接地电极阻抗的测试方法有多种。为了测试电极的阻抗,应使用一个接地电阻测试仪,接地电阻的阻抗应小于5欧.如不满足要求,检查地线连接及接地电极与电网的连接。
2.4.4.3.2 电级测量
电源测量包括电流测试、电压测试、阻抗测试;
电流测试:用安培表测量并记录有关的电流有效值;
电压测试:用万用表测量到电源输入端的L-N、L-G、N-G上的AC电压值;
阻抗测试:测量设备接地线或零线的输入阻抗,越小则对设备、对人身安全越有保障。
2.4.4.3.3屏蔽层校验
屏蔽层的校验可以在机柜中进行,如果装置未上电,则可将DC接地导线拆开,进行以下三项试验:
测量机柜与绝缘公共接地线之间的阻值,该值应小于1欧、如果大于1欧;应检查相关的连接及系统连接;
测量机柜的机架与DC接地汇流排之间的阻抗,该值应大于1兆欧;
如果第2步的测量小于1兆欧,应将其它机柜与测量柜的公共接地线断开;再进行测量,直至发现错误之所在。
以上发生的问题可能的原因是现场处屏蔽层和地有短接、或是安装不好、或是接线有损坏,也可能是与I/A Series系统相连的输入输出信号有不同的参考地。
屏蔽层校验最好在装置上电前或是停机检修时。校验时,装置必须关掉电源,千万不能在装置控制机组时进行这些检测。
2.4.5系统功能检查
在I/A Series装置投运之前,通过DEH仿真程序进行通电试验,是检查I/A Series装置硬件、软件有无故障,系统功能是否正常运作,保证该装置正常投运的必要手段之一。
伺服板与对应的阀门LVDT应满足一定的线性关系,使控制系统正常控制CV、ICV阀,在以下情况发生时,必须进行阀门校验:
机组启动前;
伺服板、LVDT替换过;
正常维修后;
阀门LVDT拆卸过。
2.5 DEH系统功能试验
2.5.1阀门试验
DEH具有阀门试验(全行程关闭试验)和阀门松动(活动)试验两种方式。前者在试验时,阀门做全行程关闭,后者仅在当前位置上关10%~20%。为不影响负荷,做全行程试验时要求机组负荷在60%~80%额定负荷,且功率回路投入。阀门松动试验可在满负荷下进行。
2.5.1.1阀门松动试验条件:
所有主汽阀全开;
并网;
负荷在50MW~310MW内;
OIS画面上试验在允许位。
2.5.1.2 主汽门活动试验
让OIS进入“VALVE TEST(阀门试验)” 画面,将“TEST ON/OFF(试验开关)”置为“TEST(试验)”位,再按下需做活动试验的阀门“TEST IN (试验投入)”按钮;
选择相应的高压、中压主汽门试验;
选中的主汽阀开始关闭,到位后重新打开,试验结束。
2.5.1.3调门活动试验
让OIS进入“VALVE TEST(阀门试验)” 画面,将TEST ON/OFF(试验开关)” 置为“TEST(试验)”位,再按下需做活动试验的阀门“TEST IN (试验投入)”按钮;
选择相应的调节汽门试验;
选中的调节汽门开始关闭,到位后重新打开,试验结束;
在进行完活动试验后,将画面上“TEST ON/OFF(试验开关)”按钮置为“NORMAL(正常)”位。
2.5.2超速保护试验
在汽轮机首次安装或大修时,必须验证超速保护的动作准确性。对每一路超速保护都应进行试验验证。
做超速试验时,将DEH的目标转速设置为3360r/min,慢慢提升汽轮机转速,到达被试验的一路超速保护的动作转速时,此路超速保护动作,遮断汽轮机。因此超速试验也叫提升转速试验。DEH可自动记录汽轮机遮断转速及最高转速。
2.5.2.1 DEH电气超速试验
将OIS画面上“OVERSPEED TEST(超速试验)”按钮至“ELE OSP(电气)”位,将目标转速设为3360r/min,速率设为180r/min/min即可进行试验。通过OIS发出“GO(进行)”指令,可点击“HOLD(保持)”暂停升速;试验完毕将“OSPTEST ON/OFF(超速试验)”按钮置为“NORMAL(正常)”位。
2.5.2.2 机械超速试验
在试验前应将DEH电气超速值调高,在进行机械超速试验时,电气超速跳机值自动提高为112%。将目标转速设为3360r/min,速率设为180r/min/min,然后升速,直到飞环击出。
超速试验结束后,操作人员将OIS画面上将“OSPTEST ON/OFF(超速试验)”按钮置为“NORMAL(正常)”位。
2.5.3阀门严密性试验
通过阀门严密性试验来验证主汽门及调门关闭的严密性。
阀门严密性试验的允许条件:
汽机已挂闸;
转速大于2990r/min;
发电机解列;
OIS画面上试验在允许位。
进入OIS“VALVE LEAK TESTS(阀门严密性试验)”画面中将“TEST ON/OFF(试验开关)”置为“TEST(试验)”位,即可进行相应试验。
2.5.3.1调门严密性试验
满足阀门严密性试验的允许条件后,操作人员在OIS“VALVE LEAK TESTS(阀门严密性试验)”画面上点击“CV/ICV TEST(调门试验)”按钮,则高、中压调门关闭。操作人员根据转速是否达到可接受转速,判定调门的严密性。
2.5.3.2主汽门严密性试验
满足条件后,操作人员在OIS“VALVE LEAK TESTS(阀门严密性试验)”画面上点击“MSV/RSV(主汽门试验)”按钮,高、中压主汽门关闭。操作人员根据转速是否达到可接受转速,判定主汽门的严密性。试验完成后,高、中压主汽门仍然关闭,由操作人员打闸。操作人员重新挂闸、升速,将转速恢复至3000r/min左右。
2.5.3.3试验完成后,将画面上“TEST ON/OFF(试验开关)”按钮置为“NORMAL(正常)”。
2.5.3.4 阀门严密性试验结束后,操作人员手动打闸切除试验。
2.5.4喷油试验
为确保危急遮断器飞环在机组一旦出现超速时,能迅速飞出,遮断汽轮机,需经常对飞环进行活动试验。此活动试验时将油喷到飞环中增大离心力,使之飞出。但飞环因喷油试验飞出不应打闸,为提高可靠性,增加了试验用隔离阀。
喷油试验允许条件:
喷油试验允许按钮在允许位;
转速在2985r/min~3015r/min内;
高压胀差小于3mm。
做试验时,4YV带电,检测到隔离电磁阀在隔离位后,2YV带电,油喷进危急遮断器中,飞环击出,ZS2发讯,然后2YV失电,一段时间后1YV自动挂闸,挂上闸后再使隔离电磁阀失电,危急遮断器回复到正常位置,表明试验成功。
喷油试验结束后,操作人员将喷油试验允许按钮至正常位
在OIS上进入“SPRAY OIL TEST (喷油试验) ”画面,将“TEST ON/OFF(试验开关)”置为“TEST(试验)”位,点击“SPRAY OIL TEST(喷油试验)”按钮投入喷油试验,状态显示“IN(投入)”。
试验完毕,在OIS该画面上显示出“PASS(成功)”或“FAILED(失败)”,以表示成功与否。
试验完毕将“TEST ON/OFF(试验开关)”按钮置为“NORMAL(正常)”位。
2.5.5 AST电磁阀试验
为提高可靠性,高压遮断电磁阀采用两并两串的双重冗余结构,这就保证了高压遮断电磁阀可进行在线试验。将试验钥匙开关切到试验允许位后,操作人员即可在OIS站画面上进行高压遮断电磁阀试验,试验时,操作人员每次只能选择一个电磁阀进行试验。
正常情况下,高压遮断电磁阀6YV、7YV、8YV、9YV电磁铁带电,压力开关4PS、5PS不动作。正常试验时, 7YV或9YV电磁铁失电动作,压力开关5PS动作,若电磁铁失电时间超过15秒而压力开关5PS信号不正确,则认为试验故障。当做完7YV、9YV电磁铁试验后,使7YV、9YV恢复带电状态。然后再做6YV、8YV试验,6YV或8YV电磁铁失电动作,压力开关4PS动作,若电磁铁失电时间超过15秒而压力开关4PS信号不正确,则认为试验故障。当做完6YV、8YV电磁铁试验后,使6YV、8YV恢复带电状态。
高压遮断电磁阀试验结束后,操作人员应将OIS画面上试验钥匙开关切至正常位。
2.5.6整定伺服系统静态关系
在机组启动前,必须完成伺服阀、LVDT、伺服板的静态关系整定,保证各个油动机从全关到全开满足阀位指令从0%~100%的位置控制精度及线性度要求。CV、ICV可同时进行校验,也可分别进行校验,此过程在OIS站上进行。
2.5.6.1机组启动前进行伺服系统静态关系整定,必须满足下列条件:
汽机已挂闸;
所有阀全关。
注意:必须确认主汽阀前无蒸汽,以免整定时,汽轮机失控。整定期间,当机组转速大于100r/min时,DEH将自动打闸。即汽机转速必须小于100r/min。
2.5.6.2 LVDT的安装
在阀门校验前必须正确安装LVDT,使阀门在从全关到全开时,LVDT在其线性区内。
2.5.6.3校验步骤
1. 选择“CALIBRATION PERMIT(阀门校验允许)”。
2. 当“CALIBRATION PERMIT(阀门校验允许)”点亮后,选择要校验的阀门,相应的按键被点亮。
3. 选中校验的阀门后,相应的伺服板开始校验,伺服板上的“CHK”指示灯闪烁(下行闪烁频率较慢,上行闪烁频率较快),同时画面上的“VALVE CALIBRATION(阀门校验)”指示也闪烁(闪烁频率同“CHK”灯)。
4.“CHK”指示灯和“VALVE CALIBRATION(阀门校验)”指示常亮时蛐Q橥瓿伞?BR> 5. 再次按下“CALIBRATION PERMIT(阀门校验允许)”,退出校验方式,“CHK”指示灯灭,“VALVE CALIBRATION(阀门校验)”指示变灰。
6. 校验结束。
2.5.7其它试验
2.5.7.1 EH油泵联锁试验
当EH油泵由DEH控制时,在DEH的CRT上有EH油泵的启、停、联锁及试验按钮,在未联锁时,可单独启动EH油泵A和B。当A、B泵联锁投入时,任何一台泵运行,按下“油泵联锁试验”,试验电磁阀动作,DEH接收到EH母管压力低信号,另一台泵会自动联锁启动,说明联锁回路正常。
2.5.7.2EH加热器试验
当EH加热器由DEH控制时,在DEH的CRT上有EH加热器的启、停、联锁按钮,未联锁时可单独启、停加热器,当加热器投入联锁时,DEH根据EH油箱温度来自动启停加热器,当EH油箱温度大于35℃时停加热器,小于20℃时启动加热器。
2.6 DEll系统运行维护
2.6.1投运与验收要求
2.6.1.1投运:
a) DEH 控制系统投运前的检查基本同DCS系统前检查。
b) 测量、控制参数显示和设备状态正确,无异常报警信息存在;
c) 报警定值、报警分级设置正确,声光报警及打印记录正常;
d) DEH 控制系统各功能均正常投入运行。
2.6.1.2 验收:
a) DEH 控制系统各项试验应符合要求,记录齐全;
b) 测量仪表与控制设备检修与校准、试验应符合要求,记录齐全;
c) 系统检修报告(包括试验中出现的问题及处理措施汇总记录),内容完整;
d) DEH 控制系统各项控制功能指标应符合DL /T 656 规定。
2.6.2 DEH系统维护
2.6.2.1日常维护:
2.6.2.1.1系统运行期间,不得在计算机控制系统3m 以内的范围内使用对讲机。
2.6.2.1.2可能引入干扰的现场设备除检查回路接线应完好外,还应对该设备加装屏蔽罩。
2.6.2.1.3建立计算机控制系统硬、软件故障记录台账和软件修改记录台账,详细记录系统发生的所有问题(包括错误信息和文字)、处理过程和每次软件修改记录。
2.6.2.1.4 防止将电脑病毒带入,工程师站上不应安装任何其他第三方软件,软盘须专盘专用。
2.6.2.1.5日巡检中,做好缺陷记录;并按有关规定安排消缺;热工自动化专责工程师应定期对巡检记录进行检查,对处理情况进行核查。
2.6.2.1.6 DEH控制系统软硬件巡检内容与要求包括:
1. 查看运行日志,摘录控制系统发生的问题。
2. 在DEH操作员站检查重要点及其历史曲线。
3. 检查计算机控制系统和其他各系统(如DEH)的时钟,均应与主时钟同步。
4. 查看显示器报警画面、报警打印记录、声光报警装置及事件顺序记录(SOE),正常运行时应无报警显示。
5. 检查电源系统和各个模件指示灯,应处于正常运行状态,发现问题及时处理。
6.检查计算机控制系统控制柜的环境温度和湿度,应符合制造厂要求。
7. 有散热风扇的控制柜,风扇应正常工作,异常的风扇应立即更换或采取必要的措施。
8.查网络出错记录和网络工作状态应无异常、无频繁切换等现象。
9. 查系统自诊断功能画面,应无异常报警,各冗余设备应处于热备状态。
10.查系统各操作员站、工程师站、服务站和各控制站的运行状态应无异常。
11. 设备室、工程师室和控制室内的环境指标按照表3 执行或符合制造厂的规定。
2.6.2.1.7 DEH控制系统就地设备巡检内容及要求
1.每日查看高低压保安油压力开关状态是否正常,带保护的轴系温度是否正常,中排压力及低压保安油压力手否正常。
2.每日检查主机机头高压遮断模块上压力开关及压力表、复位遮断模块电磁阀无渗漏点,就地设备无松动现象。
3.每日检查EH油箱就地设备,就地设备无渗漏点。
4.每日查看油动机无摆动现象,伺服阀、电磁阀无渗漏点,LVDT连杆及接线牢固无松动现象。
2.6.1.6 每次开机时,向运行人员了解运行情况,并检查系统各控制曲线,如发现问题及时消除。
2.6.2.2定期维护:
1. 定期校准系统中的测量元件、传感器、变送器和模件;
2.定期检查记录曲线和数据,各模件工作指示灯和报警画面状况,分析DEH 控制系统的工作情
3.每周清扫一次就地设备卫生,保持运行设备清洁,示值清晰;
4.定期检查设备的防水、防振、防人为误动设施,应可靠:
5. 运行中应由机务定期进行主机阀门试验;
6. 定期进行系统的控制和保护功能试验。
7.每月分析一次DEH运行状况。
8.对于长周期运行的机组,每季度对就地重要信号进行一次端子紧固。
2.7 故障诊断及常见故障分析处理
DEH在运行过程中,DEH系统进行定时在线自诊断,对发生故障的环节进行报警显示和打印故障内容,以指导热控人员进行有针对性的在线或离线维修,以使DEH系统尽快恢复正常。
2.7.1在线自诊断
DEH在运行过程中,对DEH重要硬件设备,重要的输入/输出信号进行自我检测和诊断,如发现故障则进行报警显示、打印报表。为保证对汽机过程控制的可靠性,I/A Series系统分层的进行系统本身的自诊断,诊断发现故障的系统部件将从实时控制中撤除,这样保证是用一个本身无故障的系统对过程进行控制。
2.7.1.1 转速通道诊断及处理
当三路转速通道中任一路转速信号丢失,或当转速设定点大于200r/min时,转速信号快速变化。则该转速通道故障。
当三路转速通道中任一路,在转速设定点大于200rpm时与中间值之差大于10r/min,该转速通道故障。
当三块FBM206模板中任一块在板微处理器故障,则该转速板故障。
单通道产生以上故障时,只显示故障通道号。
当有两个通道故障或当转速设定值与转速之差大于500r/min时,产生转速系统故障信号,该信号将切除超速保护功能(OSP),产生汽机跳闸信号。
2.7.1.2 FCP270自诊断
FCP270在电源接通时进行自检,而在工作期间执行运行时检查和监视时钟功能,在冗余式控制处理机中,当检测到一个错误时,两个控制处理机都运行内部自诊断测试,以确定哪个处理机故障。这样可确保I/A Series 系统正常运行。
2.7.2故障分析与维护
DEH装置在进行控制时,系统内部同时进行在线诊断,对发生故障的单元将进行报警、指示并打印。根据WP70站及模板前面板上的报警内容可进行有针对性的在线或离线维修,以使DEH尽快恢复正常。
以下提供一些现场信号的故障原因分析及处理方法:
1 转速通道故障:短暂的单通道故障将不会影响系统的正常运行,但若是长时间故障或转速系统故障,则应由热工进行维修处理,首先用示波器检查故障通道转速是否正常,若不正常则应检查测速发讯头接线是否正确,安装是否符合要求。若转速信号正常而出现转速通道故障,则有可能是测速板FBM206本身有故障。
2.功率、主汽压力等参数与实际情况不符,则应作如下三方面检查:一是检查相应变送器信号是否正常,输出信号范围中是否与设计值相符,如条件允许,对变送器可重新检验;二是检验变送器接线是否正确、可靠;三是检验模入处理板。
3.伺服板是控制器与现场执行机构的接口,来往信号复杂,其工作的准确性决定了控制的可靠性。当“阀门试验”画面中有伺服输出状态报警时,如果伺服板的电流信号正确,则检查输出至伺服阀的电缆,如果电缆没问题,就更换伺服阀。
4.DEH挂不上闸,检查以下设备及系统:
1.抗燃油泵、高压启动油泵是否启动,油压是否合适。
2.直流电源是否正常。
3.ETS是否复位,ATR是否有跳闸条件触发。
4.是否挂闸信号未来,实际已挂闸。
5.危急滑阀上部油压建立信号是否未来。
6.高低压保安油压建立信号是否未来。
7.如上述条件均成立,则检查挂闸电气回路、挂闸电磁阀是否正常
序 言
本《TSI系统维护手册》是根据×330MW燃煤电站项目设备的说明书和相关图纸编制的,仅适用于×330MW燃煤电站项目设备的维护。
由于资料不全、时间紧,该手册可能会存在不少错误,随着资料的逐渐齐全,我们会不断地对该手册进行修订和完善。
目 录
4.1 概述………………………………………………………………………………
4.2 TSI系统功能及组成……………………………………………………………
4.3 TSI系统的运行监视:…………………………………………………………
4.4 汽轮机TSI系统的投入…………………………………………………………
4.5 系统试验 ………………………………………………………………………
4.6 现场维护及技术要求……………………………………………………………
4.7 传感器的安装及工艺要求………………………………………………………
4.7.1 现场安装一般注意事项…………………………………………………………
4.7.2 转速、零转速及超速传感器安装………………………………………………
4.7.3 轴向位移传感器安装……………………………………………………………
4.7.4 胀差传感器安装…………………………………………………………………
4.7.5 轴振动传感器安装………………………………………………………………
4.7.6 热膨胀传感器安装………………………………………………………………
4.7.7 偏心传感器的安装………………………………………………………………
4.8 TSI系统使用中典型问题分析处理……………………………………………
4.9 轴向位移异常的原因及保护措施………………………………………………
4.10 机组胀差过大的原因及保护措施………………………………………………
4.11 汽轮机超速的原因及保护措施…………………………………………………
4.12 备品备件…………………………………………………………………………
4.1概述
随着汽轮发电机组容量的不断增大,需要监视和保护的项目越来越多,现代化大型汽轮机的金属材料大部分在接近极限值的情况下工作,运行中如产生接近极限值的热应力,就很容易造成汽轮机的损坏。同时大功率机组为了提高经济运行,级间间隙,轴封间隙等比较小,机组在异常工况下,很容易造成动静碰磨,引起主轴弯曲等严重损坏事故。因此,为了保证大功率机组的安全,需要对汽轮发电机组本体的运行状况及运行参数进行监视和保护。应用TSI系统,可对运行中的汽轮发电机组进行有效而准确的监视,一旦被检测的参数超越允许极限值,保护装置即可准确可靠的动作。
本汽轮机安全监视装置由转速鉴相监视器、偏心监视器、轴位移监视器、胀差监视器、轴振动监视器、盖振监视器、热膨胀监视器、超速监视器组成。除热膨胀外都采用MMS6000监控系统。其中瞬态转速表用DF9011。MMS6000系统由适合标准19英寸柜架的插入式模件组成,采用成熟的振动感应技术,安装简便,可免维护运行。每块模件上都装有微处理器,能提供标准的处理手段,也能解决用户的特殊问题。MMS6000系统适合于各种标准的涡轮机械的监测。
环境要求:
参考温度 +25℃
正常工作温度范围 0~+65℃
相对湿度 5%~95%无冷凝
主要技术数据:
模件符合DIN 41494(100×160mm)标准
前面板尺寸30mm(6TE)×128.4(3HE)
净重320克
一个19英寸框架,装14个插件/28个通道
通过RS232串口,读取数据,组态
通过RS485接口通讯
4.2 TSI系统功能及组成
4.2.1电源部分
外部电源由主副两路输入,任一路工作,其余一路作备用,任何一路或两路电源故障均有报警指示输出。外部电源经处理后进入两块24VDC QUINT电源模块,其中任何一块电源故障均有报警输出。
电源PS1、PS2经端子L1、L3、PE接收外部电源而开始工作。PS1输出的24VDC作为系统的第一路24V直流电源分别接至两块电源母线条的24VDC(1),PS2输出的24VDC作为系统的第二路24V直流电源分别接至两块电源母线条的24VDC(2)。PS1、PS2输出的24VDC各通过一个二极管后汇成一路电源到端子,供系统继电器工作。PS板件均有电源故障输出,正常情况下触点闭合。下图为电源模块的接线图。
4.2.1电涡流传感器
电涡流传感器是通过传感器端部线圈与被测物体(导电体)间的间隙变化来测物体的振动和静位移的。在传感器的端部有一线圈,线圈通以频率较高(一般为1MHZ~2MHZ)的交变电压(见下图1),当线圈平面靠近某一导体面时,由于线圈磁通链穿过导体,使导体的表面层感应出一涡流ie,而ie所形成的磁通链又穿过原线圈,这样原线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感、耦合系数的大小又与二者之间的距离及导体的材料有关,当材料给定时,耦合系数K与距离d有关,K=K(d),距离d增加,耦合减弱,K值减小,使等效电感增加,因此,测定等效电感的变化,也就间接测定d的变化。
由于探头输出电压是一调幅信号,需检波,才能得到间隙随时间变化的电压波形,而且,传感器还需高频振荡源,因此,涡流传感器还需加一测量线路(前置器):如下图2所示,从前置器输出的电压Vd是正比于间隙d的电压,它可分两部分:一为直流电压Vde,对应于平均间隙(或初始间隙),一为交流电压Vac,对应于振动间隙。
涡流传感器原理简图
前置器原理简图
4.2.2轴承盖振动
整个汽轮发电机组共有盖振监测点六个,每个模件监测两个点,该装置共需MMS6120监视器三块,当盖振超越危险值时发至DCS系统进行报警。
盖振测量示意图
4.2.3转速
用来测量汽轮发电机组轴系的转动速度,其中转速和OS1使用同一块模件,鉴相和OS2使用一块模件,OS3使用一块模块。该装置共用三块MMS6312监视器完成转速监测及超速控制。传感器全部采用PR9376。
速度传感器简图
超速测量示意图
4.2.4胀差
由于汽机转子与汽缸的膨胀变化不同,测量汽机转子相对于汽缸的膨胀。测点位置应遵从汽机制造厂要求。本机组的胀差监测有高压缸胀差和低压缸胀差。高压缸胀差和低压缸胀差使用一块MMS6210,其传感器均采用PR6426。
胀差测量示意图
4.2.5轴向位移
测量汽机转子相对于缸体的轴向位移量。本机组的轴位移测量采用一块MMS6210,传感器采用PR6424,前置器采用CON021。单台机组有2个测点,超限信号送ETS经逻辑运算后输出轴向位移大跳机信号。
轴位移测量示意图
4.2.6轴振
测量汽轮机大轴相对于轴承座的振动(相对振动)。轴振动测量采用MMS6110模件,每块模件监测一个点,整个汽轮-发电机组监测六点。模件的两个通道分别监测每个点的X与Y方向的振动值,传感器采用PR6423/010。当振动值超过允许值时输出的报警信号在操作员站CRT上显示及热工信号光子牌报警。其模拟量的输出送至DEH,供其显示并且当位移量超过允许值时输出报警信号及跳机信号。
轴振测量示意图
4.2.7偏心
测量汽机低速转动时(小于120转/分)大轴弯曲的瞬时值及峰峰值。偏心监测模件采用MMS6220,采用PR6423/010涡流传感器。偏心检测板接受两路信号,一路用于偏心的测量,一路用于键相的测量,它用在峰一峰信号调节电路上。键相探头观察轴上的一个键槽,当轴每转一转时,就产生一个脉冲电压,这个脉冲可用来控制计算峰一峰值。当然,键相信号也可用来指示振动的相位,当知道了测振探头与键相探头的夹角时,就可找出不平衡质量的位置。
振动相位测量示意图
偏心测量示意图
4.2.8热膨胀
测量汽机缸体的绝对膨胀。在机头两侧分别设置一个测点。采用DF9032双通道热膨胀监视仪表。
热膨胀测量示意图
4.2.9给水泵汽轮机TSI
给水泵汽轮机组需要连续监测的参数有:转速、轴向位移、偏心、轴振。上述参数均采用epro公司的仪表来监测。每台小机对应以下监测项目。
4.2.9.1转速监测
4.2.9.1.1转速使用一个传感器。对应于0~10000r/min的转速测量范围,监测模件有4~20mA的直流信号输出。组态时,将一继电器通道设定为转速报警继电器通道。
4.2.9.1.2三取二的电超速保护
电超速保护采用三只传感器,分别对应三块超速保护监测器。当任一通道监测的机组转速n≥6327r/min时,此通道相应的超速保护继电器通道输出危险报警信号至ETS,经ETS做三取二逻辑处理后,遮断汽轮机。
4.2.9.2轴向位移
轴向位移采用双通道监测,采用两只传感器输出两路4~20mA电流信号。当1#或2#轴向位移≥+0.3mm或≤-0.55mm(轴向位移大)时分别通过报警继电器通道输出;当1#且2#轴向位移≥+0.4mm或≤-0.62mm(轴向位移过大)分别通过轴向位移过大危险继电器输出至ETS,作为电气停机信号。
4.2.9.3振动
为了监测转子相对于轴承的径向振动,机组的1#~4#支持轴承各设有水平(X向)、垂直(Y向)两个轴振监测通道,共8个通道。采用四块监测模块。
将用于轴振监测的8个信号依次定为1~4#轴承X向、Y向轴振监测通道。1~4#任一轴承任一方向轴振≥80μm(轴振大)、1~4#任一轴承X(或Y)方向轴振≥125μm(轴振过大),监测模件中1#~4#报警继电器通道输出报警信号或1#~4#停机继电器通道输出危险信号。
对应于0~300μm的轴振测量范围,相应的监测通道有4~20mA的直流信号输出。
4.2.9.4鉴相
鉴相单独采用专门的测量模块,采用一只传感器,直接输出一路鉴相信号。
4.2.9.5偏心
偏心监测采用一只传感器输出一路4~20mA电流信号, 当偏心≥0.08mm时,通过报警继电器输出一路报警信号。
4.3 TSI系统的运行监视
4.3.1汽轮机安全监视系统及外围的设备的传感器、前置器的状态与机组运行状况相符。
4.3.2热工人员不得任意拨弄、调整、改动汽轮机安全监视系统的设置。
4.3.3汽轮机安全监视装置在运行中发生异常时,运行人员应及时通知热控人员处理并做好记录。
4.3.4需要在汽轮机安全监视护装置附近工作时,应督促工作人员做好安全预防措施。
4.4汽轮机TSI系统的投入
4.4.1汽轮机安全监视装置必须具备下列条件方可投入
4.4.1.1汽轮机安全监视装置及其外围设备均应处于良好状态:
4.4.1.2所有的传感器应清洁,固定牢固,螺纹无损,其调整螺杆的转动应能使传感器平衡均匀地移动。与被测体间的安装间隙,应根据传感器的输出特性及安装要求而定。
4.4.1.3汽轮机安全监视装置的所有传感器对应的大轴表面应光滑、无孔、凹痕、划伤等。
4.4.1.4传感器安装的支架应有足够的刚性,托架的自振频率应大于机组自振频率的10倍。
4.4.1.5传感器对应的检测平面应大于传感器直径的二倍,在此空间内不能有其它金属物质存在。被侧面不能有磁性。
4.4.1.6传感器的专用电缆禁止过度扭折,电缆接头也不能随意拆装。专用电缆安装后,位置应固定,不致因位移造成导线折断,最好用金属软管进行保护。
4.4.1.7前置器应安装在通风良好、振动较小的地方,前置器必须浮空安装,环境温度应满足规定要求。额定工作温度:-55~70℃;极限温度:-40~85℃。
4.4.1.8确认被测面材料与厂商标定传感器所用材料一致,否则应重新标定传感器。
4.4.1.9所有的保护盘柜、就地接线盒整齐清洁,标志清晰。柜门内侧应附有系统正确、简洁明了的接线图,字迹应清晰。机柜内保护接地、电源接地、信号屏蔽接地应符合有关规定或厂家的要求。机柜内的电缆和穿墙管的孔洞应封堵严密,进出线排列整齐。接线牢固准确,标志清晰。
4.4.1.10电源系统正常,符合220V±22V的要求。电源自动开关规格及熔断器容量符合设计要求,线路和端子应完整无破损,导线或电缆外皮完好,检查电源系统对地绝缘电阻均应≥20MΩ(500V兆欧表)。电源系统的开关、端子、熔断器、电缆等各种标志应正确、清晰。
4.4.1.11所有监测通道的越限报警及保护动作整定值准确。
4.4.1.12汽轮机安全监视系统的逻辑条件,越限报警及保护动作整定值准确;系统试验合格。
4.4.2系统投入
4.4.2.1合上装置的主、副电源开关,柜门上的电源指示灯正常。热工信号中的“TSI电源丢失”报警信号消失。柜内电源板上的LED指示正常。柜内电源母线条电压正常符合要求。
4.4.2.2检查各个监测通道是否正常投入,各个传感器的安装间隙电压是否正常,检查前置器与传感器的连接、传感器与延伸电缆的连接以及信号回路的接线。
4.4.2.3在系统投入整个过程中,机组状况不因此受到影响。
4.5汽轮机安全监视系统试验
热控人员作试验前,须取得运行人员的同意。热控人员对装置试验步骤,安全措施作到心中有数,保持头脑清醒,严肃认真工作。试验由热控人员进行,运行人员配合,并做好记录。试验不合格应查找原因后再做,直到合格为止。
4.5.1上电试验
4.5.1.1合上TSI系统的主、副电源开关,主、副电源指示灯亮。热工信号中的“TSI电源丢失”报警信号消失。此时TSI系统进入正常工作状态。
4.5.1.2分别断开TSI系统的主或副电源开关,主或副电源指示灯相应熄灭,主或副电源切换正常。热工信号中的“TSI电源丢失”报警信号不发。TSI系统不应受电源切换的影响仍在正常工作状态。
4.5.1.3 TSI系统上电后不应发出误报警和输出动作信号。
4.5.2检修后的现场试验
4.5.2.1汽轮机热控监视及保护装置回装后验收应严格遵循“三级验收”制度进行。检修后的汽轮机热控监视及保护装置应实行冷态验收。停机保护由厂生计部组织检修、运行人员参加验收。验收合格,参加人员在验收报告上签字。
4.5.2.2按汽轮机检修及运行规程要求的保护项目进行联锁试验,确认保护定值准确,逻辑正确,声光报警正常。
4.5.2.3对于轴向位移保护,应采取移动拖靶的方法,试验监视和保护功能是否正常。对于超速保护可采用短路接点和定值调整结合的方式试验。
4.6现场维护及技术要求
4.6.1热控人员必须每日巡回检查。检查各检测板件的面板LED灯光状态、定值及示值应与实际相符,可查看DEH的CRT显示值。
4.6.2检查系统的电源是否正确投入,电源系统是否正常,电压是否满足板件的正常运行。
4.6.3检查专用电缆是否固定牢靠,有无折损;电缆接头和前置器是否浮空处理、专用电缆引出缸体时应密封有无漏油。做好卫生清扫,保持装置清洁、完好,标志是否齐全、正确。
4.6.4热控巡检人员发现汽轮机热控监视及保护装置缺陷时,及时通知运行人员,并上报专业及生计部专工。缺陷应及时登记在“设备缺陷” 登记本上。
4.6.5装置需调整时,应由专职人员依据安装时的试验数据进行调整,未经允许,其它人员不能进行任何调整。调整前,应申请退出有关保护。
4.6.6装置的故障处理,应按有关制度执行。消缺处理时做好安全措施。
4.6.7保护回路及电缆绝缘电阻测定定期进行。
4.6.8定期检查外部接线(机组启动前或一个小修期)。接线端子牌清扫、检查、紧固螺丝。
4.6.9每半年必须对装置板件的报警、保护设定值,逻辑关系进行一次校验检查。各通道监测板件每半年校验检查一次。填写校验记录。并严格按照三级验收制度进行。
4.6.10定期维护工作及检修应填写技术台帐。
4.7传感器的安装
4.7.1一般安装注意事项
4.7.1.1传感器对应的大轴表面应光滑、无孔、凹痕、划伤等。传感器测量头部与安装螺母间应留有1到2个螺纹的余量。传感器轴心必须在位移的方向上;必须垂直于被测物体的表面。
4.7.1.2传感器安装的支架应有足够的刚性,托架的自振频率应大于机组自振频率的10倍,以避免或减少被测物体振动时支架受到自激振动。
4.7.1.3传感器对应的检测平面应大于传感器直径的二倍,在此空间内不能有其它金属物质存在。被侧面不能有磁性。
4.7.1.4装时禁止过度扭折专用电缆,为防止电缆的断裂或胶结,在旋转传感器之前应脱开电缆。电缆接头也不能随意拆装,电缆连接处必须用热缩管或绝缘带处理,已防止因运行干扰产生的短路。
4.7.1.5用电缆安装后,位置应固定,不致因位移造成导线折断,最好用金属软管进行保护。应确保传感器电缆不被拉紧或扭绞,以防在机器转动中受到损坏。多余的电缆应绕成直径不小于10cm的线圈,并用线夹扎牢。
4.7.1.6确保在传感器轴线方向成45度角的锥形范围内,除被测物体之外,无其他可对传感器产生影响的导体材料。
4.7.1.7果有高频接头需固定在缸壁上,则接头必须浮空,即接头不能与机壳或大地在电气上相通。
4.7.1.8置器应安装在通风良好、振动较小的地方,前置器必须浮空安装,环境温度应满足规定要求。
4.7.1.9认被测面材料与厂商标定传感器所用材料一致,否则应重新标定传感器。
4.7.1.10传感器安装时应特别注意传感器上的标记位置,圆点标记必须垂直于测速盘。
4.7.1.11传感器系统的连接
传感器系统在现场的连接有以下几点需要注意,以保证测量系统的正常工作。
接地:严格按图样和资料的要求,对装置和信号输入单端接地,接地电阻应小于4Ω。
电缆:电缆的铺设应按有关要求进行,信号输入电缆的铺设应与强电电缆分开,强弱电交汇处应相互垂直。每个传感器测点应采用单独的屏蔽电缆进行连接,不允许几个信号混入一根多芯屏蔽电缆中。转速和超速的传感器系统最好采用对绞电缆进行连接。
绝缘:探头电缆与延伸电缆之间的接插件连接好后,应用热缩套管封装,使之与外部铠装电缆绝缘;此处禁止采用绝缘胶布等易腐材料进行封装,否则会影响传感器的阻抗,导致测量误差。
通电要求:所有接线应在断电情况下进行,并且通电前应仔细比照相关图纸,认真核对,确认无误后方可通电。特别是对于带前置器的接线,更应正确区分电源、地与信号端,切忌接反,以免产生不良后果。
4.7.2转速、零转速及超速传感器:
4.7.2.1外回路接线应正确无误。
4.7.2.2传感器及支架安装应牢固可靠,传感器轴线应垂直于被测面。专用电缆应捆绑牢固,中间接头应包紧。专用电缆引出缸体时应密封良好无漏油。
4.7.2.3传感器安装应应使传感器与发讯齿的间隙约为0.8~1.0mm;
4.7.3轴向位移传感器:
4.7.3.1汽机完全处于冷态时安装。
4.7.3.2汽轮机安装工作基本结束。
4.7.3.3监测板件插入机柜通电,待自检正常后,板件面板上的除线路故障LED指示灯亮外其他的均不亮,监测板件输出和指示应为零。
4.7.3.4轴位移测量系统带有保护,因此对测量系统要求高。其中轴位移传感器安装的好坏直接影响到系统测量的准确性。要达到精确的轴位置测量,必须选好测点位置,定准机械零位。用千斤顶推动转子,使推力盘紧靠要求的推力瓦面(工作或非工作面)。
4.7.3.5先将轴向位移支架安装在轴承箱上并固定牢靠,然后把传感器装在支架上并旋转传感器,使传感器靠近被测面,传感器轴线应垂直于被测面。传感器安装时动作要小心,反复旋进旋出,观察间隙电压的变化情况。在旋转传感器之前应脱开电缆。在前置器处测量间隙电压,当电压达到-12VDC左右时将传感器固定。对于双传感器系统调整间隙电压应一致。
4.7.3.6传感器安装结束后,应对传感器与延伸电缆、电缆与前置器的连接接头的进行检查和处理。延伸电缆的自锁插头松动会对测量产生影响。专用电缆引出缸体时应密封良好无漏油。现场环境条件使系统长期接触润滑油,所以每次传感器安装结束后,都要认真清除传感器与延伸电缆、电缆与前置器的连接接头槽中的油污尘渣,防止接头受污染后内部短路影响测量。传感器与延伸电缆的接头应用热缩套管或绝缘带处理。一是使屏蔽层可靠,防止屏蔽层多点接地;二是使接头连接更加可靠,防止接头脱落。
4.7.4胀差传感器:
在安装胀差传感器时,先将胀差传感器支架固定在轴承箱上,然后把传感器安装在支架上并锁紧。胀差支架是可以滑动的,这时摇动支架上的手轮使胀差支架上的滑板带着传感器一起移动并靠近被测面,同时用万用表测量前置器的间隙电压,当间隙电压为―14.67VDC(高中压缸胀差)、―4VDC(低压缸胀差)时。将支架上的滑板锁定。与轴位移一样,当整个转子向电机方向推到推力盘紧贴工作瓦面时定测量零点,并将转子膨胀方向作为胀差正方向;
其他步骤同轴向位移。
4.7.5轴振动传感器
4.7.5.1传感器安装或回装前,首先检查外回路接线应正确无误。
4.7.5.2汽机轴瓦工作结束,即可安装传感器。
4.7.5.3监测板件插入机柜通电,待自检正常后,板件上的除线路故障LED指示灯亮外其他的均不亮,监测板件输出和指示应为零。
4.7.5.4传感器及支架安装应牢固可靠,传感器轴线应垂直于被测面。间隙电压应在静态特性曲线的线性中点上。
4.7.5.5传感器安装时动作要小心,反复旋进旋出,观察间隙电压的变化情况。在旋转传感器之前应脱开电缆。在前置器处测量间隙电压,当电压达到-12VDC左右时将传感器固定。传感器一定要安装到能真实地检测到轴振动的位置。特别注意的是安装孔的位置影响安装结果的。
4.7.5.6传感器安装结束后,应对传感器与延伸电缆、电缆与前置器的连接接头的进行检查和处理。延伸电缆的自锁插头松动会对测量产生影响。专用电缆引出缸体时应密封良好无漏油。现场环境条件使系统长期接触润滑油,所以每次传感器安装结束后,都要认真清除传感器与延伸电缆、电缆与前置器的连接接头槽中的油污尘渣,防止接头受污染后内部短路影响测量。传感器与延伸电缆的接头应用热缩套管或绝缘带处理。一是使屏蔽层可靠,防止屏蔽层多点接地;二是使接头连接更加可靠,防止接头脱落。
4.7.5.7传感器安装完毕后,板件上的线路故障LED指示灯亮熄灭。检查监测板件的各项功能。
4.7.6热膨胀传感器:在机组冷态时应把TD-2传感器(或其它传感器)牢固装于热膨胀支架上,零点应为传感器上指针指示零位置;
4.7.7偏心:把1只鉴相探头牢固装于键相支架上,间隙约为0.8~1.0mm;把一只偏心探头牢固装于偏心支架上,零点应在前置器电压为-12VDC处;5.5.4.1外回路接线应正确无误。
4.7.7.1监测板件插入机柜通电,待自检正常后,板件面板上的LED指示灯均不亮,监测板件输出和指示应为零。
4.7.7.2偏心传感器与轴振动传感器的安装方法相同。当偏心传感器安装好后,监测板件面板上绿色“OK”LED指示灯闪烁。
4.7.7.3键相传感器安装和转速传感器类似,应使传感器与发讯齿的间隙值小于1.5mm。键相传感器安装结束后,如果盘车运行,则监测板件面板上绿色“OK”LED指示灯常亮。
4.7.7.4传感器安装完毕后,检查监测板件的各项功能。
4.8 TSI系统使用中典型问题分析处理
4.8.1轴位移、胀差传感器在现场安装使用中存在的问题:
轴位移测量系统带有保护,因此对测量系统要求高。其中轴位移传感器安装的好坏直接影响到系统测量的准确性。要达到精确的轴位置测量,必须选好测点位置,定准机械零位。
传感器位置的选择原则是,尽量靠近推力轴承。推力盘与轴向位移传感器距离愈远,失真可能性愈大。因为在推力盘和测点之间,失真受到大轴和缸体的热膨胀以及各种应力变形等因素的影响。推力盘允许移动范围小,而零位又难定准。主要原因是;很难弄清推力盘是否靠在轴承的工作面上;热膨胀、应力变形对冷态定准的间隙值会发生多大的变化;轴承两边都有一定程度的弹性位移。在确定零位时,要详细了解大轴、缸体和环境温度,推力盘间隙,垫片状况,并耐心地往返推动大轴,找出合理的零点位置。可见串轴保护是否准确可靠,定准零位是关键。
4.8.2胀差传感器安装调整应该在冷态的情况下进行,最好与轴位移传感器同时进行安装。在机组检修需要拆除时,应记录好拆前传感器间隙值数据,安装千分表。恢复是根据千分表的变化结合拆前记录进行安装。这中间还可以参照轴位移变化量。
高中压缸胀差原来设计的安装位置因实际情况无法进行安装,改在测量盘的另一测安装,使得传感器与测量盘之间的间隙变化与原来的截然相反,因此安装间隙值就发生了变化,为了使CRT显示能与实际相对应,在监测板件内部通过跳接线改变输出。(原来为0~10VDC,现在为10~0VDC)
4.8.3转速传感器在现场安装使用中存在的问题:
安装时一定要使传感器上的圆点标记放在与轴心垂直的截面内,以利于得到脉冲信号。#2机B小机曾经就因小修中传感器安装时,未将传感器上的圆点标记放在与轴心垂直的截面内,在转速升到1500多转/分时,就无转速信号输出。(见图3)
在安装转速传感器时应考虑到热膨胀对测量的影响。由于传感器安装在固定在箱体上的支架上,而测量盘与大轴相连,二者在热态下膨胀量不同,如果测量盘的宽度过小,势必造成传感器受串轴影响而检测不到信号。传感器安装间隙对信号的拾取也十分重要,间隙过大势必使触发脉冲信号电平过小,不能准确反映测量值。测量盘齿槽的深浅宽窄不合适,会使传感器感应不出正常的脉冲信号。
4.9轴向位移产生的原因及保护措施
4.9.1产生轴向位移的原因
4.9.1.1产生反向轴向位移的原因
4.9.1.1.1机组突然甩负荷,出现反向轴向推力。
4.9.1.1.2高压轴封严重损坏,调节级叶轮前因抽吸作用而压力下降时,出现反向推力。
4.9.1.2产生正向轴位移的原因
4.9.1.2.1转子轴向推力增大,使推力盘与推力轴承间的油膜破坏。
4.9.1.2.2由于润滑油系统的油压过低、油温过高等缺陷,使油膜破坏。
4.9.2汽轮机轴向位移大的危害及保护措施
4.9.2.1汽轮机轴向位移大危害
汽轮机轴向位移增大,将使推力轴承过负荷,破坏油膜,致使推力瓦快乌金烧融,造成汽轮机动静碰磨,造成设备严重损坏事故。
4.9.2.2保护措施
装设汽轮机轴向位移监视和保护装置。在运行中一旦轴向位移增大,则监测系统发出声光报警,如周一继续增大,超过允许极限值,保护装置动作,关闭主气门,保护机组安全。
4.10机组胀差过大的原因及监视措施
4.10.1机组胀差过大的原因
转子与汽缸间的相对膨胀差,简称胀差。转子膨胀大于汽缸膨胀时,称其为正值;转子收缩量小于汽缸收缩量时,称其为负值。
胀差正值变化大的原因:暖机时间不够升速过快或增符合速度过快。
胀差负值变化大的原因:减负荷速度过快、或由满负荷突然甩到空符合;空负荷或低负荷运行时间过长;发生水冲击;停机过程中,用轴封蒸汽冷却汽轮机速度太快;真空急剧下降,排气温度迅速上升时,使得低压缸负胀差增大。
4.10.2危害与防护
汽轮机轴封与动静叶片之间的间隙很小,若汽轮机起停或运行中胀差变化过大,超过了轴封及等静叶片之间正常的轴向间隙时,就会使动静部件发生摩擦,引起机组的强烈振动,以至造成设备损坏事故。
因此为了在汽轮机启动、暖机、升速过程中,或在停机过程中,保护机组的安全,必须设置汽轮机胀差监测装置,其作用可用来报警也可用来停机。
4.11汽轮机超速的原因及保护措施
4.11.1汽轮机超速的原因
汽轮机运行中的转速是由调速装置自动控制并保持恒定的。当汽轮发电机改变负荷时,汽轮机转速将发生变化,调速装置动作,调速汽门关小或开大,改变进气量,以维持恒定转速。当发生下列情况时,汽机转速上升很快,若调速系统不能正常动作,转速失控就会发生超速。
1.由于发电机或电力系统故障发电机与电力系统解列,汽机突然甩负荷至0.
2.单台机组带负荷运行,负荷突然下降。
3.正常停机过程中,发电机负荷下降到0即解列时。
4.汽轮机超速作试验时。
5.调速系统工作不正常。
4.11.2危害与保护措施
4.11.2.1机组设计时,转动部件的强度余量有限,与叶轮等紧力配合的旋转件,其松动转速是按额定转速的20%考虑的,因此运行中汽轮机若发生超速,转动各部件产生的离心力会造成设备的严重损坏。一般制造厂规定汽轮机的转速不允许超过额定转速的110%-112%。
4.11.2.2保护措施
为了保证机组的安全,必须严格件事汽轮机的转速并设置超速保护装置,对大机组而言一般设有3套保护装置,即危机保安器超速保护装置,附加超速保护装置和电气超速保护装置。