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本特利3500监视系统在800MW机组的应用(1)

摘要:大型汽轮发电机组为了提高其经济性,汽轮机级效率都设计的很高,径向间隙、轴向间隙等都选择的较小,运行中如控制不当,很容易发生汽轮机损坏事故。因此,汽轮发电机组需要监视和保护的项目越来越多,对汽轮机监视仪表(Turbine Supervision Instrument,简称TSI)也提出了更高的要求。

美国本特利·内华达公司(Bently Nevada) 起步于大型火电机组的保护与管理,并在该领域不断发展与创新,具有丰富和先进的技术储备。本文对本特利 3500监视系统在绥中发电有限责任公司800MW机组的应用进行了简单介绍,对系统应用过程中出现的问题进行了深入的分析并提出了解决方案。

1背景介绍

绥中发电有限责任公司安装两台俄制800MW机组,锅炉为俄罗斯塔干罗格锅炉厂生产的ПП-2650-25-545-КТ型超临界压力、一次中间再热直流锅炉,汽轮机为俄罗斯列宁格勒金属工厂生产的К-800-240-5型超临界压力、一次中间再热、五缸六排汽、单轴凝汽式汽轮机,上述锅炉、汽轮机与ТВВ-800-2ЕУЗ型发电机构成单元制发电机组。两台机组分别于2000年6月和2000年10月投入商业运行。

两台机组TSI设备是俄制机组配套的六十年代左右产品,技术落后,线性差,灵敏度低,调试时间长,而且可靠性极低,不能满足对汽轮发电机组转子各种参数监视的要求,更不能作为机组重要保护正常投入,严重威胁汽轮发电机组的安全运行。针对上述问题,绥电公司对两台机组的TSI设备成功的进行了改造,设备选型为本特利 3500监视系统。

2改造前后功能比较

2.1设备改造前监视、保护项目及功能实现情况

设备改造前监视、保护项目如下:

(1)轴向位移监视、保护 (2)胀差监视 (3)偏心度监视 (4)热膨胀监视 (5)转速监视 (6)瓦振监视、保护

其中轴向位移、胀差、偏心度、热膨胀等位移传感器均采用电磁感应原理,转速测量采用磁阻传感器,瓦振采用压电式加速度传感器。该套设备在调校前须通电两小时预热,并加5Ω补偿电阻补偿其温度漂移。由于线性度差,致使每次调校都须重新标定仪表刻度盘,整定值也不能调校的非常准确,误差在50~100μm之间,在低速盘车时,由于系统抗干扰能力差,位移仪表出现不规律摆动,最大可达400μm,轴向位移保护不能投入。瓦振测量部分灵敏度低,低频响应差,测量值只能作为参考,振动保护无法正常投入。

2.2设备改造后监视、保护项目及功能实现情况

设备改造后采用本特利 3500监视系统,具体监视、保护项目见表(一)

表1 本特利 3500监视系统监视、保护项目一览表

 

测量项目
设备选型
定值项目
数值
键向
8mm涡流传感器
Bently
3500/25键向器模块
转速测量范围
04000rpm
偏心
8mm涡流传感器
Bently
3500/42监测器
测量范围
00.5mm
报警定值
0.1mm
轴向位移
左侧:TBL1,TBL2
右侧:TBR1,TBR2
14mm涡流传感器
Bently
3500/42监测器
测量范围
-2.2mm+1.5mm
报警定值
-1.2mm+0.8mm
保护定值
-2.0mm+1.2mm
高压缸胀差
DFHP
HTW-01型传感器
(哈汽自控公司)
3500/45监测器
测量范围
-3.0mm+6.0mm
报警定值
-2.0mm+4.5mm
压缸胀差
DFMP
25mm涡流传感器
Bently
3500/45监测器
测量范围
-5.0mm+7.0mm
报警定值
-3.0mm+3.5mm
#1压缸胀差DFLP1
19047-02LVDT
Bently
改制的3500/45监测器
测量范围
-5.0mm+20.0mm
报警定值
-2.5mm+9.5mm
#2压缸胀差DFLP2
25mm涡流传感器(Bently
3500/45监测器
测量范围
-4.0mm+21.0mm
报警定值
-2.0mm+15.0mm
#3压缸胀差DFLP3
LVDT-3胀差传感器
哈汽自控公司
3500/45监测器
测量范围
-5.0mm+31.0mm
报警定值
-2.0mm+22.0mm
高压端机壳膨胀
左侧:CAHPL
右側:CAHPR
24765-03LVDT
Bently
3500/45监测器
测量范围
050mm
中压端机壳膨胀
左侧:CAMPL
右側:CAMPR
24765-03LVDT
Bently
3500/45监测器
测量范围
050mm
#1#14垂直、水平瓦振
9200系列速度传感器
Bently
3500/42监测器
测量范围
030mm/s
报警定值
4.5mm/s
保护定值
11.2mm/s
#1#14垂直、水平轴振
8mm涡流传感器
Bently
3500/42监测器
测量范围
0500μm
报警定值1
127μm
报警定值2
254μm

原俄制机组只对瓦振进行监测,不能全面、真实的反映轴系的振动情况,改造后的系统增加了对轴振和键向的测量使TSI系统功能得到完善,为机组事故分析及处理提供了科学的依据。对于振动保护仍然沿用俄罗斯技术标准,垂直或水平相邻瓦振达到11.2mm/s时发跳机信号,轴振数值作为监视使用。对于轴向位移监测,系统改造后,采用四个测量探头分左右两侧对不同方向的参数进行测量,克服了单点测量数据不可靠的弊端,保护逻辑采用“两或一与”的方式(见图1),提高了保护系统的可靠性和准确性,可以有效的防止保护“误动”和“拒动”。

图1轴向位移保护逻辑图

改造后的TSI系统运行稳定,能够为运行人员提供准确的轴系各项参数,瓦振和轴向位移保护能够稳定、可靠的投入,从而对整个机组的安全、稳定运行起到了保障作用。

来源:全国火电大机组(600MW级)竞赛第11届年会论文集
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