樊斌

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司　福建　晉江　362251）

GE 9FA機(jī)組軸系TSI探頭保護(hù)邏輯優(yōu)化

樊斌

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司福建晉江362251）

簡述某電廠對(duì)S109FA燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的TSI探頭保護(hù)邏輯進(jìn)行優(yōu)化的情況，通過增加質(zhì)量點(diǎn)判斷邏輯，消除在軸振探頭單點(diǎn)保護(hù)邏輯下探頭故障引起的機(jī)組誤跳閘。

燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠；軸振單點(diǎn)保護(hù)；質(zhì)量判斷；邏輯優(yōu)化

引言

GE 9FA燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠采用單軸布置燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)，軸系TSI保護(hù)邏輯是單點(diǎn)保護(hù)邏輯，即軸系軸振探頭任意一個(gè)達(dá)到保護(hù)值則發(fā)出跳閘指令；某電廠2014年1 月20日20：04：33，#4機(jī)組由于3Y探頭故障引起信號(hào)波動(dòng)，3Y振動(dòng)值從0波動(dòng)至0.33mm，機(jī)組跳閘；為了防止此類誤跳閘的事件，電廠對(duì)GE 9FA機(jī)組軸系TSI探頭保護(hù)邏輯進(jìn)行優(yōu)化。

1　設(shè)備概述

福建晉江天然氣發(fā)電有限公司建設(shè)容量為4×390MW燃?xì)廨啓C(jī)單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，在每個(gè)軸承處都以與水平成45°夾角正交安裝兩個(gè)位移型振動(dòng)傳感器（39VS-n）。它的軸振測(cè)量裝置采用的是BENTLY品牌的探頭、延長線及前置器，在GE MARK VI控制盤上，這些信號(hào)的輸入和激勵(lì)信號(hào)的輸出都是通過TVIB端子板再分別送到（R）（S）（T）的VVIB處理卡。軸振探頭具體配置及保護(hù)邏輯情況如下：

1.1軸系軸振探頭配置

軸系軸振探頭共有16個(gè)：

燃機(jī)1號(hào)、2號(hào)軸承X，Y方向各1個(gè)；

汽機(jī)3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)軸承：X，Y方向各1個(gè)；

發(fā)電機(jī)7號(hào)、8號(hào)軸承：X，Y方向各1個(gè)。

1.2燃機(jī)軸振

任意一個(gè)軸振信號(hào)達(dá)到6mil（0.1524mm），發(fā)報(bào)警信號(hào)；

任意一個(gè)軸振信號(hào)達(dá)到8.5mil（0.2159mm），延時(shí)1s，自動(dòng)停機(jī)保護(hù)動(dòng)作。

1.3汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)軸振

任意一個(gè)軸振信號(hào)達(dá)到0.1524mm（6mils），發(fā)報(bào)警信號(hào)；

任意一個(gè)軸振信號(hào)達(dá)到0.2159mm（8.5mils），延時(shí)1s，自動(dòng)停機(jī)保護(hù)動(dòng)作；

任意一個(gè)軸振信號(hào)達(dá)到0.2286mm（9mils），延時(shí)1s，跳閘保護(hù)動(dòng)作。

2　軸系TSI探頭邏輯的優(yōu)化

2.1軸系TSI探頭邏輯的優(yōu)化前期方案準(zhǔn)備

從9FA燃?xì)廨啓C(jī)單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組軸系軸振探頭配置和單點(diǎn)保護(hù)來看，自動(dòng)停機(jī)和跳閘保護(hù)誤動(dòng)機(jī)率非常高，因此對(duì)邏輯進(jìn)行必要的優(yōu)化。

方案1：增加信號(hào)質(zhì)量判斷、信號(hào)故障、速率限制閉鎖保護(hù)動(dòng)作。

MARKVI邏輯塊如圖1所示。

圖1

XVIBM00邏輯塊具有HLTH1信號(hào)質(zhì)量判斷功能，當(dāng)信號(hào)為0時(shí)，邏輯塊閉鎖VIBTRP跳閘信號(hào)；當(dāng)信號(hào)恢復(fù)時(shí)，VIBTRP功能激活，此時(shí)信號(hào)波動(dòng)到跳閘值，保護(hù)會(huì)誤動(dòng)作。邏輯塊無FLT2信號(hào)故障檢測(cè)功能，F(xiàn)LT2默認(rèn)為0。

（1）當(dāng)信號(hào)質(zhì)量判斷HLTH1為0時(shí)或信號(hào)故障檢測(cè)FLT2為1時(shí)，閉鎖自動(dòng)停機(jī)和跳閘保護(hù)。保護(hù)閉鎖后，故障處理完成后，人工進(jìn)行測(cè)點(diǎn)保護(hù)投入。同時(shí)畫面增加“軸振保護(hù)閉鎖”聲光報(bào)警進(jìn)行提示。

（2）增加信號(hào)升降速率限制，閉鎖自動(dòng)停機(jī)和跳閘保護(hù)。必須設(shè)置合理的速率定值，避免實(shí)際振動(dòng)高導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)。

（3）增加本特利3500系統(tǒng)“NOT OK”或“BYBASS”信號(hào)至MARKVI，閉鎖自動(dòng)停機(jī)和跳閘保護(hù)。

此項(xiàng)邏輯優(yōu)化，必須進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)來驗(yàn)證可行性。同時(shí)驗(yàn)證功能：①是否已包含功能；②功能1是否與功能3重復(fù)。

方案2：增加軸振保護(hù)退出按鈕。

增加軸振保護(hù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)退出按鈕，并增加“軸振保護(hù)退出”聲光報(bào)警進(jìn)行提示。按鈕供運(yùn)行人員和熱控人員進(jìn)行應(yīng)急處理。

方案3：單點(diǎn)保護(hù)邏輯優(yōu)化

（1）調(diào)研了省內(nèi)各大電廠軸系振動(dòng)保護(hù)邏輯情況：

廈門東部天然氣發(fā)電廠：軸系振動(dòng)作為監(jiān)視手段，不進(jìn)入保護(hù)。

莆田天然氣發(fā)電廠：本軸承X，Y方向同時(shí)達(dá)到跳閘值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。

大唐寧德電廠：本軸承X，Y方向其中1個(gè)達(dá)到報(bào)警值，另1個(gè)達(dá)到跳閘值，保護(hù)動(dòng)作。

華電可門電廠：相鄰任一軸承報(bào)警值與本軸承跳閘值相與判斷。

福能鴻山熱電廠：任一軸承X，Y方向報(bào)警值與任一軸承X，Y方向跳閘值相與判斷。

（2）電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì)2010年7月10日印發(fā)的《火電廠熱控系統(tǒng)可靠性配置與事故預(yù)控》，單點(diǎn)信號(hào)保護(hù)聯(lián)鎖系統(tǒng)可靠性優(yōu)化中，第21項(xiàng)汽輪機(jī)軸振高信號(hào)原單點(diǎn)跳閘建議改為下列信號(hào)中任一項(xiàng)滿足時(shí)，將觸發(fā)緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）：

①相鄰任一軸承報(bào)警值和本軸承保護(hù)動(dòng)作值進(jìn)行“與”邏輯判斷。

②本軸承X（Y）向報(bào)警值和本軸承Y（X）向保護(hù)動(dòng)作值進(jìn)行“與”邏輯判斷。

小結(jié)：所調(diào)研的省內(nèi)各大電廠軸振保護(hù)方式各有區(qū)別，但都沒有采取單點(diǎn)保護(hù)方式。

目前關(guān)于軸振保護(hù)方式，未查到有國家標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程，只有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建議對(duì)單點(diǎn)保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化?？梢罁?jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所建議的兩條內(nèi)容，進(jìn)行單點(diǎn)保護(hù)邏輯優(yōu)化。

2.2軸系TSI探頭邏輯優(yōu)化的具體方法

修改邏輯前的狀態(tài)是：軸系TSI探頭采用單點(diǎn)跳機(jī)方式（除軸向位移外），當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽；當(dāng)信號(hào)恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，邏輯自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)輸出功能。

修改邏輯后的狀態(tài)是：機(jī)組軸系TSI依然采用單點(diǎn)跳機(jī)方式（除軸向位移外），當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽并自鎖，生成一條報(bào)警信息，同時(shí)在畫面上該點(diǎn)的狀態(tài)指示燈亮起，如果需要解鎖，則需要故障排除后，在邏輯中解鎖。

具體邏輯優(yōu)化見下：

2.2.1軸振邏輯優(yōu)化

（1）優(yōu)化前邏輯

當(dāng)前軸振采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽；當(dāng)信號(hào)恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，邏輯自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)輸出功能。跳機(jī)邏輯（以3Y探頭為例）如圖2。

圖2

（2）優(yōu)化后邏輯

軸振依然采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽并自鎖，生成一條報(bào)警信息，同時(shí)在畫面上該點(diǎn)的狀態(tài)指示燈亮起，如果需要解鎖，則需要故障排除后，在邏輯中解鎖。跳機(jī)邏輯（以3Y探頭為例）如圖3。

圖3

2.2.2差脹1和差脹2邏輯優(yōu)化

（1）優(yōu)化前邏輯

當(dāng)前差脹1和差脹2采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽；當(dāng)信號(hào)恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，邏輯自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)輸出功能。差脹1和差脹2跳機(jī)邏輯如圖4。

圖4

（2）優(yōu)化后邏輯

差脹1和差脹2依然采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽并自鎖，生成一條報(bào)警信息，同時(shí)在畫面上該點(diǎn)的狀態(tài)指示燈亮起，如果需要解鎖，則需要故障排除后，在邏輯中解鎖。差脹1和差脹2跳機(jī)邏輯如圖5。

圖5

2.2.3轉(zhuǎn)子膨脹（探頭補(bǔ)償型）邏輯優(yōu)化

（1）優(yōu)化前邏輯

當(dāng)前轉(zhuǎn)子膨脹（探頭補(bǔ)償型）采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)a或b探頭檢測(cè)到信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽；當(dāng)信號(hào)恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，邏輯自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)輸出功能。轉(zhuǎn)子膨脹跳機(jī)邏輯如圖6。

圖6

（2）優(yōu)化后邏輯

轉(zhuǎn)子膨脹（a和b探頭補(bǔ)償型）依然采用單點(diǎn)跳機(jī)方式，當(dāng)a 或b探頭檢測(cè)到信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)，該點(diǎn)保護(hù)輸出被屏蔽并自鎖，生成一條報(bào)警信息，同時(shí)在畫面上該點(diǎn)的狀態(tài)指示燈亮起，如果需要解鎖，則需要故障排除后，在邏輯中解鎖。轉(zhuǎn)子膨脹跳機(jī)邏輯如圖7。

圖7

3　結(jié)語

GE9FA機(jī)組軸系探測(cè)跳閘保護(hù)系統(tǒng)（TSI）是S109FA燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠中的重要保護(hù)，通過對(duì)軸系TSI探頭邏輯的優(yōu)化，避免了當(dāng)軸系TSI探頭如軸振、差脹和轉(zhuǎn)子膨脹從故障狀態(tài)返回至正常值后，由于信號(hào)發(fā)生階躍變化，信號(hào)有可能出現(xiàn)較大幅度的變化，如果信號(hào)超過一定定值并經(jīng)過延時(shí)，觸發(fā)跳閘信號(hào)的發(fā)生，減少不安全事件發(fā)生。

[1]中國華電集團(tuán)公司.大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)叢書-綜合分冊(cè).中國電力出版社，2009.

[2]發(fā)電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)叢書.燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng).中國電力出版社，2013，5.

[3]GE公司內(nèi)部資料GEH-6421-Vol-Ⅱ.[MARKVIControlSystemGuide] VolumeⅡ.

TM621

A

1673-0038（2015）04-0118-03

2015-1-6

樊斌（1969-），男，工程師，大專，從事燃?xì)廨啓C(jī)熱工控制工作。