劉力源　王磊　劉海芳

摘 要：文章通過對(duì)安陽鋼鐵集團(tuán)公司動(dòng)力廠3#AV100汽輪鼓風(fēng)機(jī)組監(jiān)測系統(tǒng)的介紹，淺談本特利3 500在對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行中起到的關(guān)鍵性監(jiān)測作用，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，對(duì)其進(jìn)行一系列的優(yōu)化，減少因設(shè)備問題造成的突發(fā)事故，為今后的汽輪鼓風(fēng)機(jī)組監(jiān)測系統(tǒng)提供案例。

關(guān)鍵詞：汽輪鼓風(fēng)機(jī)；監(jiān)測系統(tǒng)；本特利3 500監(jiān)測系統(tǒng)；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）14-0041-01

安鋼動(dòng)力廠3#汽輪鼓風(fēng)機(jī)組負(fù)責(zé)對(duì)3#4747高爐進(jìn)行供風(fēng)作業(yè)，其安全平穩(wěn)的運(yùn)行尤為重要。對(duì)于這臺(tái)大型的汽拖鼓風(fēng)系統(tǒng)，如何保障其安全穩(wěn)定的運(yùn)行成為了重中之重。固采用本特利3500對(duì)機(jī)組狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，還可以通過它對(duì)機(jī)組的故障進(jìn)行診斷、分析，提高機(jī)組安全運(yùn)行系數(shù)，以保障人身及機(jī)組的安全。

1 3500系統(tǒng)簡介

由美國本特利（BENTLY）公司生產(chǎn)的3500監(jiān)測系統(tǒng)，通過多種傳感器采集和顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽輪鼓風(fēng)機(jī)組振動(dòng)、位移等信號(hào)的監(jiān)測，還可以將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和預(yù)先設(shè)定的報(bào)警值進(jìn)行比較，當(dāng)超過報(bào)警值時(shí)，系統(tǒng)可以發(fā)出信號(hào)使得機(jī)組轉(zhuǎn)為安全運(yùn)行模式甚至停機(jī)，從而保護(hù)設(shè)備，從而對(duì)保證機(jī)組的安全。

作為模塊化的設(shè)備，1套完整的本特利3500主要包括儀表框架，電源模塊，接口模塊，監(jiān)測器模塊，繼電器模塊，三重冗余繼電器模塊，通訊網(wǎng)關(guān)模塊等模塊，傳感器和3500框架組態(tài)軟件。

系統(tǒng)的工作流程：前置放大器將現(xiàn)場傳感器探頭傳送過來的信號(hào)進(jìn)行處理后再傳送給3500監(jiān)測器框架內(nèi)的模塊，而模塊在采集數(shù)據(jù)后，與預(yù)先設(shè)置的報(bào)警值比較，還可將采集數(shù)據(jù)和比較結(jié)果送到其他地方進(jìn)行處理。

3500框架中模塊的共同特征是內(nèi)部、外部接線端子都支持熱插拔。即任何一個(gè)模塊（安裝在3500框架前端）都能夠在系統(tǒng)供電狀態(tài)中拆除和更換而且不影響不相關(guān)模塊的工作，例如，在框架有兩個(gè)電源，插拔其中一塊電源不會(huì)影響3500框架的工作。

3500框架模塊中有內(nèi)部端子和外部端子。外部端子可以使用電纜把輸入＼輸出模塊與終端連接起來， 而內(nèi)部端子則用于把傳感器與輸入＼輸出模塊直接連接起來。 外部端子塊一般不能與內(nèi)部端子輸入/輸出模塊一起使用。

2 3500系統(tǒng)在汽輪鼓風(fēng)機(jī)組中的應(yīng)用

2.1 硬 件

在3#汽輪鼓風(fēng)機(jī)組中，本特利3500主要對(duì)鍵相、位移、振動(dòng)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并在參數(shù)超限時(shí)，對(duì)機(jī)組進(jìn)行停機(jī)連鎖。

在本套系統(tǒng)中，采用3500/25鍵相器模塊，來完成對(duì)鍵相的信號(hào)采集（鍵相信號(hào)是當(dāng)鍵相標(biāo)記旋轉(zhuǎn)到探頭位置時(shí)，探頭與被側(cè)面距離發(fā)生突變，從而使得傳感器產(chǎn)生一次脈沖信號(hào)）。采用3500/42 M位移、速度加速度模塊對(duì)振動(dòng)、位移數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并采用3300XL 8 mm電渦流傳感器系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。位移探頭采用與軸水平的位置，垂直于軸系齒輪面的進(jìn)行安裝，振動(dòng)探頭采用在垂直于前軸或后軸的成夾角為90 °的平面上。在分析中，將位于同一平面上的兩個(gè)振動(dòng)探頭作為平面坐標(biāo)的X軸、Y軸，根據(jù)探頭所監(jiān)測的振動(dòng)信號(hào)和鍵相探頭所監(jiān)測的相位信號(hào).可以繪制出出在該截面軸系軸心的運(yùn)動(dòng)軌跡圖和軸的平均位置等，從而利用這些圖形的變化對(duì)汽輪機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)軸系進(jìn)行故障診斷和分析。這兩種模塊中可設(shè)定報(bào)警值和停機(jī)連鎖值，并輸出到繼電器模塊。

采用3500/324通道繼電器模塊，它是由4個(gè)可獨(dú)立編程的通道組成，每個(gè)通道都可以執(zhí)行所需要的邏輯運(yùn)算。不僅如此，在該繼電器模塊上每個(gè)通道都可以用“與”和“或”門進(jìn)行邏輯編程，對(duì)框架中任一模塊通道或通道的組合所提供的報(bào)警輸入（警告或危險(xiǎn)）進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出。該邏輯運(yùn)算可用組態(tài)軟件編程，從而滿足在應(yīng)用中的各種特殊需要。

3500系統(tǒng)只能完成對(duì)各種信號(hào)的采集，并完成相應(yīng)的連鎖控制，但是對(duì)于在汽輪機(jī)的升速、降速、調(diào)速等復(fù)雜過程卻無法用其實(shí)現(xiàn)。不過3500系統(tǒng)可將所有采集到的數(shù)據(jù)通過各種方式實(shí)時(shí)傳送到操作站上，方便運(yùn)行人員對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。

2.2 系統(tǒng)組態(tài)

在組態(tài)軟件上，所有組態(tài)用框架都是系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定好的，需要做的僅僅是通過數(shù)據(jù)線，在電腦上讀取所有模塊的框架模板，然后根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)要求修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)。例如修改振動(dòng)、位移的報(bào)警值和停機(jī)值。對(duì)繼電器模塊的編程就是通過組態(tài)軟件完成。

3 3500系統(tǒng)的組態(tài)優(yōu)化

3.1 缺省設(shè)置

設(shè)置一：在缺省設(shè)置中，當(dāng)位移、振動(dòng)等參與連鎖的信號(hào)達(dá)到停機(jī)值時(shí)，繼電器模塊就會(huì)輸出停機(jī)命令，使機(jī)組停機(jī)。如圖1所示。

設(shè)置二：在繼電器模塊中的“與”表決設(shè)定（And Voting Setup）中，有兩種類型：正?！芭c”表決（缺省），當(dāng)選擇此選項(xiàng)時(shí)，如果某個(gè)報(bào)警參數(shù)為非OK或被旁路（由于用戶選擇或者監(jiān)測器故障），那么組態(tài)軟件將把該參數(shù)從繼電器邏輯中刪除；真實(shí)“與”表決，真實(shí)“與”邏輯把非OK或者旁路的報(bào)警參數(shù)保留在繼電器邏輯中。如果某個(gè)被“與”運(yùn)算的報(bào)警參數(shù)為非OK或者處于旁路狀態(tài)，那么真實(shí)“與”邏輯將不會(huì)驅(qū)動(dòng)報(bào)警。

3.2 存在的問題

在實(shí)際的生產(chǎn)中，探頭測量的測量回路中包含探頭，前置器，電纜，接線箱等各種設(shè)備，接線箱中大量復(fù)雜的接線，現(xiàn)場過大的振動(dòng)，電纜的正常老化等種種現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致測量值的不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致3500系統(tǒng)誤報(bào)，而且單一的連鎖值存在過保護(hù)。

3.3 優(yōu) 化

設(shè)置一：對(duì)停機(jī)邏輯進(jìn)行修改，將單一的一選一改為四選二，即無論前軸，后軸，X方向，Y方向，當(dāng)任意一個(gè)振動(dòng)值達(dá)到停機(jī)值和另外3個(gè)振動(dòng)值中任意一個(gè)達(dá)到報(bào)警值相與，才能輸出一個(gè)停機(jī)命令。如圖2所示。

設(shè)置二 ：在“與”表決設(shè)定中，選擇真實(shí)“與”表決。

這兩種設(shè)置方式，都有效的避免了在實(shí)際工作中，因?yàn)閾p壞，老化或線路干擾等突發(fā)狀況下，測量數(shù)據(jù)誤報(bào)導(dǎo)致停機(jī)的情況。

4 結(jié) 語

本特利3500系統(tǒng)以其優(yōu)良的特性在3#汽輪鼓風(fēng)機(jī)組中起著重要的作用，不但可以實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)組運(yùn)行過程中的振動(dòng)、位移等參數(shù)，并能實(shí)現(xiàn)參數(shù)聯(lián)鎖停機(jī)，能分析各種設(shè)備故障，保障了機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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