陳飛翔,林金星,潘 寧
(華能國際電力股份有限公司南通電廠,江蘇南通 216000)
送風機、引風機、一次風機是火電廠最重要的輔機之一,在風機運行時必須監(jiān)測風機振動信號,振動偏大時可能導致電機軸承損壞、風機機殼、葉片和通道損壞等,重要風機往往設置振動大跳閘的保護。如果風機振動信號存在干擾,產(chǎn)生虛假的“大振動”情況,在規(guī)定延時時間后仍高于跳閘值可導致風機跳閘。某電廠多次發(fā)生過送風機垂直軸振瞬間突變、磨煤機或凝泵啟動瞬間送風機垂直軸振突變、相鄰機組引風機啟動時,引風機振動測點突變等情況。
該電廠風機振動信號測量采用本特利3300 系統(tǒng),探頭為加速度式傳感器,所測振動信號為DC(0~10)V 電壓信號,經(jīng)卡件處理為(4~20)mA 電流信號送入DCS 控制系統(tǒng)?,F(xiàn)場設置振動接線柜,探頭至接線柜采用專用鎧裝電纜,現(xiàn)場接線柜至控制電子間采用屏蔽電纜。在機組調(diào)停期間進行專項檢查,發(fā)現(xiàn)可導致振動信號干擾的來源主要有8 個。
(1)屏蔽線不連貫?,F(xiàn)場接線時,有信號源處的鎧裝電纜屏蔽線未接入就地柜,有DCS 側(cè)屏蔽線未接入專用的振動卡件柜,造成屏蔽線無法實現(xiàn)全程連貫,不能起到屏蔽效果。
(2)電纜存在中間接頭。在排查時發(fā)現(xiàn),基建過程中一些振動信號的電纜在鍍鋅管中存在隱蔽的中間接頭,并直接用絕緣膠帶包裹。機組長時間運行后,一些絕緣膠帶破損,接頭與鍍鋅管壁接觸,造成多點接地。
(3)信號源處屏蔽接地。現(xiàn)場振動探頭的屏蔽線在就地柜、DCS 側(cè)振動柜內(nèi)接地,造成兩點接地。
(4)電纜剝線處屏蔽線頭裸露?;ㄊ┕み^程中存在不足,部分電纜剝線處屏蔽線頭裸露,沒有用絕緣膠帶包裹好,可能碰到金屬外殼或相互之間有接觸造成多點接地。
(5)電子間側(cè)屏蔽接地不規(guī)范。多芯電纜的總屏蔽線和各芯的屏蔽接地不規(guī)范。DCS 振動柜屏蔽線原先僅將8 根總屏蔽線辮狀綁扎后接地,備用電纜無標注,各電纜分芯的屏蔽線未接地。
(6)本特利卡件屏蔽接點與地之間電阻大。本特利系統(tǒng)接線時,通?,F(xiàn)場來屏蔽線先接入本特利3300 卡件,再在卡件處統(tǒng)一接地[1]。實際檢查發(fā)現(xiàn)屏蔽線接線端子與電源地之間電阻依次為6.6(引風機卡件)、7.5(一次風機卡件)、7.6(送風機卡件),超過標準范圍(0.5)[2],電阻較大引起的電位差可引發(fā)干擾。
(7)電子間柜內(nèi)屏蔽接地與系統(tǒng)接地之間電阻值偏大。振動柜內(nèi)原屏蔽接地不可靠,原柜內(nèi)屏蔽接地與系統(tǒng)接地之間電阻值偏大(要求1)。
(8)振動信號電纜與大功率輔機動力電纜存在交叉。機組運行過程中發(fā)現(xiàn),啟動磨煤機等輔機時,送風機的振動信號會發(fā)生階躍突升,甚至達到跳閘值(因有延時,實際上未跳機)。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)動力電纜與信號電纜在敷設中存在交叉,沒有做到完全的分橋架走線。
針對上述排查的信號干擾來源,制訂專項整改方案。
(1)檢查屏蔽線和電纜絕緣層,原電纜剝線處較短的屏蔽線采用專用接地線焊接延長。
(2)檢查電纜走向,如在電纜管內(nèi)有中間接頭應重新改造,設置中轉(zhuǎn)柜和中間端子排。
(3)重新布置端子排,在原接線基礎上將現(xiàn)場側(cè)缺失的屏蔽線接入端子。
(1)核實所有屏蔽線、接地線,總屏蔽、每組信號的屏蔽以及備用芯的屏蔽線套號管。
(2)每組信號線和屏蔽線用熱縮管包裹予以區(qū)分,確保接地互不相接。
(3)利用端子排或者接地銅牌將所有屏蔽線匯總。
(4)確定柜內(nèi)接地點,核實總接點,在甩開電子間屏蔽線情況下測量屏蔽與接地點的電阻應符合要求[2],否則應檢查是否多點接地。
原接地銅牌的背面與不銹鋼機柜之間采用絕緣紙絕緣,但是絕緣紙的緊固螺釘與機柜間未絕緣處理,實質(zhì)上銅牌與機柜仍接觸,現(xiàn)改用絕緣子連接確保接地銅牌與機柜完全絕緣。原振動柜電源地處有一個金屬片將電源地與機柜相連,電源地又引入到接地銅牌,相當于接地銅牌與機柜之間仍然相通。本特利3300 設計的接線為現(xiàn)場來屏蔽線先接入卡件,再由卡件處統(tǒng)一接地。實際情況是機架地與電源地之間的電阻過大,故而屏蔽線不經(jīng)過機架直接接地,因此電源地可不接入接地銅牌。
在經(jīng)過上述3 種措施整改后,在風機停運期間,引風機垂直振動信號仍有尖形波動,最大值達到4 mm/s。針對該情況,對引風機8 個振動信號的現(xiàn)場接線、屏蔽線、電纜、探頭等進行檢查,更換B 引風機馬達側(cè)垂直振動的探頭,在電子間振動柜內(nèi)A/B引風機馬達側(cè)水平振動端子處加裝電容試驗,其主要參數(shù)為:無極性,容量68 nF,額定電壓63 V。
為了驗證加裝電容對測量的影響(是幅值削弱,還是增加阻尼),在風機停運期間,在引風機振動探頭處進行相同幅度和頻率地輕敲,發(fā)現(xiàn)加裝電容前后對測量的幅值并無影響,可采用加裝電容方式進行濾波。
整改后,風機兩次試啟動過程中,各個振動信號基本正常,在啟動的瞬間,送/引/一次風機振動均正常,最大值僅2.5 mm/s左右。風機振動干擾情況得到很大的改善。
在機組正常運行期間,各風機振動信號未出現(xiàn)突變。當大功率輔機(如磨煤機、凝泵等)啟動瞬間,原先風機振動信號階躍突增的情況不復存在。
風機振動信號干擾整改過程中重點排查了引起信號干擾的可能因素,解決并實現(xiàn)了屏蔽線電氣連續(xù)性、單點接地、信號電纜與動力電纜交叉、盤柜內(nèi)接地等問題,解決思路符合規(guī)程規(guī)范,屏蔽線與總接地甩開、接合時所測電阻(分別為>30 M和0.1)符合規(guī)定要求。整改后風機運行平穩(wěn),整改有效。