论文部分内容阅读
摘 要：针对MMS6000 TSI系统在630MW超临界机组中的应用，近年来发生的两起振动测量故障现象，通过从实际情况、测量回路、工艺、检修管理等方面分析，并总结经验教训，在以后的检修管理方面进行提高，从而提高TSI系统测量可靠性。
关键词：MMS6000；TSI；振动；检修管理
概述
某电厂1、2号机组采用上海汽轮机有限公司引进美国西屋技术生产的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机，型号为N630-24.2/566/566，设计额定功率为630MW；汽机给水系统设计有2台50%容量的汽动变速给水泵和一台30%容量的电动给水泵；汽轮机及汽动给水泵TSI系统配套使用的是德国EPRO公司的MMS6000系列，能监测汽轮机组的振动、轴向位移、胀差、缸胀、偏心、键相、零转速等重要参数以及能监测汽动给水泵振动、轴向位移、偏心、键相、转速、零转速等重要参数。
振动是汽轮机及重要辅机运行中监测的一个重要参数，振动幅度超标意味着设备不正常或有损坏的风险，比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，振动超标又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度，因此，大型汽轮机及重要辅机一般都设有振动保护；本文就近两年来现场出现的振动测量故障进行分析。
1、振动测量
汽轮机振动测量转子相对于轴承座的径向振幅，振动传感器采用PR642 电涡流式传感器，并配CON021型前置器，电涡流传感器与前置器形成一个振荡器，振幅随着传感器探头与金属被测物接近而衰减，衰减幅度与传感器探头和被测物之间的距离成正比，测量系统示意图如图1所示。
2、保护设置
（1）汽轮机保护设置
汽轮机振动测量范围0-500μm，振动报警值设置为125μm，保护值设置为250μm，保护设置为“某一瓦X向振动保护与上此瓦Y向振动报警”或“某一瓦Y向振动保护与上此瓦X向振動报警”延时3s跳机。
（2）汽动给水泵保护设置
汽动给水泵振动测量范围0-300μm，振动报警值设置为100μm，保护值设置为150μm，保护设置为“任一瓦X向振动保护或此瓦Y向振动保护”延时5s跳机。
3、两起振动测量故障分析
3. #1机组7X振动测量跳变
（1）2015年2月6日6：20开始，#1机组7X振动测点跳变，如图2，7X振动最大跳变到500μm；
（2）检查及处理过程
1、运行人员在就地用测振仪测量#1机#7轴承座振动45μm左右，振动正常；
2、调研历史趋势（如图2）分析，低负荷、升负荷和高负荷过程中，7X振动一直在无规律跳变，同时#7瓦轴承温度、回油温度、7Y振动无明显变化；
3、解除振动保护后对7X振动测量回路进行检查，就地检查发现7X振动前置器接线有松动现象，活动接线端子时振动测量跳变现象加剧，紧固约一圈后跳变现象消失；并进行进一步检查；
4、测量7X振动前置器电源电压（24.2VDC）、间隙电压（-10.5VDC），均在正常范围内；
5、用500V摇表测量信号线间及线对地之间绝缘良好；
6、晃动振动传感器探头及延长线，振动指示无明显波动；
7、截止目前，#1机组7X振动测量正常。
（3）原因分析
前置器处接线松动是振动测量跳变的直接原因，主要是由于检修工艺不满足要求引起。
3. #1机1A汽动给水泵1X振动测量跳变
（1）2015年10月29日20：23：13，#1机组1A汽动给水泵1X振动测量跳变，如图3，1X振动最大跳变到162.6μm，跳变时间1s；
（2）检查及处理过程
1、调阅该时间段前后监控录像，无人员在此区域活动，可以排除人为因素；
2、调研历史趋势（如图3）分析，1X振动跳变前后，机组负荷、1A汽动给水泵转速、1Y振动平稳，其他相关参数无异常；
3、解除振动保护后对1X振动测量回路进行检查，测量1X振动前置器电源电压（24.3VDC）、间隙电压（-12.3VDC），均在正常范围内；
4、就地检查前置器接线紧固，晃动接线未发生振动测量跳变；
5、晃动振动传感器延长线，在探头和延长线中间LEMO头附近晃动时，偶尔有振动测量跳变现象；
6、将探头和延长线拆开发现LEOM头未经绝缘处理（示意图4），在运行过程中，出现LEMO头偶尔接触金属铠装外壳部分，导致振动测量跳变；正常应该将传感器包装袋附件中热缩套管截取55mm，热缩套管套在LEMO头中间适当位置（示意图4），用热风枪将热缩套管加热至紧缩在LEMO头上，最后将LEOM头铠装外壳拧紧，将就地1X振动传感器LEMO用热缩管处理后，并进行进一步检查；
7、用500V摇表测量信号线间及线对地之间绝缘良好；
8、晃动振动传感器接线及延长线，振动指示无明显波动；
9、截止目前，1A汽动给水泵1X振动测量正常。
（3）原因分析
振动传感器与延长线之间的LEMO头绝缘不合格是振动测量跳变的直接原因，主要是由于检修工艺不满足要求引起。
4、经验总结
4.1故障处理方面
（1）通过近几年的维护实践，对于MMS6000 TSI系统来说，一般出现长时间持续性测量跳变是由于前置器接线松动、TSI系统柜内接线松动等引起，对前置器接线和TSI柜内接线进行紧固处理后故障消除；
（2）一般偶尔出现一次大幅度测量跳变是由于绝缘不合格接地引起，可以通过外部回路测试一步步排查消除；
（3）一般出现间断性的波动是由于LEMO头处热缩管松动或延长线故障引起，可以通过重新热缩LEMO头或更换延长线彻底消除故障；
（4）TSI系统故障排查要认真仔细，排查要全面，不放过任何一个可能的故障点，确保TSI系统一次元件和测量回路正常运行。
4. 检修管理方面
（1）对于TSI系统要合理安排检修时间，利用机组停机机会进行端子排接线紧固和检查，防止由于接线松动或线缆氧化造成测量跳变；
（2）对于TSI系统检修一定要按照检修工艺要求，包括安装、调试、核对、逻辑验证等方面要开展针对性的培训，避免检修工艺不当引起的测量跳变；
（3）密切关注TSI系统发展，如采用一体化的振动探头减少延长线、LEMO头等中间环节，减少故障点；
（4）据统计90%以上的振动保护动作都是由于测点误动引起的，随着防非停压力越来越大，如何做好防止保护误动是热工人员要认真思考和解决的，可以通过开展TSI系统隐患排查、热工可靠性查评、逻辑优化等工作来提高TSI系统测量可靠性减少保护误动。
参考文献
[1] MMS6000说明书。
[2] DLT774-2004-火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程
[3] DL5000《火力发电厂设计技术规程》
（作者单位：安徽华电宿州发电有限公司）
关键词：MMS6000；TSI；振动；检修管理
概述
某电厂1、2号机组采用上海汽轮机有限公司引进美国西屋技术生产的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机，型号为N630-24.2/566/566，设计额定功率为630MW；汽机给水系统设计有2台50%容量的汽动变速给水泵和一台30%容量的电动给水泵；汽轮机及汽动给水泵TSI系统配套使用的是德国EPRO公司的MMS6000系列，能监测汽轮机组的振动、轴向位移、胀差、缸胀、偏心、键相、零转速等重要参数以及能监测汽动给水泵振动、轴向位移、偏心、键相、转速、零转速等重要参数。
振动是汽轮机及重要辅机运行中监测的一个重要参数，振动幅度超标意味着设备不正常或有损坏的风险，比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，振动超标又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度，因此，大型汽轮机及重要辅机一般都设有振动保护；本文就近两年来现场出现的振动测量故障进行分析。
1、振动测量
汽轮机振动测量转子相对于轴承座的径向振幅，振动传感器采用PR642 电涡流式传感器，并配CON021型前置器，电涡流传感器与前置器形成一个振荡器，振幅随着传感器探头与金属被测物接近而衰减，衰减幅度与传感器探头和被测物之间的距离成正比，测量系统示意图如图1所示。
2、保护设置
（1）汽轮机保护设置
汽轮机振动测量范围0-500μm，振动报警值设置为125μm，保护值设置为250μm，保护设置为“某一瓦X向振动保护与上此瓦Y向振动报警”或“某一瓦Y向振动保护与上此瓦X向振動报警”延时3s跳机。
（2）汽动给水泵保护设置
汽动给水泵振动测量范围0-300μm，振动报警值设置为100μm，保护值设置为150μm，保护设置为“任一瓦X向振动保护或此瓦Y向振动保护”延时5s跳机。
3、两起振动测量故障分析
3. #1机组7X振动测量跳变
（1）2015年2月6日6：20开始，#1机组7X振动测点跳变，如图2，7X振动最大跳变到500μm；
（2）检查及处理过程
1、运行人员在就地用测振仪测量#1机#7轴承座振动45μm左右，振动正常；
2、调研历史趋势（如图2）分析，低负荷、升负荷和高负荷过程中，7X振动一直在无规律跳变，同时#7瓦轴承温度、回油温度、7Y振动无明显变化；
3、解除振动保护后对7X振动测量回路进行检查，就地检查发现7X振动前置器接线有松动现象，活动接线端子时振动测量跳变现象加剧，紧固约一圈后跳变现象消失；并进行进一步检查；
4、测量7X振动前置器电源电压（24.2VDC）、间隙电压（-10.5VDC），均在正常范围内；
5、用500V摇表测量信号线间及线对地之间绝缘良好；
6、晃动振动传感器探头及延长线，振动指示无明显波动；
7、截止目前，#1机组7X振动测量正常。
（3）原因分析
前置器处接线松动是振动测量跳变的直接原因，主要是由于检修工艺不满足要求引起。
3. #1机1A汽动给水泵1X振动测量跳变
（1）2015年10月29日20：23：13，#1机组1A汽动给水泵1X振动测量跳变，如图3，1X振动最大跳变到162.6μm，跳变时间1s；
（2）检查及处理过程
1、调阅该时间段前后监控录像，无人员在此区域活动，可以排除人为因素；
2、调研历史趋势（如图3）分析，1X振动跳变前后，机组负荷、1A汽动给水泵转速、1Y振动平稳，其他相关参数无异常；
3、解除振动保护后对1X振动测量回路进行检查，测量1X振动前置器电源电压（24.3VDC）、间隙电压（-12.3VDC），均在正常范围内；
4、就地检查前置器接线紧固，晃动接线未发生振动测量跳变；
5、晃动振动传感器延长线，在探头和延长线中间LEMO头附近晃动时，偶尔有振动测量跳变现象；
6、将探头和延长线拆开发现LEOM头未经绝缘处理（示意图4），在运行过程中，出现LEMO头偶尔接触金属铠装外壳部分，导致振动测量跳变；正常应该将传感器包装袋附件中热缩套管截取55mm，热缩套管套在LEMO头中间适当位置（示意图4），用热风枪将热缩套管加热至紧缩在LEMO头上，最后将LEOM头铠装外壳拧紧，将就地1X振动传感器LEMO用热缩管处理后，并进行进一步检查；
7、用500V摇表测量信号线间及线对地之间绝缘良好；
8、晃动振动传感器接线及延长线，振动指示无明显波动；
9、截止目前，1A汽动给水泵1X振动测量正常。
（3）原因分析
振动传感器与延长线之间的LEMO头绝缘不合格是振动测量跳变的直接原因，主要是由于检修工艺不满足要求引起。
4、经验总结
4.1故障处理方面
（1）通过近几年的维护实践，对于MMS6000 TSI系统来说，一般出现长时间持续性测量跳变是由于前置器接线松动、TSI系统柜内接线松动等引起，对前置器接线和TSI柜内接线进行紧固处理后故障消除；
（2）一般偶尔出现一次大幅度测量跳变是由于绝缘不合格接地引起，可以通过外部回路测试一步步排查消除；
（3）一般出现间断性的波动是由于LEMO头处热缩管松动或延长线故障引起，可以通过重新热缩LEMO头或更换延长线彻底消除故障；
（4）TSI系统故障排查要认真仔细，排查要全面，不放过任何一个可能的故障点，确保TSI系统一次元件和测量回路正常运行。
4. 检修管理方面
（1）对于TSI系统要合理安排检修时间，利用机组停机机会进行端子排接线紧固和检查，防止由于接线松动或线缆氧化造成测量跳变；
（2）对于TSI系统检修一定要按照检修工艺要求，包括安装、调试、核对、逻辑验证等方面要开展针对性的培训，避免检修工艺不当引起的测量跳变；
（3）密切关注TSI系统发展，如采用一体化的振动探头减少延长线、LEMO头等中间环节，减少故障点；
（4）据统计90%以上的振动保护动作都是由于测点误动引起的，随着防非停压力越来越大，如何做好防止保护误动是热工人员要认真思考和解决的，可以通过开展TSI系统隐患排查、热工可靠性查评、逻辑优化等工作来提高TSI系统测量可靠性减少保护误动。
参考文献
[1] MMS6000说明书。
[2] DLT774-2004-火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程
[3] DL5000《火力发电厂设计技术规程》
（作者单位：安徽华电宿州发电有限公司）