俄供汽机本体监测系统的改造

电力18讯：    近年来，我国电力系统从国外进口了一些发电机组，其中包括俄罗斯的发电机组。俄供机组具有价格便宜、主设备结实耐用和运行稳定等优点，但俄罗斯在提供主设备的同时往往要配套供应本国产的热控设备，而俄供热控设备则普遍存在着工作原理落后、集成度低、制造工艺粗糙、运行可靠性差和系统烦琐等缺点。因而很多进口俄供机组的电厂对俄供热控设备进行了改造。
　　现以华能北京热电厂4号机组为例，介绍俄供汽机本体监测系统（以下称TSI）的特点及改造情况。

1　俄供汽机本体监测系统简介
　　华能北京热电厂原TSI系统是由俄罗斯乌拉尔汽轮机厂随汽机本体设备一同供货的单元仪表，分别监视汽机的转速、胀差、偏心、轴向位移、绝对热膨胀和油动机行程等。另外，还有一套ВВК－331／6装置测量轴瓦振动。
　　原俄供TSI系统的每一个测量回路均由现场一次测量设备和控制室内相应的盘装二次仪表组成，现介绍其部分重要测量回路。
1．1　转速测量（ИП－14）
　　现场测量设备由一个电涡流探头和相应的前置放大器组成，通过键相槽读取转速信号，前置放大器的输出信号送给控制室内的二次仪表用于处理和显示，二次仪表的输出送给就地机头转速表，用于就地指示。
    因仅采用单一探头，且通过单一键相槽采集信号，可靠性差，反应速度慢，无法用于机组的电超速保护和汽机的电调系统；此外，由于前置放大器的稳定性差，经常出现故障。
1．2　轴向位移测量（ИП－17）
　　现场测量设备由两个电涡流探头和相应的前置放大器组成，通过探头和被测轴肩的间隙变化读取窜轴值，前置放大器的输出信号送给控制室内的二次仪表用于显示，二次仪表带有报警和保护输出，分别送给热控工艺信号系统和汽机保护柜。
　　由于前置放大器的线性度差，而二次仪表又不是智能化仪表，无法进行线性补偿，所以在现场要反复做探头的拖动试验，来寻找最佳线性区域，为了保证探头在主要工作区的线性度，甚至要改变零点位置，因而存在零点误差，影响了全程测量的准确度。
1．3　胀差测量（ИП－8 A）
　　现场测量设备由电容式非接触传感器和相应的中间转换装置组成，转换装置的输出信号送给控制室内的二次仪表用于显示，二次仪表带报警信号输出。
　　由于转换装置输出信号的线性度太差，二次仪表的刻度值要通过一次传感器现场安装定零后做拖动试验获得，因而，测量准确性差，读数易产生误差。
1．4　瓦振测量（ВВК－331／6）
　　现场测量设备由惯性式速度传感器和转换器组成，每一个轴瓦有径向垂直、径向水平和轴向3个传感器，现场测量设备的输出信号送给电子设备室的振动柜，振动柜主要由电源组件和通道组件构成，通道组件将现场信号转换成4～20 mA标准信号输出，送给控制室内的指示记录仪表，在振动柜的前面板上装有mA动圈表，也能指示振动数值。控制室内的指示记录仪表带有报警和保护信号输出。
　　由于振动柜内的通道组件可靠性差，输出信号经常有较大的波动，因而机组的在线测量仅能　　作为参考。为防止机组误跳，在改造前机组振动保护一直未能投入。此外，俄供装置的瓦振测量单位为速度量，与我国的位移量单位不同。

2　汽机本体监测系统的改造
2．1　改造的必要性
　　从对原俄供TSI系统的介绍中我们不难看出：原系统测量原理落后，测量设备制造工艺差，设备工作不稳定。在华能北京热电厂已投运的1号、2号和3号机组中，转速、胀差和轴向位移的测量都相继出现过问题，而机组振动保护因为测量设备原因根本就不能投入，给电厂的安全稳定运行造成了极大的危害。另外，原系统没有提供机组电超速保护的手段，这也不符合我国火电厂汽轮发电机组保护的要求。鉴于此，决定在基建期间就对4号机组进行改造。
2．2　改造后的系统概述
　　改造后的系统选用了BENTLY 3500框架式智能组合仪表、BENTLY电涡流传感器及压电式速度传感器，低压缸胀差的测量由于被测轴肩过低而选用了两个SCHENCK D17涡流探头，绝对热膨胀和油动机行程的测量则选用了国产R－02行程测量装置。
　　改造后的系统在保留原测量项目的基础上增加了60齿转速测量和轴振测量。60齿转速测量的增加为机组增加了电超速保护，使机组的保护更加全面：轴振测量的增加，使对机组振动的监测更加直观、可靠，轴振和瓦振进行逻辑“与”运算后作为振动保护信号的输出，使机组的振动保护更加安全、可靠，另外，轴振测量的增加为机组的后续振动分析和诊断打下了基础，使机组的监测及保护水平提高到了更高的层次。
     改造后的系统框图如图1所示。





　　其中，3500框架、R－02行程测量装置和工控机主机装配于一个专用机柜内，该机柜布置在电子设备室原俄供振动柜处，系统内除工控机和3500框架的联系为通讯方式外，其它各部分的联系均为硬接线。
　　3500框架由智能化插件组成，其构成情况见