N660-25/600/600汽輪機超速保護優(yōu)化與實施

彭博偉

(安徽華電六安電廠有限公司，安徽 六安 237126)

N660-25/600/600汽輪機超速保護優(yōu)化與實施

彭博偉

(安徽華電六安電廠有限公司，安徽 六安 237126)

N660-25/600/600汽輪機的超速保護與常規(guī)機組有較大的區(qū)別。通過對現(xiàn)場故障的判斷和處理，分析超速保護的設計原理，提出優(yōu)化思路并進行實施，提高了超速保護的可靠性，可為其他同類型機組提供參考。

汽輪機；超速保護；跳閘回路；優(yōu)化

0 引言

某電廠2臺660 MW機組，采用超超臨界、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機，該汽輪機引進西門子技術，具有8級非調整回熱抽汽，型號為N660-25/600/600。DCS采用國電南自美卓公司生產的MAXDNA系統(tǒng)。

該機組超速保護取消了傳統(tǒng)的機械危急遮斷器，由2套電子式的超速保護裝置構成。每套保護裝置由3個轉速監(jiān)測設備和1塊自檢卡組成，轉速監(jiān)測采用德國BRAUN公司的E16轉速監(jiān)測卡，3個轉速監(jiān)視設備通過接觸器回路構成“三取二”超速保護。

任一套超速保護動作均會觸發(fā)ETS(Emergency trip system，汽輪機跳閘保護系統(tǒng))執(zhí)行停機。超速模塊帶定時自檢功能，自檢時依次將各轉速監(jiān)測設備輸入信號自動模擬為3 350 r/min，檢測對應跳閘繼電器是否動作；再自動模擬為3 250 r/min，檢測跳閘繼電器是否復位。

1 超速保護設計原理

超速保護設計原理如圖1所示。以第1套跳閘回路為例，每個轉速測量裝置對應BRAUN卡輸出一副干接點(常閉接點)串入跳閘回路5，6端子間。測量轉速正常時，該接點閉合；測量轉速故障或者達到跳閘值時，該接點斷開。當系統(tǒng)帶電

后，K01A，K03A，K05A接觸器處于閉合狀態(tài)，K07A，K08A，K09A接觸器吸合，此時K07A，K08A，K09A接觸器的輔助觸點均閉合，同時構成“三取二”回路。跳閘回路構建的“三取二”原理如圖2所示。將電源引至各跳閘電磁閥后，跳閘電磁閥將會帶電。整個超速回路在BRUAN卡串入的干接點有2個同時斷開時，跳閘電磁閥才會失電，機組跳閘。

2 現(xiàn)場風險分析

2015-06-23，3號機超速保護第2套裝置通道1出現(xiàn)故障，故障代碼為SE-1，故障說明為傳感器電源故障：短路或開路。就地對接線盒和控制柜的接線檢查，未發(fā)現(xiàn)有接線松動現(xiàn)象。在控制柜內測量探頭供電電壓為直流11 V(供電正常)，反饋信號電壓直流9 V(正常)，交流0 V(正常情況下交流電壓應為4 V左右)，可以判定探頭測量回路發(fā)生故障。

該測速探頭為BRAUN公司的霍爾式A5S型探頭，安裝于2號軸承座靠近中壓缸側。由于該探頭測量回路故障，導致卡件檢測到故障信號，對應的超速保護接觸器(K07B)已經(jīng)處于返回(釋放)狀態(tài)。如果其余的2個BRAUN1655卡件任意一個出現(xiàn)故障，導致對應的接觸器釋放，機組超速保護“三取二”條件成立，超速保護立即動作，將導致機組跳閘。

圖1 第1套超速保護跳閘回路原理

圖2 跳閘回路構建的“三取二”原理

3 優(yōu)化方案及實施

由于超速保護回路屬于硬回路，無法進行軟投切。當測量回路出現(xiàn)故障時，現(xiàn)場檢查工作風險提高。因此，對回路的優(yōu)化工作，既要提高就地測量回路的可靠性，又要考慮對硬回路增加后備手段。

3.1 回路優(yōu)化方案

當測量回路出現(xiàn)故障時，跳閘接觸器會自動釋放，因此需要增加接觸器強制吸合的手段，其回路如圖3所示。以單個跳閘回路為例，從電源L+2并聯(lián)引出3路電源，經(jīng)每一路增加的1個空開接至跳閘接觸器線圈。正常運行期間，空開斷開。當有故障需要處理時，合上該空開，使接觸器強制吸合，從而方便對測量回路進行處理。取消超速模塊帶定時自檢功能。如果某一測量回路故障導致跳閘接觸器釋放，恰好此時定時自檢開始，將會導致下一個接觸器釋放，滿足“三取二”條件，保護將誤動。因此，將超速保護裝置BRAUN1696模塊所設置的自檢時間由720 min適當延長(可調范圍：1—9 999 min)；但是一旦最大值設置為9 999 min，自檢功能將被屏蔽，模塊在手動、自動模式下均不會進行自檢。這并不影響正常超速跳閘動作，可以避免偶然事件的發(fā)生。每個轉速卡的故障信號均引至DCS畫面，增加3個開關量狀態(tài)不一致的報警信號，即有1塊卡的狀態(tài)與另外2個卡狀態(tài)不一致就報警，從而能提前發(fā)現(xiàn)設備異常。

3.2 就地測量裝置優(yōu)化

測速支架留有備用探頭孔，安裝備用探頭并接線至端子盒。當有探頭故障時，可以先將故障探頭接線拆除，再將備用探頭接到該轉速卡輸入上。

由于汽輪機結構緊湊，安裝測速裝置的地方空間很小，缸體保溫后空氣流動受阻，冷卻效果較差，并且此處汽缸的熱輻射很大，造成測速裝置周圍溫度很高，嚴重影響測速裝置運行的可靠性。為此，引入壓縮空氣至測量支架處吹掃，以保證冷卻效果。

圖3 增加強制吸合的回路

4 結束語

通過優(yōu)化保護回路，使得整個保護系統(tǒng)在某一測量回路異常時仍然可以安全可靠地進行檢查，有效地防止機組保護誤動。同時，在就地的測量裝置上增加了備用探頭，在單一探頭出現(xiàn)故障后，可以通過替換探頭的手段正常投入“三取二”保護。上述優(yōu)化思路可供同類型機組借鑒實施。

2016-11-23。

彭博偉(1984—)，男，工程師，主要從事熱控技術管理工作，email：pengbowei@163.com。