汽輪機(jī)安全振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)在某電廠的應(yīng)用
汽輪機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行中, 產(chǎn)生不正常的振動(dòng)是較普遍的現(xiàn)象，而且是一個(gè)嚴(yán)重的問題，振動(dòng)過大會(huì)造成機(jī)組的損壞，甚至釀成嚴(yán)重事故。為了使機(jī)組在啟動(dòng)和運(yùn)行中能安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，必須在每個(gè)軸承上監(jiān)測(cè)軸承的絕對(duì)振動(dòng)和相對(duì)振動(dòng)，軸承振動(dòng)的幅值和強(qiáng)度能準(zhǔn)確地反映出機(jī)組安裝及調(diào)試的優(yōu)良程度。當(dāng)振動(dòng)烈度或幅值達(dá)到某一定值時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警或危險(xiǎn)信號(hào)。
某火力發(fā)電廠采用上海測(cè)振自行開發(fā)的CZ900振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由“振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”和“車載監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集軟件”兩個(gè)軟件組成，“振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”負(fù)責(zé)儀器設(shè)置、組態(tài)管理、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、專業(yè)分析、基礎(chǔ)設(shè)置、系統(tǒng)管理等主體業(yè)務(wù)，“車載監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集軟件”負(fù)責(zé)與下位機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、自動(dòng)故障診斷、報(bào)警郵件推送、報(bào)警短信推送、診斷報(bào)告查看等業(yè)務(wù)功能。硬件部分有傳感器、采集卡、計(jì)算機(jī)等。
1 系統(tǒng)構(gòu)成
汽輪機(jī)安全振動(dòng)監(jiān)視裝置由傳感器系統(tǒng)和監(jiān)視儀表兩部分，傳感器系統(tǒng)包括探頭、預(yù)制電纜、電源等，監(jiān)視儀表包括框架、計(jì)算機(jī)等。汽輪機(jī)安全振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)的測(cè)點(diǎn)位置是汽輪機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)選定好的, 下圖為某300MW機(jī)組電廠的測(cè)點(diǎn)示意圖。
2 功能介紹
軸的相對(duì)振動(dòng)測(cè)量能最直接的反映轉(zhuǎn)子的狀態(tài)，通過上海測(cè)振電渦流位移傳感器YD9800非接觸測(cè)量，由軸振動(dòng)模塊計(jì)算出轉(zhuǎn)子相對(duì)于軸承的振動(dòng)幅值，同時(shí)可將每個(gè)軸承上互成 90°安裝的傳感器信號(hào)通過傳感器緩沖輸出端口送給振動(dòng)診斷及分析系統(tǒng) TDM。根據(jù)振動(dòng)學(xué)原理，由 X、Y 方向振動(dòng)合成可得到軸心軌跡。在測(cè)量軸振時(shí)，常常把渦流探頭裝在軸承殼上,探頭與軸承殼變?yōu)橐惑w，因此所測(cè)結(jié)果是軸相對(duì)于軸承殼的振動(dòng)。軸在垂直方向與水平方向并沒有必然的內(nèi)在聯(lián)系, 因此，在垂直與水平方向各裝一個(gè)探頭。當(dāng)傳感器端部與轉(zhuǎn)軸表面間隙變化時(shí)的傳感器輸出一交流信號(hào)給板件，板件計(jì)算出間隙變化(即振動(dòng))峰 - 峰(P-P)值。振動(dòng)模塊每個(gè)通道有與軟件設(shè)置的測(cè)量范圍相對(duì)應(yīng)的 4～20mA 模擬量輸出,一般情況下，對(duì)于汽輪機(jī)來說,在轉(zhuǎn)速對(duì)大于300 轉(zhuǎn) / 分時(shí)，振動(dòng)測(cè)量值才進(jìn)入正常指示狀態(tài)。機(jī)組軸振的測(cè)量范圍:0～400μm；報(bào)警值:125μm；停機(jī)值：250μm。
3 設(shè)備安裝
軸承振動(dòng)監(jiān)視安裝應(yīng)把各軸振動(dòng)探頭(某電廠300MW機(jī)組為12個(gè))，牢固裝于各軸承座(1#-6# 軸承)的軸振動(dòng)支架 M101452Z上。
4 系統(tǒng)運(yùn)行
某電廠以軸的振動(dòng)幅值大小作為考核標(biāo)準(zhǔn)，汽機(jī)振動(dòng)大的報(bào)警值:120um,跳閘值:254um。1 號(hào)機(jī)組振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試完善。
# 1機(jī)在啟動(dòng)過程中汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到2970r/min時(shí), #4Y 向振動(dòng)瞬間達(dá)到 254um導(dǎo)致機(jī)組跳閘，在機(jī)組重啟后還是每次在 這 個(gè) 轉(zhuǎn) 速 下 該 振 動(dòng) 都 會(huì) 瞬 間 達(dá) 到 跳 閘值，但過了 2970r/min 這個(gè)轉(zhuǎn)速后振動(dòng)偏差大也消失了。當(dāng)時(shí)因運(yùn)行操作要求只有提前把這個(gè)值強(qiáng)制,保證機(jī)組繼續(xù)正常運(yùn)行。事后停機(jī)對(duì)該事故原因排查如下：對(duì)振動(dòng)傳感器進(jìn)行測(cè)量發(fā)現(xiàn)一切正常，不存在給“虛假信號(hào)”情況；調(diào)試核查線路無故障；停機(jī)翻瓦后檢查該軸瓦沒有發(fā)現(xiàn)軸瓦摩擦和燒瓦現(xiàn)象。最后分析振動(dòng)大原因如下：因?yàn)槠麢C(jī)在熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，缸溫越高，汽機(jī)在沖轉(zhuǎn)時(shí)，#4Y 向振動(dòng)的值越大。1.暖機(jī)過程中主、再熱汽溫變化過大，沖轉(zhuǎn)時(shí)壓力變化過大，這就要求增加暖機(jī)時(shí)間，但運(yùn)行往往只等機(jī)側(cè)的各隔板套、調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度及上下缸溫差在要求范圍之內(nèi)就開始沖轉(zhuǎn)，造成暖機(jī)時(shí)間不夠;2.并網(wǎng)帶初始負(fù)荷以后，也需要充分暖機(jī)，但并沒有具體的暖機(jī)時(shí)間要求，操作時(shí)也可能導(dǎo)致暖機(jī)時(shí)間不夠。
5 管理維護(hù)
依據(jù)在運(yùn)行的各種情況下出現(xiàn)的情況及其處理方案,振動(dòng)安全監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行管理維護(hù)。
6 結(jié)語
對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械來說，衡量其全面的機(jī)械情況,轉(zhuǎn)子徑向振動(dòng)振幅，是一個(gè)最基本的指標(biāo),很多機(jī)械故障，包括轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中、軸承磨損、轉(zhuǎn)子裂紋以及磨擦等都可以根據(jù)振動(dòng)的測(cè)量進(jìn)行探測(cè)。目前軸振的測(cè)量越來越重要，軸振動(dòng)的測(cè)量對(duì)機(jī)器故障診斷是非常有用的。各電廠應(yīng)不斷提高振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)用水平，從而提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全性。
