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印尼爪哇电厂汽轮机超速保护系统优化与改造_贾涵.pdf
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1、第2期印尼爪哇电厂汽轮机超速保护系统优化与改造贾涵,王学成,安亮,康二红,徐雪冬,李永强(国能印尼爪哇运维有限公司,印度尼西亚 万丹42161)摘要:本文介绍了印尼爪哇电厂E16型汽轮机超速保护系统的结构组成和保护动作功能,结合上海汽轮机厂同类型机组的E16型汽轮机超速保护系统存在的隐患,总结了该类型机组的汽轮机超速保护系统在E16型布朗卡件参数设置、转速传感器安装环境、超速保护无法在线隔离等方面的问题,提出了改进和优化方案,提高了汽轮机超速保护系统的可靠性。关键词:超速保护系统;超超临界;E16型;可靠性中图分类号:TK264.2文献标识码:B文章编号:2096-7691(2023)02-0
2、50-05作者简介:贾涵(1992),男,注册安全工程师,现任职于国能印尼爪哇运维有限公司,主要从事热控检修及技术管理工作。Tel:15996932232,E-mail:引用格式:贾涵,王学成,安亮等.印尼爪哇电厂汽轮机超速保护系统优化与改造 J.能源科技,2023,21(2):50-54.0引言印尼爪哇电厂其主设备采用上海汽轮机厂(简称“上汽”)引进西门子技术生产的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、反动凝汽式汽轮机,该机型采用全周进汽加补汽阀调节配汽方式,机组采用9级回热抽汽。上汽超超临界机组的汽轮机超速保护系统取消了传统的机械危急遮断器、危急遮断油门、隔膜阀等诸多部套1,仅
3、由两组E16型电子型汽轮机超速保护装置组成。印尼爪哇电厂的每组E16型汽轮机超速保护装置包含1 个管理模块(E1691)和3个转速模块(E1667)。当汽轮机转速超过跳闸值3 300 r/min时,保护装置动作,汽轮机左右两侧的高、中压主汽门和调门的2 个跳闸电磁阀都将失电,设计为任一跳闸电磁阀失电阀门将会快速关闭,使汽轮机组安全停机。1E16型布朗卡件参数设置优化1.1误动过程2016 年 4 月 11 日 19:25:08,某电厂 8 号机组369 MW负荷,CCS方式运行,机组跳闸,首出原因为超速保护动作,机组MFT动作,ETS跳闸2。相关人员登录ETS工程师站查阅历史曲线,发现在19:
4、25:05时,E16型汽轮机超速保护系统的管理模块(E1691)自动启动自我检查,19:25:08,巡检到第一套E16型超速保护装置第2块E1667转速模块时,由于此时第1块E1667转速模块的转速传感器故障报警信号已经送出,满足了ETS保护中的超速保护“三取二”条件,保护动作,机组跳闸。随即对1号转速探头进行排查,检查发现1号转速传感器的中间接线盒内有1根信号线松动,紧固接线后信号恢复正常。1.2存在的问题通过现场检查,发现中间接线盒安装位置不合理,振动较大;接线盒内电缆杂乱无章,标识牌缺失,接线工艺不规范。本次保护误动最主要的原因是E16型布朗卡件参数设置不合理,其转速模块E1667中的P
5、02.04参数设置为1(监控,即传感器出现故障输出停机保护信号)。由于E1691测试模块将定期对该套内的E1667转速模块进行自我检查,自我检查时会强制被巡检的 E1667 转速模块触发保护信号输出2。所以在第一套 E16型超速保护装置自我检测到第2 个E1667转速模块时,会强制第2 个转速模块输出跳机保护信号,同时由于第1 个转速传感器出现故障,也会输出跳机保护信号,此时正好满足ETS的三取二保护动作条件,ETS保护动作,最终导致保护误动汽机跳闸。如果能够对E16型超速保护装置参数进行合理设置,本次保护误动事件就能够避免3。第21卷 第2期Vol.21 No.22023年4月Apr.202
6、3第2期1.3改进措施及优化通过分析存在的问题,印尼爪哇电厂进行隐患排查,采取了改进及优化措施,并进行了分析和论证。1.3.1中间接线盒改造印尼爪哇电厂按照中国电力行业标准 火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则DL/T2612012,对原中间接线盒进行移位改造,移至附近振动小、空间宽敞利于检修的位置。接线盒内采用质量好的接线端子排,并对缺失的电缆标识牌进行增补。1.3.2参数设置优化(1)E16型汽轮机超速保护装置的管理模块1696中P02.01参数从原来的1优化为0,它的作用是:当现场的转速传感器产生故障,自动巡检功能将被取消;P02.02参数从原来的720优化为99994,尽可能延长
7、管理模块 E1691 自动巡检周期,防止保护误动,见表1。表1E16型汽轮机超速保护装置参数设置卡件E1691E1691E1667E1667参数P02.01P02.02P02.04P03.02功能说明传感器故障时是否取消自动巡检(1:不取消,0:取消)设置自动巡检周期传感器监控(0:不监控/1:监控/2:监控,储存);监控,不发跳机信号(1个故障,不跳闸有报警;2个故障,跳闸并报警)设置存储故障报警/失电跳机存储故障报警/得电或失电跳机(0:不存储,失电跳机/1:存储,失电跳机/2:不存储,得电跳机/3:存储,得电跳机)原厂设置1720 min11优化后设置09 999 min00(2)印尼爪
8、哇电厂超速保护装置为双通道配置,即使其中1 个转速传感器产生故障,保护信号没有发出,不会带来拒动的风险隐患。通过专业组讨论,将E16型汽轮机超速保护装置的转速模块E1667中的P02.04参数从原来的1优化为0,它的作用是:当现场的转速传感器产生故障,将不会发出跳闸保护信号。同时,在 DEH 画面增加转速偏差大(30 r/min)报警,机组并网时转速3 100 r/min 报警,并需运行人员确认。(3)为确保汽轮机转速超过跳闸值(3 300 r/min)后降至恢复值(3 135 r/min)以下时,转速模块内部继电器自动复位,将转速模块E1667中的P03.02参数从原来的1优化为0,它的作用
9、是:当转速传感器故障后,系统存储故障报警。2转速传感器安装优化2.1事件概述2014年11月10日14:11:00,电厂5号机组859MW负荷,协调投入,主汽压力 26 MPa,DCS 系统正常,DEH 系统正常,ETS 系统发出“control not ok”故障报警。相关人员检查发现超速保护装置中汽轮机转速1信号出现大幅度跳变5,控制逻辑中的转速偏差大于报警定值,发出“control not ok”故障报警。电厂的转速传感器安装在汽轮机2 号瓦处,安装环境在95 左右,汽轮机转速1传感器接线处出现烫伤情况,经过分析判断,此次转速1信号大幅度跳变是由于安装环境温度高,传感器接线处被烫伤引起的
10、。2.2存在的问题通过调研国内同类机组汽轮机的运行情况,上海汽轮机厂百万机组2 号瓦处环境温度过高现象普遍存在,在机组运行期间,2 号瓦的环境温度一般大于80。由于温度过高导致转速信号异常的现象也时有发生6。通过对事件的分析,电厂存在以下问题:转速传感器选型不合理,未采用耐高温传感器;上海汽轮机厂百万机组2 号瓦处环境温度普遍偏高,安装在该位置的设备与电缆有烫伤的隐患。2.3改进措施及优化针对上述存在的问题,印尼爪哇电厂采取了改进及优化措施,并进行了实施和改造。2.3.1转速传感器升级换型印尼爪哇电厂原来的转速传感器为带航空插头的霍尔型传感器,对其进行换型改造,取消航空插头,减少中间故障环节,
11、采用无航空插头的一体式霍尔传感器,并具有耐高温功能。同时在原测量盘上增加一套备用的转速传感器,每台机组的超速保护系统优化为7 个转速传感器,保证在其他任意一个转速传感器故障时,能够进行替换使用,如图1所示。转速1转速2转速3转速4转速5转速6备用图1优化后测量转速盘贾涵等:印尼爪哇电厂汽轮机超速保护系统优化与改造51第2期2.3.2汽轮机2号瓦处安装环境改善对印尼爪哇电厂1 号、2 号机组的汽轮机2 号瓦处的高温环境进行改善。采用在转速盘四周增加仪用空气管路进行冷却的方式,并对布置在该位置的电缆进行移位,如图2所示。同时在1 号、2 号机组的2 号瓦励端轴颈的漏汽处安装金属隔热罩设备,通过调整
12、轴封供汽减少2 号瓦处高中压缸的轴封漏汽,达到了改善环境温度的作用。增加冷却空气管路电缆移位图2改造后2号瓦处安装环境3汽轮机超速保护旁路改造3.1爪哇电厂运行现状印尼爪哇电厂汽轮机控制系统采用ABB SYMPHONY PLUS型DEH,ETS采用SIL3等级。机组共有7 个转速信号(6用1备)进入汽轮机控制系统,首先在 ETS 系统中参与保护,然后转接到 DEH 系统的BTC机柜由汽轮机保护模件(TP800)完成转速测量,参与转速调节控制。E16型汽轮机超速保护装置将测量的转速信号在转速模块内部“三取二”进行判断后,输出开关量信号,开关量信号送至超速继电器DO1、DO2和ETS系统DI卡件,
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