（淮浙煤电有限责任公司凤台发电分公司 安徽淮南 232000）
摘要：文章针对某电厂660MW机组给水泵汽轮机TSI控制系统存在的安全问题，提出了详实的优化改造方案，保证重要辅机给水泵汽机的长期安全稳定运行，并为其他同类型的机组提供参考。
关键词：TSI；给水泵汽轮机；改造
汽轮机安全监视系统又叫TSI(Turbine Supervisory Instrumentation），TSI系统能连续地监测汽轮机的各种重要参数，例如：可对转速、超速保护、偏心、轴振、盖（瓦）振、轴位移、胀差、热膨胀等参数进行监测，帮助运行人员判明机器故障，使得这些故障在引起严重损坏前能及时处理，以保护系统减少事故的损失。
1 系统概况
给水泵在整个电厂生产过程中起到至关重要的作用。在系统流程中，将除氧器中具有一定温度的给水送至锅炉，并根据锅炉输入指令调节给水泵转速以满足锅炉给水需求。某电厂660MW超超临界机组给水系统采用两台50%容量的汽动给水泵组。给水泵为沈阳水泵厂生产，型号：14×14×16-5stgHDB，小汽轮机为杭州汽轮机厂生产，型号NK63/71。给水泵汽轮机型式为单缸、单流、反动式、纯凝汽式、再热器冷端蒸汽外切换。汽动给水泵组TSI采用德国飞利浦公司生产的EPRO-MMS6000测量系统，主要测量的参数有小汽轮机侧的轴向位移、键相、轴承振动，给水泵侧的轴承振动。
该厂2×660MW机组于2013年投产以来，热工专业在给水泵汽轮机TSI系统发现了不安全隐患，技术人员对TSI系统做了一系列优化改造，大大提高了系统的可靠性，为机组的安全稳定运行提供了保障。
2 汽动给水泵组TSI系统供电回路改造
2.1项目概述
该厂小机TSI系统供电方式为两块直流电源模块分别输出一路24V到同一块切换模块，经过切换模块后输出一路24V同时给A/B小机TSI卡件和输出继电器供电，且负端全部并联后接地。该供电方式存在极大风险，若其中切换模块故障或者接地线虚接，则会导致整个TSI柜供电失去或供电电压下降，造成测量数据失准、跳变，甚至超过限值，造成给水泵跳闸及MFT动作。
2.2分析原电源回路缺陷
改造前电源回路如图1所示，两块直流各输出一路24V+到切换模块，后输出一路24V+同时给A/B小机TSI卡件和输出继电器供电，24V-均并接经一根地线引至接地铜排。
该供电方式存在的风险：
1、电源切换模块无冗余，如果该模块故障则直接导致A/B小机TSI卡件和输出继电器同时断电，失去影响机组安全运行；
2、所有24V负端并接后经一根地线引至接地铜排，如果该地线松脱或虚接，同样会造成电源失去或信号跳变，造成保护误动作。
3、监视继电器只监视220V交流电，并不能对直流电源模块输出情况进行监视，若其中电源模块故障，操作员并不能及时发现。
2.3改进措施
针对电源回路存在的安全风险，对电源回路进行改进，制定改进措施如下:
1、从电源柜内新增两路220V到小机TSI柜，柜内增加两个电源模块和一个切换模块，将两台小机TSI卡件以及输出继电器分开供电，使AB两台汽动给水泵组TSI电源完全独立，实现风险分散；
2、将A/B小机的供电模块负端分开接地，并增加一路地线引至接地铜排，增加接地可靠性；
3、增加监视继电器，监视所有电源模块工作情况，在DCS系统画面增加电源异常报警。
2.4改造效果及结论
改造后的电源回路，增加了两路供电，将A/B小机TSI完全独立供电，并增加了切换模块，分散了安全风险，并优化了DCS报警信息，运行人员能够第一时间发现任意一个供电模块故障，及时通知检修人员处理，增加了运行安全可靠性稳定性。在改造完成后，对电源回路进行了模拟电源故障试验，能够很好的达到预期效果。起到了防止小机TSI电源失去造成机组RB或MFT的作用，为机组的安全稳定运行提供了保障。
3 给水泵汽轮机轴承振动、轴向位移保护优化
3.1项目概述
该厂两台机组四台汽动给水泵组的轴承振动和轴向位移高跳闸汽动给水泵组的保护逻辑是在TSI机柜中进行组态，保护逻辑是任意一个轴承振动、轴向位移高于保护设定值，延时3S后，跳闸给水泵汽轮机；单台机组的两台给水泵所有振动和轴向位移参数都在同一台机柜中进行组态，这样存在较大的风险。所以利用机组停机的机会分别对一期两台机组小机的轴向位移和轴承振动高保护逻辑进行优化。
3.2项目改造原因分析：
每台机组的两台给水泵汽轮机轴承振动和轴向位移信号都送到同一个TSI机柜中处理，在TSI卡件里做逻辑判断跳闸给水泵汽机。这种情况下，单台小机存在较大误跳闸的风险；同时，由于两台小机共用同一台TSI柜，所以也存在整个TSI柜故障时，两台小机同时跳闸的风险。故在原有状态下，存在由于信号故障或TSI机柜故障引起的给水RB和机组跳闸的危险。
3.3项目改造具体操作：
在机组停机期间， 将原先TSI柜输出的开关量直接跳闸小机逻辑删除，利用TSI所测量得到的振动和位移模拟量信号，在DCS中组态保护逻辑，对于振动测点来说，将小机侧和水泵侧分开。小机侧四个振动点在质量判断之后，进行选择判断（四个振动测点中有两个测点高于高Ⅰ值，并其中至少一点高于高Ⅱ值）延时3S，输出两个DO（开关量输出）点，用硬接线送到METS逻辑，跳闸小机。同时，为了防止硬接线故障，小机拒动，选择判断后生成的开关量点也直接经过软逻辑输送到METS逻辑，跳闸小机。汽泵侧的四个轴承振动保护逻辑与小机侧组态一致，由于小机和汽泵的特性，汽泵侧的振动保护定值和小机侧有所区别。
对于小机的两个轴向位移，单点经过质量判断之后，两点同时超过定值，延时3S后，与振动保护一样，经过硬接线和软逻辑送至METS逻辑去跳闸小机。
3.4项目优化效果：
为了验证保护逻辑作态动作的正确性以及硬接线的正确性，改造之后，从就地加信号模拟使保护动作，经过对所有涉及到改造的单点进行联锁试验，确定保护逻辑动作正确无误。
优化后，消除了单点保护误动的可能性；消除了因TSI控制柜内卡件故障使保护误动的可能性。极大的提高了给水泵系统的运行稳定性。
4.结束语
通过以上对汽动给水泵组TSI系统的优化完善，提高了TSI系统测量传输的可靠性、降低了保护误动可能性，很大程度的提高了电厂给水泵这种重要辅机的安全稳定运行，降低停机、设备损坏概率，提高电厂的经济效益。上述优化思路可供同类型机组借鉴实施。
参考文献：
[1] 孙长生,王建强,项谨. 汽轮机监视仪表可靠性分析与改进措施［J］. 中国电力,2007 , 40 (11) :85-88
[2] 胡日东. 火电厂TSI安装调试及常见故障诊断和处理［J］. 能源研究与管理, 2011 (1) :72-77
[3] 李建忠,鱼凤萍．汽轮机安全监测系统(TSI)应用分析与改进[J]. 宁夏电力，2007 (4) :47-49 [4] 宋汉,苏俊,武海南,丁建军. TSI系统安装调试方法及准确性试验分析[J]. 科技展望，2017 , 27 (3)
作者简介：史琨（1988-），男，汉族，安徽滁州市人，职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：从事电厂热工自动化方面工作
论文作者:史琨
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：汽轮机论文; 给水泵论文; 机组论文; 位移论文; 逻辑论文; 电源论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第22期论文;