风机振动监测系统振动保护的实现

刘春娟

(广东大唐国际潮州发电有限责任公司，广东潮州 515723）

风机振动监测系统振动保护的实现

刘春娟

(广东大唐国际潮州发电有限责任公司，广东潮州 515723）

对原风机振动监测系统的不足进行了分析，阐述了在3500系统基础上实现风机振动保护的改进方案，给风机安全运行提供了可靠性保障。

风机；3500系统；振动监测系统；振动保护

0 引言

某电厂二期容量2×1 000 MW，采用哈尔滨锅炉厂生产的超超临界、一次再热变压运行直流锅炉。控制系统为日本日立提供的H5000M。锅炉设有送风机、一次风机、引风机、增压风机各2台，采用美国本特利公司3500系统和国产SDJ-3L振动监测保护仪实现对风机的监测功能。

1 系统简介

锅炉送风机、一次风机、增压风机为动叶可调轴流式风机，引风机则为静叶可调轴流式风机。风机类型虽然不同，振动测量方式却大同小异。该电厂机组送风机与一次风机是通过在风机轴承上1X点(1:驱动端；X:平行于地面，垂直于轴）安装一个本特利3300压电式加速度传感器测量轴承振动，引风机通过安装在壳体上X向和Y向(Y:垂直于地面，垂直于轴）的一对同类型传感器测量壳体振动。二者一并通过中间电缆传至放置于电子间的本特利3500系统柜内，再将风机振动模拟量值传至DCS(Distributed Control System，分散式控制系统）和TDM(Testing Data Management，试验数据管理系统）柜内，进行画面监视报警和日常数据分析。

原3500振动监测系统模件主要包括3500/15电源模块、3500/20框架接口模块、3500/32继电器模块、3500/42M四通道监测模块等。其中，3500/42M模块用于监测送风机1X、一次风机1X、引风机壳体1X/1Y振动。监测系统将4～20 mA电流信号送至DCS系统，在操作员站CRT上显示各风机振动值。

增压风机振动系统则与一次风机、送风机、引风机大不相同，采用江苏江阴第三电子仪器厂SDJ-3L振动监测保护仪，安装在轴承上1X和1Y点的SZ-6磁电式振动探头进行轴承振动连续监视和测量，通过延长电缆将振动信号输出至本体附近的二次表内，该振动二次表带有就地LED实时振动数据显示和信号预处理并远传模拟量至DCS功能。即振动模拟量信号通过就地振动二次表输出直接送至DCS。

2 存在问题及原因分析

机组运行以来，多次出现八大风机(增压风机A/B、送风机A/B、一次风机A/B、引风机A/B）振动信号失真缺陷导致报警误报，不但给运行人员监视带来不便，同时增大了维护人员工作量。缺陷频发的原因主要有增压风机振动二次表无防雨柜，导致多雨季节仪表外接线进水，信号跳变而无测量值；引风机壳体振动探头露置空气中，导致航空插头时常受外力影响出现虚接和接线松动现象而失去监视；一次风机和送风机振动信号线接地，导致测量不准确。八大风机工作环境(日晒、雨淋及高温烟尘）恶劣，信号传输距离远，外界环境电磁干扰导致信号陡增骤降等一系列问题说明现有振动监测系统存在抗干扰能力弱、稳定性差、可靠性低等缺点。

更为紧要的是，该电厂机组风机振动信号高一值作报警信号、高二值为手动停风机信号并未作振动大跳闸风机逻辑保护，如果运行人员不能及时停运风机，振动问题将直接威胁到机组的安全经济运行。但是，要在原来的振动监测系统上实现振动保护存在风险和难题。增压风机原来用的SDJ-3L振动监测保护仪虽然能提供4～20 mA信号，满足DCS监视要求，但无法提供保护接点输出，缺少逻辑组态必备要素；引风机外部壳体离真正内部轴承还有一段距离，因此引风机壳体的振动不能客观反映轴振，远不能作为振动保护信号。还有一个八大风机共存的问题，就是单点或双点测量不仅不能全面反映风机驱动端和非驱动端振动轴承振动情况，而且可靠性不满足重要辅机保护信号选取要求，一旦引入风机跳闸逻辑，容易造成保护误动作后果。

3 改进方案

根据以上分析，结合3500系统参数设置灵活、继电器组态方便、图表分析直观等优点，该厂决定在3500系统基础上进行改造。

(1）将增压风机振动信号同引风机、一次风机、送风机一样引入3500系统，取消就地二次表，装设防雨接线柜，降低雨季设备进水信号丢失的风险。引风机探头安装位置由原来的壳体改至轴承上，这样，探头的内置既防止了外力破坏性影响又使振动信号测量的准确性达到了保护信号要求。此外，进一步详细规划了八大风机探头安装位置、方向和数量，统一在八大风机驱动端(用1表示）和非驱动端(用2表示）轴承侧各安装2支本特利加速度传感器，分别测X向和Y向振动，即每台风机安有4支探头(1X、1Y、2X、2Y），科学地反映风机振动情况，也为下一步作保护信号提供可实施性基础。

(2）3500振动监测系统中3500/42M监测模块改为8块，用于接收送风机(A/B）、一次风机(A/B）、引风机(A/B）、增压风机(A/B）的32路加速度传感器信号，每台风机1X、1Y、2X、2Y 4点接入1个模块，将模拟量信号传至日立DCS，通过4取3(4个信号有3个为1，则输出为1）后实现光字报警和保护停风机逻辑功能。八大风机同理，仅以一次风机为例，保护逻辑如图1所示。

(3）以本特利3500系统为整体规范接地处理，保证从就地探头、3300监测系统至DCS系统单点接地，避免接地不当导致信号受干扰。同时，整个回路按照电缆设计安装规范重新敷设屏蔽铠装电缆，达到降低外界噪声的影响的目的。

图1 一次风机保护逻辑

4 效果评估

改进后的振动监测系统已投运一年多，期间运行正常，出现缺陷的频率明显下降。原系统缺少风机保护的隐患得到了整改，避免了人为手动停风机的延迟性弊端，真正做到了准确、可靠地连续测量和保护机组安全运行。

[1]谢麟阁.自动控制原理[M].北京:水利电力出版社，1991

[2]梁晓明.机组状态监测系统的应用[J].石油化工自动化，2007(5）

[3]李晓芸，梁振山，孙运清，等.送风系统振动问题的研究[J].华北电力学院学报，1993(2）

2014-10-15

刘春娟(1985—），女，吉林松原人，助理工程师，从事火电厂大型机组热工控制、调节和技术管理等工作。