200MW机组给水泵汽轮机监控系统分析

200MW机组给水泵汽轮机监控系统分析

高翔

高翔（大唐国际陡河发电厂河北唐山063028）

【摘要】本文就给水泵汽轮机转速控制系统的组成、汽轮机自动升速功能的实现过程、汽轮机监测和保护功能的实现等方面进行了分析和论述，希望对汽泵改造和热控检修人员的系统维护工作有指导、帮助作用。

【关键词】小汽轮机自动升速油动机可编程控制器

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2013）03-015-02

一概述

给水泵是单元机组最重要的辅机之一，它的单机功耗最大。为了提高经济性，在大型单元机组中，一般采用小汽轮机驱动。为了满足给水泵的运行要求，小汽轮机必须采用变速运行，即汽动给水泵是通过控制汽泵转速来实现锅炉给水流量控制的。小汽轮机的转速控制贯穿于机组运行的全部过程中，从这个意义上说，它比主汽轮机转速控制具有更重要的地位。

二给水泵汽轮机转速控制系统的组成

驱动给水泵小汽轮机的蒸汽一般采用传统设计两路汽源，一路是高压汽源，采用锅炉输出的新蒸汽；另一路是主机的四段抽汽。低负荷抽汽压力较低时，采用高压汽源控制，由高压调节阀来控制进入小汽轮机的蒸汽流量，从而改变小汽轮机的转速，以控制给水泵的出水流量，满足锅炉给水要求；机组负荷较高时，抽汽参数合格后，采用抽汽汽源，由低压调节阀控制汽轮机的转速。事实上，在实际运行中，30%以下负荷时，基本上利用电泵满足给水流量需求，30%以上负荷才开始启动汽泵，因此较多是直接利用低压汽源即四段抽汽对小汽轮机进行冲转。小汽轮机的排汽进入主汽机的凝汽器。给水泵汽轮机转速控制方案采用DCS与可编程控制器配合使用的方式，具体如图1(见文后）所示：505可编程控制器输出指令作为最终

汽泵转速控制指令在伺服放大器内与油动机位移传感器（LVDT）反馈指令进行比较，伺服放大器输出指令给电液伺服阀，由伺服阀控制油动机的开与关，最终实现调节高、低压调门改变汽泵转速的目的。其中505可编程控制器主要实现自动升速功能；ETS控制器主要实现连锁保护功能；MCS控制器输出转速自动控制指令；TSI负责给水泵汽轮机的重要参数监视。

三汽轮机自动升速功能实现过程

汽轮机自动升速功能主要由Woodward505数字可编程控制器实现。升速控制由工程师在可编程控制器内组态。主要设定参数为：

1冷热态启动的判定（以汽轮机停止的时间自动判定）大于8小时为冷态、小于4小时为热态，介于二者之间时控制器内部判别；

2暖机转速保持1为900RPM，冷态时保持15MIN，热态时不保持，以6RPM/SEC的升速率升至转速保持2；

3暖机转速保持2为1800RPM，冷态时保持10MIN，热态时不保持，以10RPM/SEC的升速率升至额定转速3000RPM；

4离、在线比例、微分、积分参数设定，用于升速阶段和遥控阶段的转速调节品质的调整；

5最大控制转速5200RPM，最小控制转速3000RPM；

6遥控转速控制指令4-20MA。

汽轮机按照上述设定冲转升速至3000RPM，转速自动保持。此时，可以在CRT手动增减转速，并可以投入超速试验状态，试验超速保护功能。水位调节信号遥控控制需先将505控制器投入遥控方式，此时汽泵为转速闭环控制状态，转速保持，遥控信号跟踪转速信号。最后将汽泵水位自动调节投入，最终实现控制汽泵转速控制锅炉给水流量。DCS系统与505数字可编程控制器具体信号传输如图2所示(见文后）。

四汽轮机监测、保护功能的实现

汽轮机设计了完善的保护、监测功能，已确保汽泵的可靠安全经济运行。

保护功能逻辑设计在ETS控制系统内，并充分考虑了冗余配置，较大程度的避免误动。主要包括:

1润滑油压低跳闸由三个润滑油压压力开关判断,油压低三取二后停泵；

2轴位移大跳闸由三套独立的轴位移测量回路，在监视系统TSI内部实现三取二逻辑判断，输出跳闸指令给ETS系统最终实现停泵；

3真空低跳闸由三个真空开关判断,真空低三取二后停泵；

4汽泵轴承回油温度高包括前轴承三个回油温度测点和后轴承三个回油温度测点分别三取二达到定值后停泵；

5汽泵入口压力低跳闸由三个汽泵入口压力开关判断,压力低三取二后延时20秒后停泵；

6汽泵给水流量低高低压主汽门均全开后泵流量低信号发出后停泵；

7保安油压低跳闸由三个保安油压压力开关判断,油压低三取二后停泵；

8汽泵超速跳闸由三套独立的转速测量回路，在监视系统TSI内部实现三取二逻辑判断，输出跳闸指令给ETS系统最终实现停泵。

汽泵监视系统主要由VM600监视仪表、数据采集DAS系统和就地监视仪表柜三部分组成，实现整个汽动给水泵系统的运行参数的监视。VM600监视仪表包括三点轴位移信号；1X轴振、2X轴振、1Y轴振、2Y轴振四点振动信号；#1、#2两点瓦振信号；0转速检测信号（用于控制启、停盘车），上述信号均同时转换为标准模拟量信号给DCS系统显示。数据采集DAS系统收集了所有主、辅设备（小汽轮机、给水泵、油箱、油泵、前置泵等）的压力、温度、流量信号，在DCS系统画面显示，供运行人员监视操作。就地监视仪表柜安装在泵本体旁，对汽泵系统重要参数高压主汽门前、后压力排气真空低压主汽门前、后压力润滑油压安全油压操作油压力事故油泵出口压力实现就地显示，目的是当DCS系统故障时实现后备监视，同时也可对DAS系统的数据可靠性进行校对。

五结束语

给水泵汽轮机转速控制、监测、保护三大系统稳定正常的工作，是汽动给水泵安全运转的保证，也是确保机组稳定、经济运行的前提。检修技术人员应加强控制理论和系统组成原理的学习和理解，搞好平时的消缺和维护工作，努力使我厂汽动给水泵的各项运行指标保持较高的水平。

参考文献：

1、《汽轮机控制、监视和保护》谷俊杰丁常富编著中国电力出版社

2、《单元机组自动控制技术》林文孚胡燕编著中国电力出版社

图1

图2