某电厂汽轮机、小汽机及重要辅机TSI系统一体化改造

发表时间：2020-09-01T09:16:53.532Z 来源：《云南电业》2020年4期 作者： 孙永再

[导读] 汽轮机前箱内布置有推力轴承。汽轮机偏心、键相、轴位移、零转速及1瓦轴振动安装在汽轮机前箱内，1瓦瓦振动安装在前箱上部，汽缸膨胀安装在前箱下部右侧，汽轮机胀差安装在四瓦处，其余轴承轴振动、瓦振动分别安装在各自轴承盖上。（山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司 山西河津 043300）

摘要：文章介绍了新川VM-5系列TSI系统配置情况，分析原TSI系统存在的问题，并对采用新川VM-7系列改造的方案进行探讨，提出改造过程中的注意事项，并对改造完成后的亮点进行总结，系统经运行证明一体化改造是成功的。 关键词：TSI系统；信号；改造 引言[1]

汽轮机监测设备（Turbine Supervisory Instrumentation，TSI）即汽轮机监视仪表。TSI系统测量汽轮机的振动、偏心、键相、轴位移、汽缸膨胀、胀差、转速等参数，保证汽轮机安全运行。

汽轮机是高速旋转的大型设备，其转动部分与静止部分之间的间隙很小，在汽轮机启动、运行和停止过程中，动静部分的相对膨胀较大，如果发生动静部分摩擦、碰撞，就可能造成汽轮机轴封磨损、叶片断裂，甚至发生汽轮机损坏事故。

某电厂汽轮机为三菱公司生产，配套TSI系统为日本新川的VM-5系列测量仪表，随着机组运行时间的增加，TSI系统缺陷逐渐多发，原设计的单电源模块供电形式的弊端不断显现，TSI系统改造的紧迫性越来越强。 1 设备概况 1.1 汽轮机

汽轮机采用亚临界、一次中间再热、式、单轴双缸双排汽凝汽式汽轮机，型号为TC2F-35.4″。汽轮机转子分为高中压转子、低压转子及发电机转子。汽轮机布置六个轴承，1/2号轴承支持高中压转子，3/4号轴承支持低压转子，5/6号轴承支持发电机转子。汽轮机前箱内布置有推力轴承。汽轮机偏心、键相、轴位移、零转速及1瓦轴振动安装在汽轮机前箱内，1瓦瓦振动安装在前箱上部，汽缸膨胀安装在前箱下部右侧，汽轮机胀差安装在四瓦处，其余轴承轴振动、瓦振动分别安装在各自轴承盖上。 1.2 小汽机

小汽机共有两台，为三菱公司制造，单轴单汽缸，布置两个轴承。小汽机偏心、键相、轴位移、零转速安装在前箱内，小汽机配套汽泵1/2瓦瓦振动安装在各自轴承盖上。 1.3 重要辅机

重要辅机包括锅炉两台送风机、两台引风机、两台一次风机、电动给水泵、A/B汽泵。 2 原TSI系统配置情况 2.1 汽轮机TSI系统

在机组电子间安装有一面控制柜，内部配置两个机架，安装轴振动监视器6块、瓦振动监视器6块、偏心监视器1块、胀差监视器1块、轴位移监视器1块、汽缸膨胀监视器1块、零转速监视器1块。

现场测量探头配置情况：轴振动探头12个、瓦振动探头12个、偏心探头1个、键相探头1个、胀差探头2个、轴位移探头1个、汽缸膨胀探头1个、零转速探头2个。

现场前置放大器配置情况：轴振动前置器12个、偏心前置器1个、键相前置器1个、胀差前置器2个、轴向位移前置器1个、汽缸膨胀变送器1块、零转速前置器2个。 2.2 小汽机TSI系统

在机组电子间安装有一面控制柜，由小汽机和重要辅机共用，内部配置有三个机架，其中两台小汽机TSI共用一个机架。A小汽机安装振动监视器2块、偏心监视器1块、轴位移监视器1块、零转速监视器1块。B小机配置情况同A小机。

现场测量探头配置情况：A小汽机安装轴振动探头4个、瓦振动探头2个、轴位移探头1个、偏心探头1个、键相探头1个、零转速探头2个。B小机配置情况同A小机。

现场前置放大器配置情况：A小汽机安装轴振动前置器4个、轴位移前置器1个、偏心前置器1个、键相前置器1个、零转速前置器2个。B小机配置情况同A小机。 2.3 重要辅机TSI系统

辅机TSI系统和小汽机TSI系统共用一面控制柜，使用两个机架。安装瓦振动监视器13块，其中电泵1块、A汽泵1块、B汽泵1块、A送风机1块、B送风机1块、A一次风机2块、B一次风机2块、A引风机1块、B引风机1块。

现场测量探头配置情况：电泵1/2瓦各安装瓦振动探头1个，A/B汽泵1/2瓦各安装瓦振动探头1个，A/B送风机1/2瓦各安装瓦振动探头1个，A/B一次风机1/2瓦各安装瓦振动探头2个，A/B引风机1/2瓦各安装瓦振动探头2个。 2.4 原TSI系统存在的问题

TSI系统供电电源为单路，由机用UPS 230V D/B母线（开关编号1-MR）供电，可靠性不能满足监视仪表运行要求。

所有TSI系统机架电源模块为单块，随着TSI系统运行时间的增加，电源模块老化程度恶化，多次发生电源模块烧毁造成机架失电的异常事件。

汽轮机、小汽机轴位移测量回路为单路，当轴位移测量回路工作异常时，轴位移这一重要参数会失去监视，影响汽轮机本体的安全运行。

3 TSI系统升级改造 3.1 TSI系统改造方案

TSI系统供电电源增加一路，由不同段的机用UPS 230V D/B母线（开关编号2-BR）供电；TSI系统控制柜更新，控制柜配置原则沿袭原系统，即汽轮机TSI系统使用一面控制柜，小汽机TSI系统和重要辅机TSI系统共用一面控制柜，每套TSI系统使用一个机架，共设有三个机架；每个机架安装两块电源模块，分别由两路供电电源供电，电源模块同时工作，不存在电源模块切换工作状态；TSI系统由日本新川VM-5系列升级到VM-7系列；同步安装新川旋转机械诊断监测管理系统（Turbine Diagnosis Management，TDM）；汽轮机轴位移测量装置增加一套，实现两套轴位移测量装置冗余工作；A/B小汽机轴位移测量装置各增加一套，实现两套轴位移测量装置冗余工作。 3.2 改造过程中注意事项

新川TSI系统信号电缆屏蔽采用“浮空屏蔽”，如果电缆屏蔽层对地绝缘情况不良，干扰信号容易对测量信号造成影响，导致测量信号发生波动，因此需严格检查处理控制柜侧、现场仪表侧信号电缆屏蔽层，确保屏蔽层没有接地现象。

对汽轮机而言，同一轴承的轴振动信号和瓦振动信号不要配置至同一监视器，防止监视器故障造成同一轴承的轴振动信号和瓦振动信号同时失去监视功能，影响汽轮机的运行安全，本次改造将1瓦轴振动信号和2瓦瓦振动信号接入同一块监视器，以此类推，6瓦轴振动信号和1瓦瓦振动信号接入同一块监视器。

TSI系统内不实现跳闸逻辑功能。TSI系统只输出报警信号、跳闸信号，汽轮机跳闸逻辑功能在ETS系统内实现，防止TSI系统输出汽轮机跳闸信号不可靠或信号电缆短路造成汽轮机误跳闸。 3.3 TSI系统改造的亮点分析

本次改造实现汽轮机、小汽机以及重要辅机TSI系统的一体化改造，所有TSI系统测量设备全部使用VM-7系列设备，不仅提高了后期维护工作的便利性，也因为备件通用降低了备件储备费用。

汽轮机、小汽机以及重要辅机的轴振动、瓦振动、偏心、键相、轴位移等信号都接入TDM系统，当这些设备振动超标后，方便使用TDM系统进行分析处理。 4 结束语

采用日本新川VM-7系列产品对原TSI系统进行改造，并同步安装新川TDM系统，改造完成后，TSI与TDM系统运行正常，各项参数达到设计要求。汽轮机、小汽机以及重要辅机TSI系统的一体化改造，降低了后期的系统运营成本，值得在国内电厂进行推广。 参考文献：

[1] 300MW级火力发电厂培训丛书-热控设备及系统390 山西漳泽电力股份有限公司编写

作者简介：孙永再，山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司，山西省河津市，毕业于太原电力高等专科学校电厂热能动力工程专业，高级工程师职称。