热电公司汽机保护系统改造

热电公司汽机保护系统改造

常虹

锦西石化分公司热电公司仪表车间辽宁葫芦岛125001

摘要：锦西石化分公司热电公司1＃机组、2＃机组、3＃机组、4＃机组的汽机保护仪表大部分为国产仪表。其中1＃机组、2＃机组1991年安装投产，3＃机组、4＃机组2002年安装投产，这两批产品已属淘汰设备，故障率高，已无备用件可购买，故障后无法修复。因此，需要利用检修机会更换为更为先进的本特利3500系列仪表，为以后仪表维护工作提供便利。

关键词：本特利3500系统；汽机保护；监测器模块；组态

1、本特利3500系列仪表功能介绍

3500系统提供连续、在线监测功能，适用于机械保护应用，并完全符合美国石油协会API670标准对该类系统的要求。它是本特利内华达采用传统框架形式的系统中功能最强、最灵活的系统，具有其它系统所不具备的多种性能和先进功能。

1.1本特利3500系统组件

1.1.1框架：全尺寸3500框架可采用19”EIA导轨安装、面板安装或壁板安装形式。框架最左端是专为两个电源模块和一个框架接口模块预留的位置，框架中的其余14个插槽可以被监测器、显示模块、继电器模块、键相器模块和通讯网关模块的任意组合所占用。所有模块插入到框架的底板中，由前面板部分和框架后部相应的I/O模块组成。永久连线也在框架后部完成。

1.1.2电源：3500/15有交流和直流两种形式，与世界各地电压源兼容。它采用行噪声滤波做为标准形式。框架中可使用单电源或当电源不允许中断时使用冗余双电源。它们分别位于框架最左端插槽的上部和下部。冗余电源可以采用不同的电压源供电，如主电源由120Vac电源供电，而备份电源由不间断24Vdc电源供电。

1.1.3框架接口模块：框架接口模块（RIM）是3500框架与组态、显示和状态监测软件连接的主要接口。每个框架要求有一个RIM，安装在与电源模块紧邻的框架插槽中。RIM支持专有协议，该协议使用3500组态软件1对框架进行组态，并提取框架数据和状态信息用于3500操作者显示软件。

1.1.4监测器：3500系统中可用的每个监测器占用框架中的一个插槽。所有监测器都是基于微处理器的设计，并且可以对每个通道的警告和危险设置点进行数字化调节1。报警可以组态为闭锁或非闭锁操作。每个监测器和通道的状态通过前面板上明亮的LED显示出来，不需要操作人员干预就可以直接观察，使操作更简单方便。多数监测器都可以通过I/O模块为每个通道输出4到20mA的比例值，连接到纸带记录仪或不具备数字接口的老式过程控制统中。监测器I/O模块上的短路保护端子可以为传感器提供电源。每个监测器内的OK检测路径连续检测每个传感器及其相应的现场连线的完整性。

1.1.5继电器：3500/32继电器模块提供四个DPDT继电器，组态后可以根据3500监测器模块内的报警状态触发。组态软件允许对各种报警组合编程，范围从单个通道的警告或危险状态到将两个或多个通道状态结合起来提供的AND（与）或OR（或）表决的复杂的布尔逻辑。通过增加继电器模块的数量，可以提供每个通道的独立触点、报警类型和通道组的全球报警通知功能。

1.1.6通讯网关：通过在框架中按照适当的通讯网关模块，选定的状态和电流值数据能以数字化方式传输到过程控制系统、历史数据系统、工厂计算机以及其它相关系统中。通讯网关模块支持多种工业标准协议，当在同一系统中要求冗余通讯或同时与多个系统采用不同协议进行通讯时，可以在框架中安装多个通讯网关模块。该模块不干预3500系统的正常运行或机械保护功能，确保监测系统即使在不太可能发生的通讯网关模块失效时也能保持完整性。

1.2本特利3500系统特点

1.2.1数字和模拟通讯

在下列连接中可提供单独或协同的数字通讯功能：

1）过程控制和其它工厂自动化系统，通过3500通讯网关模块，采用工业标准协议。

2）本特利内华达状态监测系统，通过与适当的外部通讯处理器，如TDXnet，TDIX或DDIX等相连的预工程化的数据管理者端口。

3）3500组态和现实软件

此外，当连接到不支持数字接口的老式工厂控制系统时，可以提供模拟（4到20mA和继电器）输出。

1.2.2高度灵活的显示选项

显示装置的范围从直接安装在本地框架的前面板上，到采用无线通讯的远程安装，再到没有显示装置、只是在需要进行组态和查看信息时连接一个人机接口的监测系统。多个显示装置可以同时连接，而不会影响系统性能或中断基本的机械保护功能。

1.2.3软件可组态

实际上，3500的每一种运行方式都可以通过软件组态实现，它是我们所提供的产品中最灵活的系统，备件管理也更加方便—一种模块类型通过组态可以完成多种功能，而不是象以前的系统，一种模块只能完成一种功能。

1.2.4通道容量

3500系统在同样大小的框架空间中能容纳的通道数量是以前监测系统的两倍，节省了框架空间，从而降低了安装成本。同时使共用组件，如显示装置、通讯网关和电源能应用到更多通道，降低了每个通道的成本。

1.2.5内部和外部端子

以前的监测系统一直将现场连线连接放在框架的后面。3500的内部端子选项可以实现这种传统连接方式。但是，我们现在提供创新性的外部端子选项，允许现场连线直接连接到外部端子块，而外部端子块可以安装在操作更方便的位置，如机柜壁，同时改善了连接到每个监视器模块背面的拥挤现象。外部端子块通过单根预工程化的电缆连接到监视器的I/O模块，使连线更整齐，更容易安装。

1.2.6更高的集成度/容错能力

3500是本特利内华达提供的第一套能够被组态为多种冗余级别的系统，从单一模块到双重电源，再到完全的TMR组态。TMR组态方式有三个相同的监测器通道，采用3选2规则和专用继电器实现相互表决。这一特点使3500可以用于在任何情况下都不允许因电子故障或人为错误引起的电源、监测器通道或传感器发生误跳机或漏跳机的安全仪表系统中。

2.1热电公司保护系统介绍

热电公司共有4台汽轮发电机组，其中：1#机为哈尔滨汽轮机厂制造，型号CC12-4.9/0.98/0.245，单缸、轴流、冲动式，具有两级可调节抽汽，一级非调节抽汽的凝汽式汽轮机，额定功率12MW，最大功率15MW。最大工业抽汽量65t/h。2#机为锦州汽轮机厂制造，型号B12-50/5-1，单缸、冲动、背压式汽轮机。进汽量107.4t/h，额定功率12MW。3#、4#机为北京重型电机厂制造，型号CC25-8.83/4.12/1.1，高压、双抽汽凝汽式汽轮机，额定功率25MW，最大功率30MW。中压调整抽汽最大抽汽量100t/h，低压调整抽汽最大量120t/h。

2.2TSI监测系统改造

热电公司1、2、3、4＃机TSI监测系统仪表为国产仪表，淘汰型，故障率高，产品厂家已经升级换代，不再生产，现在已无备用件，故障后无法修复，需整体更换为美国BENTLY最新的3500系列轴系仪表，此次改造涉及到的汽机超速监测，汽机轴向位移、相对膨胀监测和汽机振动监测。

2.2.1、汽机超速监测系统

本特利内华达的3500系列机械检测系统的电子超速检测系统是高度可靠、快速响应的冗余转速表系统，专门用于机械的超速保护，该系统符合美国石油协会关于超速保护的标准。

2.2.2汽机轴向位移、相对膨胀监测和汽机振动监测系统。

三个监测监测系统全部采用本特利内华达3500/42M监测器，3500/42M位移/速度加速度监测器是一个4通道监测器，它可以接受来自位移、速度、加速度传感器的信号，通过对这些信号的出来它可以完成各种不同的振动和位置测量，并将处理的信号与用户编程的报警值进行比较。

3.结束语：热电公司TSI系统改造后，保证了其动作的可靠性，其中2#机和3#机系统已经运行一年，系统未发现故障，减轻仪表维护量的同时保证机组的平稳运行。