美国WOODWARDProTech-GII型超速控制器在环保电厂高速汽轮机组超速保护系统的应用及问题探讨

美国WOODWARDProTech-GII型超速控制器在环保电厂高速汽轮机组超速保护系统的应用及问题探讨

牛文台

（光大环保（中国）有限公司）

摘要：由于垃圾焚烧发电项目高速汽轮机的效率明显比传统机组有优势，在上应用逐渐广泛，高速汽轮机运行稳定性和保护动作可靠性的要求也日益提高，随着汽轮机TSI技术的不断发展，针对高速机配套的WOODWARDProTech-GII超速保护器组成超速保护应运而生，在实际使用中有较好的经济效益和技术优势。由于目前国内WOODWARDProTech-GII超速保护器相关中文资料较少，对用户使用造成一定的不便，本文结合ProTech-GII超速保护器在南京汽轮电机（集团）有限责任公司的N15-6.2/445型15MW凝汽式高速汽轮机组应用实例，分析介绍在垃圾焚烧项目高速机组的应用及调试中应注意的问题。

关键词：WOODWARDProTech-GII超速控制器；应用调试

一、WOODWARDProTech-GII超速控制器简述：

WOODWARDProTech-GII超速控制器是一种数字式超速跳闸仪表，通过灵活运用各种类型的测速探头组合，可以具备独立模块三取二功能和转速显示、信号4-20mA远传功能。由三个相同又相互独立的A、B、C速度检测单元组成，利用三个磁性传感器来检测原动机的速度，连续监测原动机速度，当检测到超速时，激活跳闸继电器。三个单元的跳闸继电器与三取二配置表决电路相连，显示由每个速度检测器测得的实际速度，显示最高速度信号，在线测试并允许仪器运行时更换单个损坏单元的积本化设计。仪器前面板上的发光二极管（LEDS）和数字显示器指示正常操作的功能状态。其外形见图1。

图2WOODWARDProTech-GII超速保护器接线图

WOODWARDProTech-GII超速保护器系统模块逻辑功能如图3

在ProTech-GII超速保护器系统供电配置设计时，须符合《仪表供电设计规定》和《仪表系统接地设计规定》的要求。由于超速保护器供电模块采用双电源冗余供电配置，需设计一路厂用电源接入，另一路采用UPS电源接入，分别接到2个24V直流稳压电源模块上，再分别输出并接到独立A\B\C速度模块上，以实现电源冗余供电。

ProTech-GII超速保护器的日志功能强大，可以记录所有跳闸、报警和超速事件。跳闸日志功能使用一个滚动缓存，能够记录最后５０次的跳闸或报警事件以及最后２０次的超速事件和这些事件发生的时间。

图4ProTech-GII超速控制器三取二配置表决电路原理图

二、WOODWARDProTech-GII超速控制器上电及仪表组态设置

在本垃圾焚烧项目实际应用中，由于高速汽轮机厂家南汽设计取消了机组机械超速保护，因此超速保护只有DEH系统本身超速保护与TSI系统超速保护共2级，因此TSI系统采用WOODWARDProTech-GII超速控制器承担着机组重要的超速安全保护，做好WOODWARDProTech-GII超速控制器调试及试验非常重要。

调试开始前，重点检查WOODWARDProTech-GII超速控制器接线是否正确，仪表接地是否可靠，线路绝缘电阻是否合格，仪表供电两路电源电压是否正常，检查准确无误后方能开始下一步仪表上电工作。仪表上电后，首先开始功能组态的设置，主要设置步骤如下：

1）、WOODWARDProTech-GII超速控制器上电后菜单默认为英文菜单，支持中文菜单形式，共有4个菜单，分别为监视菜单、查看日志、组态菜单、测试菜单。重点需要设置组态菜单，正式组态设置前直接按组态菜单将language（语言）修改为中文。组态菜单修改后显示中文如下：

A.设置语言

B.转速

C.跳闸锁定

D.报警锁定

E.专用数字量输入

F.模拟量输出

2）、用上下键选择转速项，点中间ENTER键进入)转速子菜单如下：

A.转速输入

B.加速度

C.启动逻辑

D.转速冗余

E.加速度冗余

3）方法同上要进入速度输入设置，按enter键，修改菜单如下：

A.速度传感器类型，适用于3种转速传感器：被动式磁感应单元、主动式接近传感器和涡流探头，分有源和无源，本项目磁阻式选默认无源。涡流探头要选有源，测量参数为频率。

B.齿数。测速齿轮的齿数。根据现场情况输入，默认60。

C.齿轮速比，选默认1.00。

D.超速跳闸设定值，按实际定值输入，本项目6600rpm超速跳闸设定。

E.转速突然丢失。分报警、跳闸，选默认报警。

4）方法同上要进入加速度输入设置，菜单如下：

A.加速度跳闸启用设置选否

B.加速度跳闸许用转速设置100rpm

C.跳闸加速度设置0

5）启用逻辑设置，菜单如下：

转速故障设定置设置0RPM

转速故障跳闸设置不使用

转速故障报警设置使用

转速故障超时跳闸设置不使用

转速故障超时时间设置默认

6）转速冗余设置如下：

A.输入1、2、3根据使用情况组态，可以按3冗余或2冗余设计，本例要全选模块A、模块B、模块C组成3冗余。

B.基本模式：可设置信号高选、信号低选、中值3种模式，设置信号高选模式。

C.降级模式可设置信号高选、信号低选、中值3种模式设置信号高选模式。

D.两路输入故障时动作可选报警、跳闸，设置跳闸。

E.偏差报警限值设置100rpm即可

F.偏差报警时间设置默认500ms

7）加速度冗余设置如下：

A.输入1、根据使用情况组态，本例设置不使用。

B.输入2、根据使用情况组态，本例设置不使用。

C.输入3根据使用情况组态，本例设置不使用。

D.基本模式：设置默认中值。

E.降级模式可设置信号高选、信号低选、中值3种模式设置信号高选模式。

8）跳闸锁定设置如下：

跳闸组态根据使用情况组态设置，高速机建议设置失电跳闸模式。

跳闸锁定输出设置锁定。动作时输出锁定。

9）报警锁定菜单设置如下：

跳闸同时报警设置是

10）专用数字量输入菜单设置：

启用输入信号共享设置默认

复位输入信号共享设置默认

转速故障超越输入信号共享设置默认

11）模拟量输出菜单设置

按0—10000RPM，对应4—20mA输出电流配置。

转速4mA对应转速量程下限设置0RPM

转速20mA对应转速量程上限设置10000RPM。

远传到DCS系统，其量程必须与此一致。

12）测试菜单设置、查看日志、监视菜单等

WOODWARDProTech-GII超速控制器可以通过测试菜单根据不同的设置对装置进行测试，复制组态等，查看日志、监视菜单等可以监视、查看相关信息，由于篇幅原因，不再详述。

三、WOODWARDProTech-GII超速控制器在汽轮机使用调试中注意的问题

WOODWARDProTech-GII超速控制器在调试中，必须认真熟悉汽轮机现场情况，要准备并确认好现场仪表参数及机组保护定值。例如：现场转速传感器的类型，有源还是无源、汽轮机测速齿轮参数，超速报警及跳机定值，必须清楚DEH系统阀台跳闸形式，是失电跳闸还是上电跳闸，还要注意WOODWARDProTech-GII超速控制器表决继电器输出是否满足ETS系统跳闸输入要求，例如跳闸锁定设置失电跳闸模式，应采用常闭触点等，WOODWARDProTech-GII超速控制器有4组独立触点输出。在调试中，应通过保护静态试验和动态试验验证是否正确。出于对整体安全的考虑，WOODWARD调速器公司强烈建议机组优先选用失电跳闸，以保证机组在突然失电时能可靠停机。

实践证明在高速汽机冲转过程中，由WOODWARDProTech-GII超速控制器组成的超速保护系统，输入样式灵活，设计合理，功能强大，使用简单，超速保护系统具备运行高稳定性和保护动作高可靠性，完全满足机组的实际需要，在高速汽轮机组超速保护中的应用值得肯定及推荐，相信在以后环保发电项目中应用会越来越多。

参考文献

[1]南京汽轮电机（集团）有限责任公司的N15-6.2/445型15MW凝汽式汽轮机组说明书

[2]东立明、杜勇、张卫峰.WOODWARDProTechGⅡ超速保护器在裂解气压缩机中的应用.《化工自动化及仪表》第七期，2015