火力发电厂汽轮机监视和保护系统验收测试规程.doc

火力发电厂汽轮机监视和保护系统验收测试规程1范围本标准规定了火力发电厂汽轮机（包括给水泵汽轮机）监视和保护系统验收测试的内容、方法及应达到的技术要求。本标准适用于火力发电厂单机容量为125MW600MW等级机组的汽轮机（包括给水泵汽轮机）监视和保护系统的新建电厂以及现有电厂技术改造后的最终验收测试。电厂重大检修后的验收测试也可参照执行。2引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。SDJ2791990 电力建设施工及验收技术规范（热工仪表及控制装置篇）DL/T 5901996 火力发电厂固定式发电用凝汽式汽轮机的热工检测控制技术导则DL 50001994 火力发电厂设计技术规程3相关术语、定义及缩略语3.1汽轮机监测仪表系统 Turbine Supervisory Instrumentation（TSI）是一种可靠的连续监测汽轮发电机组转子和汽缸的机械工作参数的多路监控系统，可以用以连续显示机组启停和运行中的转速、振动、差胀、偏心、轴向位移等机械参数，并在被测参数超出预设的极限值时发出报警及停机信号。同时该装置还提供用于故障诊断的各种数据。3.2差胀监视连续监测转子相对于汽轮发电机汽缸上的基准点的膨胀量。3.3缸胀监视用于连续监测汽缸相对于基础上的基准点（通常为滑销系统的绝对死点）的膨胀量。3.4偏心监视 偏心就是转子在慢转速（一般在转速1600r/min）时测量到的汽轮机轴的弯曲值。3.5相位监视连续测量选定的输入振动信号相对于每一转一次的同步鍵控相位脉冲的相位。3.6零转速监视连续监测转子的零转速状态，以便及时投入盘车装置。3.7振动监视监视主轴相对于轴承座的相对振动和轴承座的绝对振动。3.8轴向位移监视连续监测推力盘到推力轴承的相对位置，以保证转子与静子部件间不发生摩擦，以避免灾难性的事故发生。3.9汽轮机危急跳闸系统 Emergency trip system （ETS）在汽轮机运行过程中出现异常时，能采取必要措施进行处理，并在异常情况继续发展到可能危急设备及人身安全时，能采取断然措施停止汽轮机运行的保护系统。3.10超速保护控制 Over-speed protection trip（OPT）当汽轮机组转速超过规定的高值（110额定转速）时转动部件上的零件将受到过大的离心力（比例于转速的平方）而可能发生损坏，造成重大事故。为防止汽轮机组因调节系统原因而使转速上升过多而设的保护。一般有两种，一是机械超速保护，一是电超速保护。3.11轴承油压低保护(LBO)为防止供到汽机轴承处的油压降低过多，供油量不足，使轴承发生干摩擦而烧毁，使转子中心位置改变引起动静部分发生碰磨事故而设的保护。3.12凝汽器真空低保护(LV)为防止因循环水系统或者抽汽系统故障，引起真空降低。使排汽压力升高引起排汽温度过高，使转子轴向推力增大等问题，会造成汽轮机事故而设的保护。3.13电液调节油压低保护(LP)为防止汽轮机组在运行时，因电液调节系统供油油压过低，从而无法保证主汽门及调门的正常调节而设的保护。3.14机炉电大联锁锅炉、汽轮机、发电机之间的联锁称之为机炉电大联锁，当它们之中有一个设备跳闸时，就应该联动其他设备动作。4测试条件4.1根据汽轮机监测仪表系统和保护系统原理图及接线图，按照设备制造厂的说明书和有关标准，确保设备已经安装到位，线路接线牢固准确。4.2系统供电电源可靠，供电品质符合要求。4.3系统接地、信号电缆屏蔽、绝缘性能符合设备制造厂要求及设计规定。4.4系统的工作环境应符合制造厂技术规范的要求。4.5测试仪器符合计量检定标准。4.6就地测量元件、取源部件、电磁阀及继电器、开关等安装应符合SDJ2791990的有关规定。系统组件及探头、前置器、压力开关等已经过校验，校验数据合格。4.7系统已进行静态调试合格，所有组件工作稳定可靠，并随主机安全稳定连续运行90天以上。4.8现场具备在线测试条件，在线试验措施准备充分。4.9设备制造厂及设计图纸资料齐全。5汽轮机监控系统5.1功能测试5.1.1轴向位移监视测试5.1.1.1试验前轴向位移应按制造厂要求正确调整零位。5.1.1.2用塞尺检查探头安装间隙，应符合制造厂规定。5.1.1.3调整探头间隙，利用塞尺或千分表进行检查，并记录前置器对应的输出电压及轴向位移监视器示值。其测量误差应小于3。5.1.1.4改变探头间隙，对报警及危急信号输出进行测试：当探头调整到报警设定值时，监视器应发出报警输出接点信号（探头调整应按正向、负向两个方向进行调整，不同的设计安装方式遵照制造厂要求测试）；当探头调整到停机设定值时，监视器应发出停机输出接点信号。5.1.2差胀监视测试5.1.2.1试验前差胀应按制造厂要求正确调整零位。5.1.2.2用塞尺检查探头安装间隙，应符合制造厂规定。5.1.2.3利用调整机架调整探头间隙，利用塞尺或千分表进行检查，并记录前置器对应的输出电压及差胀监视器示值。其测量误差应小于3。5.1.2.4改变探头间隙，对报警及危急信号输出进行测试：当探头调整到报警设定值时，监视器应发出报警输出接点信号；当探头调整到停机设定值时，监视器应发出停机输出接点信号。5.1.3汽轮机转子偏心及鍵相监视测试5.1.3.1用塞尺检查探头安装间隙，应符合制造厂规定。5.1.3.2在盘车状态和升速状态，将前置器对应的输出电压及监视器示值与就地安装的机械千分表或者偏心度指示表示值进行比较，其综合误差应小于10。5.1.3.3改变探头间隙，对报警及危急信号输出进行测试。当探头调整到报警设定值时，监视器应发出报警输出接点信号。5.1.4汽轮机振动监视测试5.1.4.1用塞尺检查探头安装间隙，应符合制造厂规定。5.1.4.2利用专用函数发生器给监视器输出相应的信号，记录振动监视器示值，与理论值进行比较。其测量误差应小于3。5.1.4.3改变信号输出值，对报警及危急信号输出进行测试。当发生器给定信号调整到报警设定值时，监视器应发出报警输出接点信号；当发生器给定信号调整到停机设定值时，监视器应发出停机输出接点信号。5.1.5转速及零转速监视测试5.1.5.1用塞尺检查探头安装间隙，应符合制造厂规定。5.1.5.2在汽轮机启动冲转过程中与调速系统转速示值和其他转速监视装置进行比较。其测量误差应小于0.5。5.1.5.3对报警信号输出进行测试：当汽轮机转速到达各个报警设定值时，监视器应发出报警输出信号。 5.1.6缸胀监视测试5.1.6.1试验前缸胀传感器应按制造厂要求正确调整零位。5.1.6.2调整传感器使之伸长或缩短，利用游标卡尺进行检查，并记录前置器对应的输出电压及缸胀监视器示值。其测量误差应小于3。5.1.6.3改变传感器长度，对报警及危急信号输出进行测试：当传感器调整到报警设定值时，监视器应发出报警输出接点信号。5.1.7监视器OK、旁路、报警及危急指示灯功能测试： 该项仅对具有类似功能的监测仪表系统当探头间隙调整在监视器指示量程范围内时，其OK灯应常亮，否则OK灯应熄灭；当线路发生故障或者人为切除监视器通道时，旁路灯应亮；当监视器发出报警和停机输出信号时，相应的指示灯点亮，当报警消失后，按“复位”按钮，报警灯灭。5.2性能测试5.2.1模件在线维护功能测试：TSI装置应具备模件在线更换功能。将模件设置为通道旁路、危险旁路方式对有关线路进行维修、更换监视器模件时危险继电器不会动作。5.2.2通、断电抑制功能测试：在电源接通或断开的瞬间， 监视器不会发出报警5.2.3监视器在线自诊断功能测试：根据装置具有的自诊断功能（上电自诊断、周期性自诊断及用户启动自诊断），按照设备制造商提供的说明，人为设置部分故障方式测试装置的在线自诊断功能，查看自诊断结果，并做好记录。5.2.4缓冲输出及记录仪输出功能测试将前置器输出信号与对应的监视器缓冲输出信号进行比较，测试缓冲输出通道的有效性。将对应的量程信号送入监视器，对监视器指示值与监视器输出模拟量进行比较，测试监视器记录仪输出通道的有效性。5.2.5数据通讯能力测试具有数据通讯功能的监测仪表，按照制造厂提供的通讯参数进行通讯速率、通讯数据、数据刷新时间等内容测试。通过试验方法使TSI监视仪表产生各种数据向专用的DAS数据采集系统或者DCS系统提供数据，在工程师站打印出相应的数据清单及趋势图。6汽轮机保护系统6.1功能测试6.1.1操作按钮及指示灯测试对于专用ETS操作盘或在DCS系统CRT画面上的软键盘，都应该进行转换开关、按钮及指示灯测试，以确认各转换开关及按钮工作正常，且操作与执行结果一一对应，操作灵活，无卡涩或拒动现象出现；各指示灯能准确显示ETS系统工作状态及相应的报警项目。6.1.2电超速保护验收测试6.1.2.1汽轮机电超速保护试验按照制造厂规定的方式进行。一般冷态机组要求机组带初负荷一段时间后进行；热态机组可以直接升速进行试验（一般在主汽压力40的额定定值下进行），试验前应做一次汽机挂闸开启高中压主汽门，然后手动打闸的试验，确认手动危急遮断装置动作可靠。6.1.2.2试验前应确认电超速保护及汽机振动保护、轴向位移保护、差胀保护等其他相应的保护均已投入，以确保机组安全。同时应退出DEH系统OPC103超速防护，且由专人负责退除机械超速保护，一旦发现汽机转速高于电超速设定值30rpm左右应立即手动打闸停机。6.1.2.3升速过程应平稳，在3000rpm向上升速过程中绝不允许中间停留。6.1.2.4严密监视汽轮机转速及轴承振动，一旦发现振动异常而振动保护未动作，应立即打闸停机。6.1.2.5投入计算机记录打印，记录电超速保护动作值。若电超速保护实际动作值与规定值110偏差超过5rpm，则需重新调整设定值，再进行试验。试验完成后，应立即打印出转速趋势图及相关参数。6.1.3通道（逻辑）测试6.1.3.1通道测试应在汽机挂闸后进行。两个通道分别进行测试，当一个通道测试完成再进行另一通道测试。测试尽量以实际保护接点动作为主。6.1.3.2LP、LBO、LV典型双通道试验块逻辑保护回路的在线测试：附录A较典型的双通道试验块逻辑保护回路一般为润滑油压低、凝汽器真空低、EH油压低保护，它们具有现场双通道试验块，利用这些试验块可以进行在线通道保护测试。试验可就地手动，也可在ETS操作盘或CRT上远程操作。先进行单通道试验，打开试验块单侧泄压阀，当该通道油压或真空降到保护设定值时，对应的压力开关动作，该通道跳闸电磁阀动作泄油，ETS操作盘或CRT上相应的指示灯点亮。两个通道应该是互为锁定的，单个通道测试时机组不会跳闸，若在测试其中一个通道时，另一通道中的同项实际发生保护动作，则机组应跳闸，主汽门、调速汽门将迅速同时关闭。6.1.4轴向位移及用户遥控逻辑保护回路的在线测试：附录B若接入ETS用户遥控接口和轴向位移保护接口的任一信号保护动作，则ETS保护动作，机组跳闸。6.1.5机炉电大联锁保护测试新建机组、经过大修后机组或者经过技术改造后的机组整套启动前都应该进行机炉电大联锁测试。测试一般要求在静态下即机组整套启动前进行，测试前，必须先将汽机挂闸并开启主汽门和调门，且发电机内部保护无动作，同时解除停炉状态下引起锅炉MFT动作的信号。然后分别模拟发电机内部故障引起发电机跳闸、汽机保护ETS系统保护跳闸、锅炉MFT保护逻辑信号，测试机炉电联锁保护相互动作情况，在计算机工程师站打印出SOE动作顺序，检查与设计逻辑是否相符。6.2性能测试6.2.1压力开关测试：接入ETS系统跳闸回路的压力开关必须抽查测试，且各项指标均应合格。测试方法如下：抽查现场安装的ETS系统压力开关，做以下指标测试，合格率应为100。测试在实验室中采用标准校验台进行。a)准确度测试：每台压力开关在设定值上重复校验两次，其动作值与设定值相对误差不大于1（按照设定值是上行还是下行进行）。b)回差：压力开关动作值（P动）与压力开关返回值（P返）之间的差值应满足P动2P动6。6.2.2首出跳闸原因记忆及分辨力测试6.2.2.1对于采用可编程控制器的ETS系统，要求能记忆并记忆首出跳闸原因。6.2.2.2对于进入分散控制系统的，要求能追忆跳闸的事件顺序。6.2.2.3事件顺序记录分辨力应小于1ms2ms（按规定要求）。测试方法如下：用一台经校验合格的多路开关量信号发生器或一台小型可编程控制器，按要求编程：当输入一个脉冲信号后，可输出一组时间间隔为1ms（通过程序可变）的开关量信号。将这组开关量信号分别接入跳闸条件回路。将ETS系统按正常方式投入运行，启动信号发生器，查看ETS显示的首次跳闸原因或者跳闸顺序是否与所加信号顺序一致，若不一致，将所加信号之间时间间隔增大为2ms，再测试，直至测试出ETS首次跳闸原因的最小分辨时间。最小分辨时间应能重现。6.2.3系统电源失电、切换测试若ETS系统设计安装为相互切换的电源回路，对主电源与备用电源分别断开供电总开关，进行相互切换测试，要求切换时间不大于5ms，若引起部分回路断电或者引起机组跳闸，则该切换不合格；若ETS系统设计安装为两路独立的供两个通道的电源，对电源一与电源二分别断开供电总开关，相应断电的通道跳闸电磁阀应该动作。除非两路电源均断开，否则不应引起机组跳闸。电源切换时，ETS保护回路不得出现抖动或误动。6.2.4系统接地绝缘测试6.2.4.1检测系统的绝缘，对交直流回路，用500V兆欧表检查，其绝缘电阻不应小于1兆欧，潮湿地区应不小于0.5兆欧；6.2.4.2检测跳闸电磁阀，其线圈绝缘电阻应不小于2兆欧。对直流220V供电线圈应采用1000V兆欧表检测。6.2.5正确动作率、完好率和接入率测试6.2.5.1完好率测试6.2.5.1.1ETS系统输入输出点的完好率不得低于99。6.2.5.1.2ETS系统的完好率可按下列公式计算： F = n /N*100%式中 n 抽样检查时合格的输入输出点数 N 总抽样检查点数，其中用于ETS动作回路的输入输出点必须全部检查，且必须全部合格。6.2.5.2正确动作率测试6.2.5.2.1ETS系统正确动作率不得低于95。6.2.5.2.2ETS系统正确动作率的统计工作自整套系统投入工作后即开始进行。开始计算完好率的时间可以由供需双方商定。其间不允许解除跳闸条件。6.2.5.2.3ETS系统的统计期应不小于90d，且动作次数达到5次以上。如果在此期间，统计计算结果不合格，可将统计次数延长到10次以上。如果仍超过规定，则系统完好率判定为不合格。6.2.5.2.4ETS系统的正确动作率可按下列公式计算： C = n /N*100%式中 n 系统正确动作次数。指统计期间ETS投入运行的情况下，因保护动作条件成立引起的ETS动作次数。 N 系统动作总次数。指统计期间ETS投入运行的情况下，ETS正确动作次数和误动作（因保护动作条件不成立引起的ETS系统动作）次数之和。6.2.5.2.5ETS系统正确动作率统计期间不允许出现拒动，即保护动作条