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文档简介

ICS号27.100

F23

备案号DL

中华人民共和国电力行业标准

DL/Txxx-201X

火力发电厂

旋转机械监测系统技术规范

(Technicalspecificationforrotatingmachinery

monitoringsysteminthermalpowerplant)

(征求意见稿)

2019-××-××发布2019-××-××实施

国家能源局发布

1

2

火力发电厂

旋转机械监测系统技术规范

1范围

本标准规定了火力发电厂旋转机械机械量监测系统的设计、安装、调试、运维及管理工

作技术要求。

本标准适用于火力发电厂旋转机械监测系统,包括汽轮发电机组监测系统、燃气轮机发

电机组监测系统、给水泵汽轮机监测系统及引风机汽轮机监测系统、风机、水泵等辅机旋转

机械监测系统等设计、安装、调试、维护的技术和管理工作。

2规范性引用文件

下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用

于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T2421.1电工电子产品环境试验概述和指南

GB/T4208外壳防护等级(IP代码)

GB/T26863火电站监控系统术语

GB/T18271.3过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第3部分:影响量影响的

试验

GB/T13399汽轮机安全监视装置技术条件

DL/T701火力发电厂热工自动化术语

DL/T1083火力发电厂分散控制系统技术条件

DL/T261火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则

DL/T5190.4电力建设施工技术规范第4部分:热工仪表及控制装置

DL/T5210.4电力建设施工质量验收及评价规程第4部分:热工仪表及控制装置

DL/T774火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程

DL/T656火力发电厂汽轮机控制及保护系统验收测试规程

DL/T590火力发电厂凝汽式汽轮机的检测与控制技术条件

DL/T592火力发电厂锅炉给水泵的检测与控制技术条件

DL/T367火力发电厂大型风机的检测与控制技术条件

DL/T1211火力发电厂磨煤机检测与控制技术规程

3术语、定义和缩略语

GB/T26863和DL/T701界定的,以及下列术语、定义和缩略语适用于本文件。

3.1

旋转机械监测系统rotatingmachinerymonitoringsystem,简称RMS

一种连续监测旋转机械本体和轴系的机械工作参数(包括转速、振动、胀差、膨胀、偏

心、轴向位移等),并在被测参数超出预设值时发出报警及停机信号,在必要时还可提供用

于故障诊断的各种数据的系统。

3.2

传感器transducer

感受被测量,并按一定规律将其转换成同种或别种性质的输出量的仪表。

[GB/T26863-2011,XXXX].

3

具体在旋转机械监测系统中,按期物理现象的性质有速度、加速度、位移传感器等。

3.3

转换器converter

作为信号转换设备,用于将传感器输出信号转换为监测装置可识别的信号的装置。也可

称作前置放大器。

3.4

监测装置monitoringdevice

对传感器和转换器送出的信号进行连续监测的装置,并可对信号进行换算/计算处理、

判断,同时输出模拟量信号、开关量信号。一般由框架、电源、处理器、输入/输出设备、

通讯设备、显示设备、机柜等组成。

4基本要求

4.1火力发电厂旋转机械监测系统由传感器、支架、连接电缆、转换器、监测装置等组成。

4.2旋转机械监测系统的功能、性能和整体配置方案,应与旋转设备主体结构相适应。

4.3旋转机械监测系统应选用可靠性高、抗扰性强、结构简单、易于维护的系统。

4.4旋转机械监测系统应具有监测的模拟信号转换、开关量报警信号逻辑判断和输出功能。

4.5旋转机械监测系统应具有同其他系统如机组分散控制系统(DCS)或汽轮机电液控制系

统(DEH)的接口。

4.6受电子设备使用寿命的限制,旋转机械监测装置使用年限不宜超过10年;通过可靠性评

估,确认其性能满足要求的基础上,方可延长使用寿命。

5技术要求

5.1传感器

5.1.1应结合机组检修周期,将传感器送至具备资质的单位校验,并出具报告。

5.1.2应根据旋转机械厂家的运行限值、系统测量精度、现场情况,选取技术先进、成熟、

可靠性高的传感器。

5.1.3对于多点保护的测量信号,应选用厂家相同、量程相同、灵敏度相同的传感器。

5.1.4汽轮发电机组应安装两套转速监测装置,并分别装设在不同的转子上。对于单轴联

合循环发电机组,应分别在燃气轮机、汽机转子上装设两套转速监测装置。

5.1.5传感器选择,可按下述要求:

a)各种转速范围的旋转机械,测量振动位移或振动速度,可按表1选用传感器。

表1传感器选择

转速范围选用传感器类型

600r/min及以上振动加速度传感器、振动速度传感器

180r/min~600r/min单向磁电式速度传感器、压电式速度传感器

60r/min~180r/min压电式速度传感器

60r/min以下超低频振动传感器、电涡流传感器

b)转速测量传感器宜使用电涡流传感器、磁阻传感器或霍尔传感器,测量精度应满足:

1)静态误差范围为0.1%±1r/min;

2)动态误差范围为±0.2%。

c)轴向位移及胀差测量,可使用电涡流传感器或电磁感应传感器,线性度应小于±1%。

d)偏心测量传感器宜使用电涡流传感器,线性度应小于±1%。

5.1.6测量位移值时,电涡流传感器的线性范围应大于被测间隙的15%。

4

5.1.7在发电机、励磁机轴承上安装轴振动传感器、轴承振动传感器时,传感器引出电缆

应用耐油热缩套管进行绝缘密封处理,轴承振动传感器安装时底部应垫绝缘层并用胶木螺丝

固定。

5.1.8传感器应满足下述要求:

a)位移、相对膨胀、热膨胀传感器,应在汽轮机处于完全冷却状态下进行安装、调整

零位。

b)轴振传感器端部的被测面应光滑、均匀,传感器直径的2~4倍范围内不应有凹槽、

凸台等不均匀的部分;

c)偏心传感器的被测面应能覆盖传感器直径,被测面的范围宜在传感器直径的2倍以

上。

d)传感器支架的自振频率应大于被测量工频10倍以上;当探头保护套管的长度大于

300mm时,应设置防止套管共振的辅助支撑,保证传感器与被测面的间隙达到安装

要求,避免对传感器感应线圈造成干扰。传感器支架的设计和安装应使传感器垂直

于被测面,误差不超过±2°。

5.2转换器

5.2.1转换器要结合检修周期经具备资质的单位校验,并出具报告。

5.2.2安装转换器的金属盒应选择在振动较小且便于检修的位置,接线盒应有良好的防振

措施,盒体底部垫10mm左右的橡皮后固定牢固(以避免传感器延长线与前置器连接处由于

振动引起松动造成测量值跳变),盒体应选用金属材质并可靠接地。

5.3监测装置

5.3.1旋转机械监测系统框架、卡件及通道配置,应符合火电厂热工保护安全冗余配置基

本原则,确保其分散性和冗余性。

5.3.2监测卡件应能带电在线插拔和更换而不损坏,且不影响其他卡件和系统的正常工作。

卡件带电插拔时应具备保持现场测量值不变的功能。

5.3.3任何单个传感器、转换器、监测卡件故障或损坏,不影响其他设备的正常工作。监

测卡件任一通道故障或损坏,不影响卡件上其他通道的正常工作。

5.3.4旋转机械监测系统的处理器、I/O卡件应通过下述测试和试验,并具有国家检验资

质授权的检验机构出具的检验证书和检验报告:

a)电磁兼容性(EMC)测试;

b)环境影响测试:环境温度、相对湿度及抗振动性能,满足5.4的要求;

c)供电电源影响测试:电源电压瞬变影响和电源电压降低影响,满足GB/T18271.3

的要求;

d)长期工作漂移试验:满足GB/T18271.3的要求,测试长期工作漂移性能不应少于30d。

5.3.5旋转机械监测系统的量程、定值、灵敏度等重要参数,应符合设计要求,且进行传

动试验,验证参数设置及保护逻辑输出功能。

5.3.6多点保护的测量信号,应分配到不同监测卡件上。并列运行旋转机械设备的监测卡

件不应布置在同一个框架内。

5.3.7旋转机械监测系统应具有信号断线判断功能,并具备断线时报警输出功能和闭锁保

护输出功能。

5.3.8保护动作输出的跳机信号,宜采用常开触点(闭合跳机)且有三路冗余输出信号通

过硬接线方式分别送至ETS系统。

5.3.9轴向位移保护,宜通过三选二(或具备同等判断功能)逻辑输出,宜配置相互独立

的三个(或四个)通道。

5.3.10宜采用轴承相对振动信号作为振动保护信号源,建议在下列条件均满足时保护输出:

5

a)任一轴承相对振动信号达到保护动作设定值;

b)除轴承相对振动信号达到保护动作设定值测点之外,其他任一轴承相对振动信号达

到报警设定值。

5.3.11发电机组高、中、低压缸胀差为单点信号保护的,为防止干扰信号误动,可设置

10s~20s延时(较长的延时时间可在ETS或DCS中设置),胀差信号量程不高于跳机值的

110%。如设计有多点胀差信号,其保护信号宜采用与门判断逻辑。

5.3.12超速、轴向位移跳机保护,当任一测点通道故障时,该故障通道所输出的跳机保护

应动作。

5.3.13超速保护信号应由每个超速保护卡件,通过独立的继电器输出保护信号至ETS,进

行三取二逻辑判断。

5.3.14轴向位移信号应由每个卡件,通过独立的继电器输出保护信号至ETS,进行三取二

逻辑判断。

5.4电源

5.4.1系统电源应冗余配置,接受电厂提供的两路独立电源;配备双路电源模件,以实现

装置内直流侧无扰切换。

5.4.2应配置电源监视,任何一路电源失去应报警,并保证系统监测和保护功能不会误动

或丧失。

5.4.3每套框架应分别配置冗余电源,并有失电报警输出功能;如果转速保护采用独立保

护系统,该系统应采用独立于框架之外的冗余电源配置。

5.4.4旋转机械监测装置电源接通或断开瞬间,电源监视模件应具有通、断电抑制功能,

不误发信号。

5.4.5旋转机械监测装置冗余电源,在下限工作电压的切换时间,应保证切换过程中各个

监测回路正常。

5.5机柜和接地

5.5.1汽轮发电机组监测系统、燃气轮机发电机组监测系统、给水泵汽轮机监测系统应配

置独立机柜。

5.5.2电子装置机柜的外壳防护等级,室内应满足GB/T4208的IP52要求,室外满足IP56

要求。电子间内满足IP42要求。

5.5.3机柜门应有导电门封垫条,以提高抗射频干扰能力。

5.5.4机柜的钢板厚度宜不小于2.0mm;机柜内的支撑架应有足够的强度,保证机柜在运

输、安装时不产生变形。

5.5.5机柜的设计应满足电缆由柜底引入的要求,且机柜内安装卡件应距柜底留有300mm

以上的距离。

5.5.6旋转机械监测系统应不要求单独的接地网,单点接入接地电阻小于4Ω的电厂电气

接地网后,能够可靠地运行。

5.5.7旋转机械监测系统各机柜中应设有独立的安全地、屏蔽地及相应接地铜排。每套旋

转机械监测系统可采用中心接地汇流排的方式,实现系统的单点接地。

5.5.8旋转机械监测系统机柜与基础底座间、与相邻机柜间的绝缘电阻应≥200MΩ。

5.6连接电缆

5.6.1重要保护信号应采用单独电缆,不应合并电缆。

5.6.2传感器与延伸电缆宜采用不带中间接头的一体化结构;如采用中间接头,中间接头

应用丙酮或其它挥发性强的液体清洗,并用耐油热缩套管整体进行绝缘密封处理,保证连接

牢固、可靠。

6

5.6.3传感器信号宜采用无分屏的屏蔽电缆,线芯数量与传感器信号匹配,不宜设置备用

芯,屏蔽层现场侧应浮空,应在机柜侧接入屏蔽端子。对于双层屏蔽电缆应确保总屏、分屏

之间现场侧应绝缘且对地绝缘,在机柜侧分屏接屏蔽端子,总屏接入机柜接地铜排。备用芯

宜接地。

5.6.4延伸电缆穿轴承箱宜选择在油流冲击小的位置;接头处宜在缸内加装向下的导流管

引导润滑油回流到轴承箱内;接头密封和尾线穿出处应采用螺纹密封接头及用橡胶块和密封

胶进行密封。

5.6.5轴振延伸电缆应紧固在轴承外壳上,电缆敷设尽可能独立走线,避开油流冲击的路

线可能引起的干扰,且固定和走向应不存在磨损的隐患。延伸电缆应采用1mm²的铜线或漆

包线进行捆扎,不宜用PVC扎带进行捆扎和固定,以防浸油扎带脆化。延伸电缆应全程避开

高温区域。

5.6.6前置器与接地的金属接线盒不应直接接触,电缆屏蔽层应单点接地。机柜地线应单

独接入电气接地网。输出信号电缆宜采用0.5mm2~1.0mm2独立的三芯屏蔽电缆(双绞线)(环

境温度超过50℃时,应选用耐高温阻燃屏蔽电缆),若采用四芯屏蔽电缆,备用芯应在机

柜端接地。

5.7运行环境条件

5.7.1系统部件的运行环境温度范围,应满足下列要求:

a)装在轴承箱内的传感器-40℃~120℃;

b)装于罩壳内的的传感器-40℃~80℃;

c)转换器-40℃~80℃;

d)监测装置+5℃~+40℃。

5.7.2环境湿度:<95%,不结露。

5.7.3振动等级:为控制室或低振动级场所,振动频率10Hz~150Hz,位移峰幅值小于

0.075mm。

5.8软件

5.8.1旋转机械监测系统应提供配套的应用软件,并能够现场进行使用。

5.8.2应用软件应便于组态和维护,并具备备份功能。

5.8.3应用软件应具备历史数据存储及调阅功能。

5.8.4应用软件宜有设备状态自诊断功能。

5.8.5应用软件应能在旋转机械监测系统自身或外部计算机上连接使用,如在外部连接计

算机上使用,应有防止外部计算机病毒感染的措施。

5.8.6旋转机械监测系统应具备在线修改应用软件中的可调整参数的功能。

6测试与验证

6.1监测系统的功能应全部进行测试。验收测试前已完成的功能测试项目,检查测试记录

符合规定要求时可免于进行测试(基建机组应有业主或管理方、供货方、施工方、调试方等

有关单位的签字),必要时可进行抽查测试。

6.2应对系统进行供电电源切换功能的测试,并验证失电报警功能的正确性。在电源切换

过程中,整个监测系统应正常工作,输入及输出信号不应中断和变位。

6.3对系统的所有输入、输出通道进行测试,测试记录应符合要求。

6.4对旋转机械监测系统的信号断线判断功能进行测试,并验证断线时闭锁保护输出功能

和报警输出功能正常。

6.5轴向位移、相对膨胀监测传感器宜进行全行程位移模拟试验,记录系统测量误差,并

验证报警、停机输出功能正确。

7

6.6对旋转机械监测系统进行测试,其测量误差应符合《汽轮机安全监视装置技术条件

GB/T13399-2012》要求。

6.7转速、轴振、瓦振、偏心、键相监测系统,应通过现场模拟信号验证监视装置的显示

值准确性、报警及停机信号输出和回路动作正确性以及模拟量输出信号的准确性。

6.8为确保测量的准确性,轴向位移、胀差传感器的现场调试应正向、反向推轴,进行全

行程试验并做好记录,记录应包括间隙电压和间隙值。

6.9输入输出点接入率和完好率的统计

6.9.1接入率为已安装调试过的输入输出点数占原设计输入输出点数的百分比,即

式中:�=×100%

——接入率

——已安装调试过的输入输出点数

——原设计输入输出点数。

6.9.2总接入率应达到100%。

D

6.9.3完好率为检查时合格的输入输出点数占检查的输入输出点数的百分比,即

式中:�=×100%

——完好率

——检查时合格的输入输出点数

——检查的输入输出点数,应对所有输入输出点进行检查。

6.9.4完好率应达到100%。

6.9.5进行完好率检查时,凡与过程变量及现场状态不符合的测点,包括测量的精确度不

合格的测点,均应判为不合格测点。对于不合格的测点,应列表说明存在的问题,并限期整

改。

6.10抗射频干扰能力的测试

6.10.1用瞬时或短暂时间功率可达4.8W~5.0W、频率为400MHz~500MHz的步话机作为干

扰源,距敞开柜门的旋转机械监测系统机柜1.5m处工作,系统应工作正常

6.10.2用不同制式手机作干扰源发出信号,逐渐接近敞开柜门的机柜进行试验,记录系统

出现异常或测量信号示值有明显变化时的距离。

7安装、调试与维护

7.1对于主机监测系统,应在每个机组大修周期(A修)至少进行一次旋转机械监测系统的

校验工作;对于小汽轮机监测系统,应在每次小汽轮机解体检修时进行旋转机械监测系统的

校验工作;对于高转速辅机旋转机械监测系统,应在每次辅机检修期间进行旋转机械监测系

统的校验工作;对于所有旋转机械监测系统,应在每次机组小修期间,全面进行传动试验工

作。

7.2首次安装前或者检定周期到期后,应送具有检定资质的机构检定,出具正式的检定报

告。经实验室检定合格的传感器也应在现场利用真实物理量或模拟信号对每个测量回路进行

检查。

7.3宜定期检查各传感器的间隙电压和历史曲线,发现异常及时检查处理。机组停机期间

应紧固各测点的套筒、螺母,偏离标准间隙电压较大的测点在条件允许的情况下,应重新安

装。

8

7.4为防止出现电缆受力或振动造成接线松动,以及电源故障等隐患,应将接线端子紧固、

老化的接线端子更换、电源切换试验、电缆绝缘检查等工作列入检修常规项目。

7.5加强日常巡检,保证设备运行安全、通风正常,定期对高温区域电缆进行测温检查,

一旦出现信号扰动要做全面检查。

7.6现场传感器、接线盒等区域禁止使用无线电通讯设备,并设警示标示。

8文档验收

8.1旋转机械监测系统文档资料应齐全,包括下列内容:

a)系统硬件手册;

b)系统操作手册;

c)系统维护手册;

d)应用软件操作手册;

e)机柜内部布置图;

f)机柜内部端子接线图,图上应有电缆编号和端子编号;

g)校验记录。

8.2旋转机械监测系统各类测试报告应齐全,有测试人、验收人签字。应包括下列测试报

告:

a)系统出厂验收、测试报告;

b)系统电源切换测试报告;

c)系统抗射频干扰测试报告;

d)系统输入输出通道测试报告;

e)系统同DCS、DEH、ETS等其他系统联调测试报告。

9可用率考核

9.1旋转机械监测系统的可用率(A)应达到99.9%以上。可用率的统计范围包括整个旋转

机械监测系统,从就地安装的传感器到系统的输出通道为止。

9.2可用率的统计工作自系统整套投入运行后即开始进行,开始计算可用率的时间可以由

供需双方商定。

9.3自开始计算系统可用率的时间起,旋转机械监测系统连续运行60天,期间累计故障时

间小于1.4h,则可认为完成可用率试验。若累计故障停用时间超过1.4h,可用率的统计应

延长到120天。在此期间,累计故障时间不得超过2.9h。若超过这一时限,系统的可用率

仍不合格,则认为系统的可用率考核未能通过。

9.4系统可用率可由下列公式计算,即

��−��

�=×100%

��

��=���

式中:�=1

——实际试验时间,是指整个连续考核时间扣除由于非本系统因素造成的空等时间;

——故障时间,是指被考核系统中任一设备在实际试验时间内因故障而停用的时间的

��

总和;

��

——第i个设备故障停用时间。

���

9

9.5可用率考核期间,旋转机械监测系统的各种备件应齐全,且备件存放在试验现场,出

现故障应及时处理。故障时间是指故障设备的停用时间和故障的正常处理时间,去除因无备

件造成的等待时间或其他原因造成的等待处理故障时间,如发生备件短缺,设备厂家应在

48h内提供所缺备件,如超过48h,48h后的等待备件时间将累计到故障时间中去。

9.6在可用率考核期间,若发生由于旋转机械监测系统故障原因引起的汽轮机跳闸、所监

视的辅机跳闸,则认为系统的可用率考核未能通过。

9.7实际试验时间和故障时间根据运行记录确定。运行记录格式可参考附录A。

附录A运行记录格式

附录B轴向位移线性数据采集记录表

附录C旋转机械监测系统通道测试记录表

附录D旋转机械监测系统安装、调试记录表

10

附录A

(资料性附录)

运行记录格式

A.1运行记录格式

机组负荷恢复时间

年月日时分运行或故障情况记录人

MW日时分

11

附录B

(资料性附录)

轴向位移线性数据采集记录表

B.1轴向位移线性数据采集记录表

测点名称:卡件型号:通道号:

前置器型号:传感器型号:传感器编号:

监测系统模监测系统报

标称位移值前置器输出电压监测系统输入监测系统显示位

拟量输出信警、停机输出系统误差

(mm)(V)电压(V)移值(mm)

号(mA)信号

记录人:结论:

12

附录C

(资料性附录)

旋转机械监测系统通道测试记录表

C.1旋转机械监测系统通道测试记录表

旋转机械监测系统通道测试记录表

卡件序列号通道名称

通道1传感器型号通道2传感器型号

通道1传感器编号通道2传感器编号

通道1前置器型号通道2前置器型号

通道1前置器编号通道2前置器编号

通道1测量范围通道2测量范围

通道1报警值通道2报警值

通道1危险值通道2危险值

通道1报警迟滞通道2报警迟滞

通道1报警延迟通道2报警延迟

信号发生器组态显示DEH显前面板TDM示通道

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