概述
由于危急遮斷器是每一大中型汽輪機(jī)組極其重要的一道停機(jī)保護(hù)部件,因此監(jiān)視它的整個(gè)工作過(guò)程就成了一項(xiàng)極重要的工作。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)機(jī)組超速時(shí),危急遮斷器撞擊子在離心力的作用下?lián)舫?,用于監(jiān)視其動(dòng)作的危急遮斷轉(zhuǎn)速裝置將記錄撞擊子擊出瞬間轉(zhuǎn)速,同時(shí),撞擊子將控制主汽門(mén)的油壓泄去時(shí),使主汽門(mén)及時(shí)關(guān)閉,防止超速,保證機(jī)組安全運(yùn)行。如果撞擊子動(dòng)作達(dá)不到規(guī)范要求,則需調(diào)整其動(dòng)作轉(zhuǎn)速。
危急遮斷轉(zhuǎn)速裝置配有轉(zhuǎn)速顯示表,顯示轉(zhuǎn)速的同時(shí),一旦撞擊子擊出,撞擊子傳感器捕獲到擊出信號(hào),轉(zhuǎn)速表立即鎖存此時(shí)瞬間轉(zhuǎn)速值。針對(duì)危急遮斷器工作原理和事故追憶要求,在靜態(tài)下,如何校驗(yàn)危急遮斷保護(hù)裝置就極其重要。
危急遮斷保護(hù)裝置包括:一個(gè)磁阻式轉(zhuǎn)速探頭,二個(gè)撞擊子探頭(有些機(jī)組只需一個(gè)),WZ-1D危急轉(zhuǎn)速表及之間線路連接。
一、常規(guī)校驗(yàn)方法及步驟:
⑴靜態(tài)檢查:
轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)阻測(cè)量:約400~800Ω左右;
撞擊子傳感器內(nèi)阻測(cè)量:約200Ω左右;
絕緣檢查:對(duì)地絕緣大于2M;
⑵間隙調(diào)整
將測(cè)速傳感器固定于標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速校驗(yàn)臺(tái)上,依據(jù)要求,測(cè)速傳感器應(yīng)安裝于距測(cè)速齒盤(pán)齒頂1mm的垂直位置(如圖1所示)。我們用塞尺測(cè)量探頭與測(cè)速齒輪間隙,使之間距離滿足要求后固定探頭。安裝牢固后重新測(cè)量,看間隙是否變化,如果變化需重新調(diào)整固定。

⑶線路連接
將測(cè)速傳感器的兩根引線接入顯示表對(duì)應(yīng)位置,確保連接牢固可靠。同時(shí),顯示表外接220V AC電源,保證正確并可靠連接。
⑷通電試驗(yàn)
給轉(zhuǎn)速表供電,轉(zhuǎn)速顯示為0轉(zhuǎn)/分。啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速校驗(yàn)臺(tái),緩慢升速,觀察危急遮斷轉(zhuǎn)速表與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速臺(tái)顯示是否一致或在誤差范圍之內(nèi)。確認(rèn)轉(zhuǎn)速校驗(yàn)無(wú)問(wèn)題后,將標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速校驗(yàn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速升至3000轉(zhuǎn)/分左右的一個(gè)固定轉(zhuǎn)速(如3300轉(zhuǎn)/分),并用一根短接線將送入轉(zhuǎn)速通道的轉(zhuǎn)速信號(hào)同時(shí)饋入1#撞擊子通道,此時(shí),1#撞擊子擊出指示燈亮,而后調(diào)低校驗(yàn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速到另一轉(zhuǎn)速值(如3150轉(zhuǎn)/分),并移去短接線,再?gòu)奈<闭跀噢D(zhuǎn)速表前面板按鍵分別讀出1#撞擊子的擊出轉(zhuǎn)速和縮回轉(zhuǎn)速,應(yīng)與前面所置的轉(zhuǎn)速(3300轉(zhuǎn)/分和3150轉(zhuǎn)/分)相一致。2#撞擊子通道亦用同樣方法進(jìn)行校驗(yàn)。
⑸其他傳感器校驗(yàn)
1#撞擊子傳感器和2#撞擊子傳感器先后接入顯示表轉(zhuǎn)速通道進(jìn)行例行轉(zhuǎn)速檢驗(yàn),方法和日常轉(zhuǎn)速傳感器校驗(yàn)相同。
以上校驗(yàn)通過(guò)后,即可將危急遮斷轉(zhuǎn)速裝置應(yīng)用與現(xiàn)場(chǎng)。
而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際連接與實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)方法存在差異,能不能模仿現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)危急遮斷轉(zhuǎn)速裝置進(jìn)行校驗(yàn)?zāi)兀?
要解決這一問(wèn)題,必須要知道實(shí)際中撞擊子擊出信號(hào)是如何檢測(cè)到的,它的信號(hào)又有什么規(guī)律。
二、撞擊子現(xiàn)場(chǎng)工作原理
現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)速測(cè)量對(duì)應(yīng)與實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)一致,測(cè)速傳感器對(duì)應(yīng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速60齒測(cè)量盤(pán)安裝間隙為1mm,轉(zhuǎn)速顯示與實(shí)際一樣。撞擊子傳感器對(duì)應(yīng)危急遮斷器的撞擊子間隙安裝為飛出距離基礎(chǔ)上加1mm位置(如圖2,不同汽輪機(jī)廠家,撞擊子飛出距離不一致)。當(dāng)進(jìn)行機(jī)組超速實(shí)驗(yàn)時(shí),危急遮斷器撞擊子在離心力的作用下飛出,碰撞主汽門(mén)油壓劃閥,使之動(dòng)作,快速泄去控制油壓,主汽門(mén)關(guān)閉,汽輪機(jī)緊急停機(jī)。此時(shí),飛出的撞擊子與撞擊子檢測(cè)傳感器間隙為1mm左右,危急遮斷轉(zhuǎn)速裝置立即采集到撞擊子飛出信號(hào),內(nèi)部處理鎖存擊出的瞬間轉(zhuǎn)速,撞擊子擊出指示燈亮。調(diào)試人員可以通過(guò)面板按鍵操作,準(zhǔn)確的讀出撞擊子飛出的轉(zhuǎn)速,為機(jī)組安全運(yùn)行提供有利保障。

為了準(zhǔn)確獲得撞擊子動(dòng)作時(shí),檢測(cè)探頭具體信號(hào),我們?cè)诔賹?shí)驗(yàn)過(guò)程中,在撞擊子通道上跨接了一示波器,對(duì)其進(jìn)行信號(hào)分析。在機(jī)組穩(wěn)定到3000轉(zhuǎn)/分時(shí),示波器上可以看到50Hz,幅值<4V的背景噪聲信號(hào)。當(dāng)進(jìn)行超速實(shí)驗(yàn)時(shí),撞擊子飛出,示波器上看到幅值>7.5V,頻率為機(jī)組轉(zhuǎn)速1/60的準(zhǔn)正弦交流信號(hào),當(dāng)撞擊子縮回時(shí),信號(hào)重新回到背景噪聲狀態(tài)。
可見(jiàn),饋入撞擊子通道的轉(zhuǎn)速信號(hào),幅度一定要>7V,否則撞擊子通道將無(wú)響應(yīng)。
三、依據(jù)現(xiàn)場(chǎng),重新校驗(yàn)
具體步驟如下:
⑴先對(duì)轉(zhuǎn)速探頭與轉(zhuǎn)速通道連接校驗(yàn)無(wú)誤后,將標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速校驗(yàn)臺(tái)上60齒測(cè)速齒盤(pán)更換為1齒測(cè)速齒盤(pán)。將撞擊子傳感器安裝與轉(zhuǎn)速校驗(yàn)臺(tái)上,為防止撞擊子傳感器接觸測(cè)速齒輪,同時(shí)精確測(cè)量撞擊子傳感器有效感測(cè)距離,在撞擊子傳感器與校驗(yàn)臺(tái)固定架之間固定一個(gè)螺帽,保證阻擋傳感器不能接觸測(cè)速盤(pán)(如圖3)。

⑵安裝完成后,將一信號(hào)發(fā)生器接至轉(zhuǎn)速通道,連接撞擊子傳感器至危急遮斷轉(zhuǎn)速表后撞擊子通道。連接完畢后,可對(duì)儀表通電,信號(hào)發(fā)生器加頻率信號(hào)55Hz,前面顯示將為3300轉(zhuǎn)/分。將標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速校驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速提高至3300轉(zhuǎn)/分左右,緩慢移動(dòng)撞擊子傳感器接觸1齒測(cè)速盤(pán),距離小于1.5mm左右,撞擊子擊出指示燈亮,此時(shí),擊出轉(zhuǎn)速為信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的頻率信號(hào)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速顯示。改變信號(hào)發(fā)生器頻率信號(hào)為52.5Hz,前面轉(zhuǎn)速顯示對(duì)應(yīng)為3150轉(zhuǎn)/分。降低校驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速至3150轉(zhuǎn)/分,同時(shí)移動(dòng)撞擊子傳感器與測(cè)速盤(pán)距離大于1.5mm,前面縮回指示燈亮。
⑶由于危急遮斷裝置具有追憶功能,將信號(hào)撤去,操作前面面板,可以查看剛才試驗(yàn)的擊出和縮回轉(zhuǎn)速應(yīng)為3300轉(zhuǎn)/分和3150轉(zhuǎn)/分。其他撞擊子傳感器校驗(yàn)同上方法。同時(shí),擊出和縮回轉(zhuǎn)速也可以由信號(hào)發(fā)生器來(lái)改變。
四、校驗(yàn)優(yōu)化
撞擊子傳感器的檢測(cè)信號(hào)的有效距離可以進(jìn)行精確測(cè)量(如圖4)。校驗(yàn)時(shí),先將撞擊子傳感器遠(yuǎn)離1齒測(cè)速齒盤(pán),當(dāng)轉(zhuǎn)速升到3000轉(zhuǎn)/分以上時(shí),撞擊子探頭與測(cè)速齒盤(pán)間隙不足以滿足通道采集信號(hào)的條件。緩慢旋轉(zhuǎn)撞擊子傳感器,使之慢慢接近測(cè)速齒盤(pán),當(dāng)距離達(dá)到它的采集條件時(shí),危急遮斷轉(zhuǎn)速裝置會(huì)迅速鎖記信號(hào)發(fā)生器所設(shè)的轉(zhuǎn)速。此位置就是撞擊子傳感器的最遠(yuǎn)有效位置。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速校驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速停下來(lái)時(shí),我們可以準(zhǔn)確的測(cè)出這一最大有效位置。最小有效位置前提是保證兩者之間不能接觸上,防止探頭損壞。其要求就是不至于使危急遮斷轉(zhuǎn)速裝置采集的信號(hào)產(chǎn)生干擾,即信號(hào)采集不跳變。這樣,撞擊子傳感器的有效距離范圍就可在實(shí)驗(yàn)室確定了。當(dāng)其用于現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí),我們就可以為現(xiàn)場(chǎng)撞擊子飛出的實(shí)際距離提供了有效的理論依據(jù),而且,其范圍是準(zhǔn)確的量化范圍。

五、總結(jié):
改進(jìn)后的校驗(yàn)方法,依據(jù)撞擊子現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際動(dòng)作原理而進(jìn)行,有比對(duì)性。同時(shí),將撞擊子傳感器與實(shí)際撞擊子飛出后最大和最小間隙進(jìn)行了量化,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝更有指導(dǎo)意義?,F(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后,取得了各方的認(rèn)可。
參考文獻(xiàn):
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2. 轉(zhuǎn)速表檢定規(guī)程 JJG 105-2000
3. 汽輪機(jī)撞擊子安裝說(shuō)明書(shū)
作者單位:寧夏電建集團(tuán)
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