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軸承知識

如何提高和改善水輪發電機組RTD測溫系統的可靠性

2019-06-19
  水輪發電機組RTD測溫系統的特點:
 ?。?)運行時間長、不易維護。軸承溫度RTD通常安裝在空間狹小不宜維護更換的地方,盡管機組起停頻繁(白天發電晚上抽水),但一般只有在大修時才有機會吊罩對軸承等RTD進行檢修維護。而按照狀態檢修要求,機組大修的周期將越來越長,這對RTD的長期穩定運行十分不利。
 ?。?)重要程度高。推力軸承(包括上/下導軸承)是抽水蓄能電站機組的關鍵溫度檢測點,其中的RTD又是監測推力軸承等運行狀態的唯一手段,因此這些溫度信號往往要求投保護,重要性不言而喻。
 ?。?)工作環境惡劣。還是以推力軸承、上/下導軸承RTD為例,RTD及其引出導線長期浸泡在溫度較高的潤滑油里,其油膜甩起的速度和沖擊力很大,再加上機組的劇烈振動,會對RTD的正常使用壽命造成一定的負面影響。
 ?。?)強烈的電/磁場干擾。大型水輪發電機組已經達到700MW,其產生的強電/磁場對測溫系統的干擾非常嚴重,尤其對靠近發電機的上導和推力軸承等RTD測溫元件,容易受到干擾,導致測溫信號不穩,而出現鋸齒波、尖脈沖、跳變等異?,F象。
 ?。?)整個溫度測量系統中間環節多,連接導線長。一套推力軸承溫度測量系統從RTD到監控中心有的長達400多米,中間經過了5個接線端子盒及不同長度的信號導線,如此多的環節和信號導線,只要中間任何一個環節出現問題都會影響到溫度測量系統的正常工作。
  提高和改善RTD測溫系統可靠性的對策:
  通過對抽蓄機組RTD失效機理分析,除了測溫RTD本身故障外,約有40%的故障是由于聯結、引出信號線異常等原因引起的。因此必須從RTD制造、選用以及日常的安裝維護上著手,切實提高測溫系統的可靠性。
 ?。?)采用高品質的RTD-Pt100芯片。盡管鉑電阻材料要優于其他材料的測溫電阻,但鉑電阻芯片品質也是千差萬別。采用濺射光刻工藝制作的Pt100芯片,具有溫漂小、長期穩定性高特點,而且具有很好的抗沖擊和耐振動性能。為了提高Pt100芯片引腳與引出導線或嵌裝導線的可靠焊接及良好的機械性能,Pt100芯片引腳普遍采用鉑鎳合金,從而保證焊接后引線的可靠連接和良好的機械性能,可有效避免引出導線在RTD內部斷開現象發生。
 ?。?)采用特制的導線。RTD及導線長期浸泡在潤滑油里會出現絕緣層變硬變脆現象,其原因是導線外層絕緣層材料不合理造成的,如當導線的外層絕緣是PVC材料時,其耐油、耐溫性能比較差。尤其是在溫度較高的場合,其耐油性能會大大降低而出現變硬、變脆現象,影響RTD使用壽命。因此應該選用耐油、耐高溫的聚全氟乙丙烯導線,它具有優良的耐油、耐腐蝕和耐熱性能,可在-250~250℃溫度內長期使用。
 ?。?)在RTD與引出導線的結合部位加保護裝置。為解決導線根部斷線的問題,應根據現場情況,選擇不同的保護形式,如錐形彈簧保護管、波紋管和鎧裝絲延伸保護等。近年來發展起來的嵌裝RTD內填高純度氧化鎂,同時具有導熱和絕緣性能,外套采用不銹鋼,具有耐高溫、抗腐蝕、耐沖擊和振動等特性,良好的機械性能可以任意彎折,大大提高了RTD的使用壽命和測溫可靠性。
 ?。?)測溫電阻及其導線的一體化屏蔽。理論上說磁場比電場更難屏蔽,對于強磁場干擾來說,網狀屏蔽是最有效的方案。由于推力和上導軸承靠近發電機,其強電場特別是漏磁產生的強磁場對RTD干擾十分強烈,因此做好屏蔽措施尤其重要。測溫系統中間環節多,連接導線長,在布線時要特別仔細,在每個環節上都要求把導線的屏蔽層可靠的聯結,不允許屏蔽層中間連接出現斷開、接線端子盒蓋打開等現象,并切實做好屏蔽層的單點接地措施。
 ?。?)改變RTD信號傳送方式。對個別干擾比較強烈、難以防范的位置,可在現場加裝RTD-Pt100溫度變送器,將Pt100電阻信號就近轉換為4~20mA信號,由于4~20mA信號具有很強的抗干擾能力,因此可有效消除信號傳輸過程中產生的干擾,使監控系統顯示的溫度恢復正常。
 ?。?)優化溫度保護邏輯。對溫度單點保護問題,可以增加RTD開路和速率保護以及增加壞值判斷等功能,改善和提高溫度保護系統的可靠性。對重要溫度保護信號應盡可能使用2取2或3取2判斷邏輯,消除因單點溫度信號異常而導致機組跳閘事故的發生。

 (來源:水電站之家)

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