浅谈本特利3500监测系统在汽轮鼓风机组中的应用

刘力源　王磊　刘海芳

摘 要：文章通过对安阳钢铁集团公司动力厂3#AV100汽轮鼓风机组监测系统的介绍，浅谈本特利3 500在对机组安全运行中起到的关键性监测作用，并结合现场实际，对其进行一系列的优化，减少因设备问题造成的突发事故，为今后的汽轮鼓风机组监测系统提供案例。

关键词：汽轮鼓风机；监测系统；本特利3 500监测系统；优化

中图分类号：TM311 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）14-0041-01

安钢动力厂3#汽轮鼓风机组负责对3#4747高炉进行供风作业，其安全平稳的运行尤为重要。对于这台大型的汽拖鼓风系统，如何保障其安全稳定的运行成为了重中之重。固采用本特利3500对机组状态进行监测，还可以通过它对机组的故障进行诊断、分析，提高机组安全运行系数，以保障人身及机组的安全。

1 3500系统简介

由美国本特利（BENTLY）公司生产的3500监测系统，通过多种传感器采集和显示，能够实现对汽轮鼓风机组振动、位移等信号的监测，还可以将设备的运行状态和预先设定的报警值进行比较，当超过报警值时，系统可以发出信号使得机组转为安全运行模式甚至停机，从而保护设备，从而对保证机组的安全。

作为模块化的设备，1套完整的本特利3500主要包括仪表框架，电源模块，接口模块，监测器模块，继电器模块，三重冗余继电器模块，通讯网关模块等模块，传感器和3500框架组态软件。

系统的工作流程：前置放大器将现场传感器探头传送过来的信号进行处理后再传送给3500监测器框架内的模块，而模块在采集数据后，与预先设置的报警值比较，还可将采集数据和比较结果送到其他地方进行处理。

3500框架中模块的共同特征是内部、外部接线端子都支持热插拔。即任何一个模块（安装在3500框架前端）都能够在系统供电状态中拆除和更换而且不影响不相关模块的工作，例如，在框架有两个电源，插拔其中一块电源不会影响3500框架的工作。

3500框架模块中有内部端子和外部端子。外部端子可以使用电缆把输入＼输出模块与终端连接起来， 而内部端子则用于把传感器与输入＼输出模块直接连接起来。 外部端子块一般不能与内部端子输入/输出模块一起使用。

2 3500系统在汽轮鼓风机组中的应用

2.1 硬 件

在3#汽轮鼓风机组中，本特利3500主要对键相、位移、振动等参数进行实时监测，并在参数超限时，对机组进行停机连锁。

在本套系统中，采用3500/25键相器模块，来完成对键相的信号采集（键相信号是当键相标记旋转到探头位置时，探头与被侧面距离发生突变，从而使得传感器产生一次脉冲信号）。采用3500/42 M位移、速度加速度模块对振动、位移数据的实时监测，并采用3300XL 8 mm电涡流传感器系统进行数据采集。位移探头采用与轴水平的位置，垂直于轴系齿轮面的进行安装，振动探头采用在垂直于前轴或后轴的成夹角为90 °的平面上。在分析中，将位于同一平面上的两个振动探头作为平面坐标的X轴、Y轴，根据探头所监测的振动信号和键相探头所监测的相位信号.可以绘制出出在该截面轴系轴心的运动轨迹图和轴的平均位置等，从而利用这些图形的变化对汽轮机和鼓风机轴系进行故障诊断和分析。这两种模块中可设定报警值和停机连锁值，并输出到继电器模块。

采用3500/324通道继电器模块，它是由4个可独立编程的通道组成，每个通道都可以执行所需要的逻辑运算。不仅如此，在该继电器模块上每个通道都可以用“与”和“或”门进行逻辑编程，对框架中任一模块通道或通道的组合所提供的报警输入（警告或危险）进行逻辑运算，并将运算结果输出。该逻辑运算可用组态软件编程，从而满足在应用中的各种特殊需要。

3500系统只能完成对各种信号的采集，并完成相应的连锁控制，但是对于在汽轮机的升速、降速、调速等复杂过程却无法用其实现。不过3500系统可将所有采集到的数据通过各种方式实时传送到操作站上，方便运行人员对各项参数进行监测。

2.2 系统组态

在组态软件上，所有组态用框架都是系统内部设定好的，需要做的仅仅是通过数据线，在电脑上读取所有模块的框架模板，然后根据现场设备的运行参数要求修改相应的数据。例如修改振动、位移的报警值和停机值。对继电器模块的编程就是通过组态软件完成。

3 3500系统的组态优化

3.1 缺省设置

设置一：在缺省设置中，当位移、振动等参与连锁的信号达到停机值时，继电器模块就会输出停机命令，使机组停机。如图1所示。

设置二：在继电器模块中的“与”表决设定（And Voting Setup）中，有两种类型：正常“与”表决（缺省），当选择此选项时，如果某个报警参数为非OK或被旁路（由于用户选择或者监测器故障），那么组态软件将把该参数从继电器逻辑中删除；真实“与”表决，真实“与”逻辑把非OK或者旁路的报警参数保留在继电器逻辑中。如果某个被“与”运算的报警参数为非OK或者处于旁路状态，那么真实“与”逻辑将不会驱动报警。

3.2 存在的问题

在实际的生产中，探头测量的测量回路中包含探头，前置器，电缆，接线箱等各种设备，接线箱中大量复杂的接线，现场过大的振动，电缆的正常老化等种种现象都会导致测量值的不准确，会导致3500系统误报，而且单一的连锁值存在过保护。

3.3 优 化

设置一：对停机逻辑进行修改，将单一的一选一改为四选二，即无论前轴，后轴，X方向，Y方向，当任意一个振动值达到停机值和另外3个振动值中任意一个达到报警值相与，才能输出一个停机命令。如图2所示。

设置二 ：在“与”表决设定中，选择真实“与”表决。

这两种设置方式，都有效的避免了在实际工作中，因为损坏，老化或线路干扰等突发状况下，测量数据误报导致停机的情况。

4 结 语

本特利3500系统以其优良的特性在3#汽轮鼓风机组中起着重要的作用，不但可以实时监测机组运行过程中的振动、位移等参数，并能实现参数联锁停机，能分析各种设备故障，保障了机组安全稳定的运行。

参考文献：

[1] 永远.传感器原理与检测技术[M].北京：科学出版社，2013.

[2] 肖玲.本特乖1J3500系统在大型机组中的应用[J].自动化应用，2012.