第四講 汽輪機主保護原理2

1、第三講 汽輪機主保護原理第三講 汽輪機主保護原理 3.1 汽輪機主保護概述 3.2 ETS工作原理 3.3 主保護動作原理3.1 汽輪機主保護概述 為了保證汽輪發(fā)電機機組的安全可靠運行，防止設備出現(xiàn)事故損壞，除了對汽輪機的控制系統(tǒng)要求非?？煽客猓瑱C組的監(jiān)視和保護系統(tǒng)也是必不可少的條件。過去，汽輪機保護系統(tǒng)都采用機械液壓分散控制方式，不僅浪費了大量的設備資源，而且也不便于集中管理。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，汽輪機保護系統(tǒng)也逐步實現(xiàn)了數(shù)字化和智能化。 汽輪機通常配備有機械超速保護，機械保安系統(tǒng)，危急跳閘系統(tǒng)（簡稱ETS）。它能快速準確、安全可靠地監(jiān)測機組的重要參數(shù)，當這些參數(shù)超過機組運行限

2、制值時， ETS 起著聯(lián)鎖自動停機作用。它自動監(jiān)視機組運行過程中的一些重要參數(shù)，一旦這些參數(shù)超過允許范圍，立即發(fā)出報警信號，提醒運行人員注意；或直接發(fā)出停機指令，關(guān)閉全部汽輪機蒸汽進汽閥門，緊急停機，以保證汽輪機發(fā)電設備的安全，避免事故的擴大。 由于普遍采用計算機技術(shù)，目前，大多數(shù)ETS 都是數(shù)字化，模塊化，網(wǎng)絡化結(jié)構(gòu)。如采用PLC，或采用DCS 控制器等。具有安全可靠，快速響應，方便維護，信息豐富等諸多優(yōu)點。汽輪機危急跳閘系統(tǒng)是監(jiān)測、保護汽輪發(fā)電機組安全運行的重要裝置，其快速，準確，可靠地動作必須得到絕對保證。為此，ETS 系統(tǒng)應用了雙通道理念，無論是一次監(jiān)測元件還是跳閘電磁閥，都采用雙通道

3、，布置成“或與”門的通道方式，而且還設計有EH 油壓低，潤滑油壓低和凝汽器真空低試驗裝置，可以對相應功能進行在線試驗，并且在試驗過程中仍然具有保護作用。同時，其電子控制器及其I/O 組件也采用雙通道配置或雙機熱備冗余配置?，F(xiàn)以30 萬機組為例，ETS 系統(tǒng)監(jiān)控參數(shù)主要包括：1) 調(diào)節(jié)油壓力低-低EH 油壓跳閘；2) 軸承潤滑油壓低-低潤滑油壓跳閘；3) 凝汽器真空低-低真空跳閘；4) 汽輪機超速-超速跳閘；5) 推力軸承磨損-軸向位移大跳閘；6) 軸承振動大-軸承振動大跳閘；7) 脹差大-脹差大跳閘；8) 發(fā)電機主保護-發(fā)電機主保護跳閘；9) MFT-鍋爐保護跳閘；10) 高排溫度高高排溫度高

4、跳閘；11) 透平壓比低透平壓比低跳閘；12) DEH 110%- DEH110%跳閘；13) DEH 失電DEH 失電跳閘；14) 遠控手動跳機遠控手動跳閘；15)軸承金屬溫度超限另外，再設置4 路跳閘通道作為備用。1.調(diào)節(jié)油壓力低-低EH 油壓跳閘 四個壓力開關(guān)分別在試驗模塊出口處取樣邏輯關(guān)系為“或與”。定值為下降值9.8MPa。 2.軸承潤滑油壓低-低潤滑油壓跳閘 設計形式與EH油壓低相同。定值為下降值 0.06MPa。3.凝汽器真空低-低真空跳閘 設計形式與EH油壓低相同。定值為-27KPa。4.汽輪機超速-超速跳閘；推力軸承磨損-軸 向位移大跳閘；軸承振動大-軸承振動大跳閘；脹差大-

5、脹差大跳閘 以上保護信號皆來自TSI。超速保護定值為 3300rpm，軸向位移定值大于1mm或小于-1mm（發(fā)電機方向為正），軸振大定值為254um，脹差大定值為小于-2.21mm大于17.75mm（冷態(tài)為零，轉(zhuǎn)子大于汽缸膨脹為正）。 目前，ETS 系統(tǒng)都具有模擬化、可擴展的體系結(jié)構(gòu)。一個典型的ETS 系統(tǒng)由以下幾部分組成：一個跳閘控制柜；一個裝有跳閘電磁閥和狀態(tài)壓力開關(guān)的危急跳閘控制塊；三個裝有試驗電磁閥和壓力開關(guān)的試驗塊；操作盤等。根據(jù)用戶的不同要求，ETS 機柜通常做成兩套PLC 并聯(lián)運行，即定義為A 機和B 機，當A 機故障時，奇數(shù)通道跳閘（通道1）；當B 機故障時，偶數(shù)通道跳閘（通道

6、2）。3.2 ETS工作原理 跳閘控制塊 跳閘控制塊安裝在前箱的附近，塊上裝有4 個AST 電磁閥，AST 電磁閥為常開閥，機組正常運行時，AST 電磁閥勵磁關(guān)閉。 跳閘電磁閥按“與或”邏輯關(guān)系布置,ETS 系統(tǒng)分別控制EH 系統(tǒng)中4 個AST 電磁閥，只有當電磁閥AST1、3 和AST2、4中分別至少有一個失電時，汽輪機組才跳閘。4 個AST 電磁閥均可進行在線試驗，以檢驗AST 電磁閥及其動作回路的正確性。試驗塊原理系統(tǒng)共有3 個試驗塊，EH 油試驗塊，LBO 潤滑油試驗塊和LV 真空試驗塊，每個塊的原理均相同。每個試驗塊都被布置成雙通道。J1、J2 為節(jié)流孔；F、F1、F2 為手動閥；S

7、1、S2為電磁閥；B1、B2 為壓力表；K1、K2、K3、K4 為壓力開關(guān)。節(jié)流孔的作用是將兩路隔離開，試驗時互不干擾。試驗可以手動就地試驗，也可以在主控室通過試驗按鈕遠方試驗。用按鈕試驗時，電路上有閉鎖，保證不會兩路同時試驗，一路試驗時，另一路還有保護功能。用就地手動閥試驗時，不能兩路同時作，否則將會引起誤跳機。手動試驗時，尤其要注意。正常情況下，壓力油通過節(jié)流孔送到壓力開關(guān)和指示表B1 和B2，指示表將指示正常油壓，一旦油壓降低，兩邊的4 個壓力開關(guān)只要各有一個開關(guān)動作，將引起跳機。試驗時，打開F1 或S1，則B1 上指示將緩緩下降達到設定值時，K1、K3 將動作。ETS 遠方在線試驗時，

8、對應試驗盤上指示燈亮，表示出相應跳閘控制閥上某一路在試驗。由于跳閘閥布置成雙通道，所以只試驗一路不會產(chǎn)生跳閘信號，若此時被測參數(shù)真的達到停機值，則試驗塊上的壓力開關(guān)將全部動作，兩路信號通過“與”的作用，產(chǎn)生跳閘信號，通過跳閘控制塊使機組停下來。所以說該試驗塊可以在線試驗，并不影響機組的保護功能。試驗塊電磁閥的電源是220VAC。試驗完畢后，要注意表壓是否恢復到正常值，否則不準試驗另一路，以免引起誤跳機。3.3 主保護動作原理AST油壓泄壓主汽門關(guān)閉原理 AST油壓泄壓關(guān)閉主汽門及調(diào)節(jié)門主要依靠卸荷閥動作。(6)主汽門工作原理.exe危急遮斷器工作原理 危急遮斷器是汽輪機最后一道保護也是最重要的一道保護。如果危急遮斷器失靈會照成汽輪機飛車等嚴重事故。當汽輪機轉(zhuǎn)速高達112%時ETS超速保護未動作危急遮斷器就會動作。 轉(zhuǎn)速高達112%時飛錘在離心力的作用下克服彈簧力飛出頂危急遮斷器掛鉤使蝶形閥右移同時卸掉脫扣油。 脫