汽輪機危急保護系統(tǒng)ETS

...wd......wd......wd...汽輪機危急跳閘系統(tǒng)〔ETS〕目錄TOC\o"1-3"\h\z汽輪機危急跳閘系統(tǒng)〔ETS〕1第1節(jié)汽機保護系統(tǒng)根本概念2第2節(jié)汽輪機保護原理和邏輯4第3節(jié)ETS系統(tǒng)常見故障及處理9第1節(jié)汽機保護系統(tǒng)根本概念1、熱工保護的概念及作用隨著汽輪機組容量的不斷增大，蒸汽參數(shù)越來越高，熱力系統(tǒng)越來越復(fù)雜。為了提高機組的熱經(jīng)濟性，汽輪機的級間間隙、袖封間隙都選擇得比擬小。因汽輪機的旋轉(zhuǎn)速度很高，新機組啟動、運行或停機過程中，如果沒有按規(guī)定的要求操作控制，則很容易使汽輪機的轉(zhuǎn)動部件和靜止部件相互摩擦引起葉片損壞、大軸彎曲、推力瓦燒毀等嚴重事故．為了保證機組安全啟停和正常運行需對汽輪機組曲軸向位移、熱膨脹、差脹、轉(zhuǎn)速、振動、主軸偏心度等機械參數(shù)進展監(jiān)視并對軸承溫度、油壓、真空、高加水位等熱工參數(shù)進展監(jiān)視和異常保護．當被監(jiān)視的參數(shù)在超過規(guī)定值(報警值)通過聲、光等報警信息提醒值班運行人員，及時向值班運行人員提供這些熱工參數(shù)變化的信息。在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)和聯(lián)動控制系統(tǒng)等自動處理熱工參數(shù)的異常時，運行值班人員還可以采取其他必要措施。只有當所有上述處理措施均失效，同時異常情況不斷開展甚至可能危及機組設(shè)備的安全時，自動保護系統(tǒng)的跳閘回路才使用最后的極端措施——保護裝置動做關(guān)閉主汽門，實行緊急停機，確保機組設(shè)備及人身的安全。保護、連鎖、程序控制的邏輯框圖符號及意義見表1-1。2、熱工保護的特點〔1〕熱工保護是保證設(shè)備及人身安全的最高手段一個熱工保護系統(tǒng)大致可分成兩級：事故處理回路及跳閘回路。事故處理回路是以維持機組繼續(xù)運行不中斷為目的；跳閘回路則以保護設(shè)備及人身的安全為目的?！?〕熱工保護的操作指令擁有最高優(yōu)先級即在任何情況下，不允許人為干擾它的工作，更不允許在機組運行過程中切除或退出熱工保護系統(tǒng)?！?〕熱工保護系統(tǒng)必須與其他自動控制配合使用在保護動作過程中，直接由專門的執(zhí)行機構(gòu)去獨立完成(例如：汽輪機超速或低真空引起跳閘停機)。一般在跳閘后還需通過聯(lián)動控制去完成一系列操作?！?〕熱工保護檢測信息的可靠性高由于保護系統(tǒng)最終是通過終止機組的運行來保證設(shè)備及人身安全的，因此，對保護系統(tǒng)檢測信息的可靠性要求極高。一般必須是獨立的檢測系統(tǒng)，如果檢測信息不準確，就會引發(fā)保護誤動或拒動，給設(shè)備或人身帶來嚴重安全隱患?！?〕熱工保護具有監(jiān)測和試驗手段熱工保護系統(tǒng)在機組正常運行時長期處于待機狀態(tài)，一旦發(fā)生異常情況，要求它能立即動作，為此，熱工保護系統(tǒng)必須具有監(jiān)測和試驗手段?！?〕熱工保護具有專門的記錄系統(tǒng)表1-1保護、聯(lián)鎖、程序控制的邏輯框圖符號當熱工保護系統(tǒng)動作后，為盡快排除故障，要求迅速、準確地掌握機組跳閘的原因。因此，熱工保護系統(tǒng)中配備有專門的記錄儀，用以記錄跳閘回路中首先出現(xiàn)的跳閘條件及該條件出現(xiàn)的時間。表1-1保護、聯(lián)鎖、程序控制的邏輯框圖符號第2節(jié)汽輪機保護原理和邏輯1、熱工保護裝置的作用熱工保護裝置的作用是：當熱工參數(shù)到達極限時，一方面通過聲、光等報警信號提醒運行人員；另一方面在確認事故的情況下自動采取緊急停機、停爐或相應(yīng)的減負荷等措施，以確保機組及人身安全。2、汽輪機設(shè)置的保護工程汽輪機的自動保護工程主要包括超速、凝汽器真空低、軸承油壓過低和軸向位移過大等。3、熱工保護系統(tǒng)舉例〔1〕汽輪機的超速保護圖2-1汽輪機安全油路原理1—汽輪機軸；2—離心飛錘；3—彈簧；4圖2-1汽輪機安全油路原理1—汽輪機軸；2—離心飛錘；3—彈簧；4—桿杠；5—危急保安器滑閥；6—主汽門油動機；7—電磁滑閥；8—調(diào)速器圖2-1所示為汽輪機安全油路及危急保安器的示意。當汽輪機的轉(zhuǎn)速升高時，裝在汽輪機軸內(nèi)的離心飛錘2的離心力抑制彈簧3的壓力甩出軸外。凸出軸外的飛錘端部通過杠桿4使危急保安器的滑閥5開啟，泄去安全油路的油壓。汽輪機的主汽門由油動機6控制，執(zhí)行機構(gòu)活塞下部的油壓建設(shè)時，活塞抑制彈簧的壓力使主汽門翻開。一旦油壓泄去，活塞受彈簧的壓力使主汽門立即關(guān)閉。在安全油路中還設(shè)有由其他保護條件控制的泄油門。在圖中的7是由電磁鐵控制的泄油閥(電磁滑閥)，供電信息控制汽輪機跳閘用，此電磁鐵通常被稱為汽輪機電磁跳閘線圈。危急保安器離心飛錘的動作可以用彈簧進展整定。為保險起見，一般汽輪機有兩個離心飛錘，分別整定為兩個動作值：汽輪機正常轉(zhuǎn)速的110％和111％，即轉(zhuǎn)速為3300r／min和，3330r／min。為切實防止汽輪機超速事故的發(fā)生，除了危急保安器之外，在液壓調(diào)速系統(tǒng)中還設(shè)有超速后備保護滑閥，此滑閥通常放在調(diào)速器的滑閥上。當汽輪機轉(zhuǎn)速過大時，調(diào)速器滑閥行程增大，帶動超速后備保護滑閥，將安全油壓泄去。一般超速后備保護滑閥的動作值為正常轉(zhuǎn)速的112％～114％，對應(yīng)3360～3420r／min?！?〕凝汽器真空低保護為了使汽輪機的運行有較好的經(jīng)濟儀并能及時發(fā)現(xiàn)和消除凝汽設(shè)備遠行中的故障應(yīng)對凝汽器的真空進展監(jiān)視，當汽輪機凝汽器的真空降低時，必須相應(yīng)降低汽輪機的負荷，否則將改變轉(zhuǎn)子及葉片的受力情況及機組中心，引起汽輪機的振動增大，軸向位移增大。為此，汽輪機應(yīng)設(shè)置凝汽器真空低保護。當凝汽器真空低至規(guī)定值(一般為67～73kPa或500～550mmHg)時，送出汽輪機跳閘信息，使汽輪機停頓運行。凝汽器真空低保護的信息使用開關(guān)量變送器檢測。當汽輪機啟動過程中凝汽器的真空低于規(guī)定值，且凝汽器低真空保護的跳閘信息存在，則汽輪機不能啟動。因此，可以采用在檢測信息中參加閉鎖條件的方法，使用兩個同樣規(guī)格，并且有可調(diào)差值的壓力開關(guān)同時測量凝汽器的真空值，將兩個壓力開關(guān)的輸出觸點串聯(lián)起來作為凝汽器真空低的跳閘信息。兩壓力開關(guān)的整定值為：主壓力開關(guān)的觸點整定在真空值低到72kPa(540mmHg)(假設(shè)的跳閘值)以下時觸點接通閉合。閉鎖用壓力開關(guān)的觸點整定在真空值升到93kPa(700mmHg)以上時觸點閉合接通，當真空降到67kPa(500rnmHg)以下時觸點斷開。由此，在汽輪機啟動過程中，當真空低于93kPa時，閉鎖用壓力開關(guān)的觸點斷開，無跳閘信息。當真空值升到93kPa以上再降到72kPa時，發(fā)出跳閘信息，同時，當真空值降到67kPa以下時，跳閘信息被切除。(3)軸承潤滑油壓低保護汽輪機的軸頸是靠油膜與軸承接觸的。假設(shè)潤滑油壓過低，將破壞油膜致使軸頸與軸承直接接觸。軸頸與軸承間的高速摩擦所產(chǎn)生的大量熱量將使回油油溫迅速上升，嚴重時將使軸瓦燒壞，轉(zhuǎn)子下沉或汽缸內(nèi)部動、靜局部發(fā)生碰撞。為此，應(yīng)設(shè)置軸承潤滑油壓低保護。潤滑油壓低保護框圖如圖示2-2所示。圖2-2軸承潤滑油壓低保護系統(tǒng)框圖在汽輪機運行過程中，假設(shè)潤滑油壓降至低I值(即O.07MPa)時，聯(lián)動控制系統(tǒng)將自動啟動交流潤滑油泵(或潤滑油泵的交流電機)；當潤滑油壓下降至低Ⅱ值(即0.031MPa)時，聯(lián)動控制系統(tǒng)將自動啟動直流潤滑油泵(或潤滑油泵的直流電機)；當潤滑油壓降至低Ⅲ值(即0.02MPa)時，發(fā)出汽輪機跳閘信息，使汽輪機緊急停機；當潤滑油壓降至低Ⅳ值時，則必須停頓盤車。圖2-2軸承潤滑油壓低保護系統(tǒng)框圖(4)軸向位移過大保護軸向位移保護的作用是：防止汽輪機轉(zhuǎn)子推力軸承磨損造成汽輪機轉(zhuǎn)子與靜子局部相碰撞。制造廠規(guī)定軸向位移應(yīng)小于±1.2mm，所謂“+〞、“-〞是指：軸向位移向推力瓦工作面(即發(fā)電機方向)為“+〞，軸向位移向非推力瓦工作面(即汽輪機機頭方向)為軸向位移檢測裝置安裝在盡量靠近推力軸承處，用以排除轉(zhuǎn)子膨脹的影響。圖2-3所示是油壓式軸向位移檢測裝置工作原理。油壓式軸向位移檢測裝置是目前使用較廣泛的一種軸向位移檢測裝置。在汽輪機軸上有一凸緣，在凸緣兩側(cè)各裝有一只油噴嘴，由汽輪機的油系統(tǒng)節(jié)流孔板向油噴嘴供油。當油噴嘴與凸緣平面的距離變化時，油噴嘴出口前的油壓，即節(jié)流孔板后的油壓亦發(fā)生變化。二者距離越小，則油噴嘴出口前油壓越高。所以，當油噴嘴位置固定，且汽輪機轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生軸向位移時，油噴嘴出口前的油壓變化就對應(yīng)了軸向位移的大小。因此，只要知道油噴嘴和凸緣平面距離與油噴嘴出口前油壓的對應(yīng)關(guān)系，即可利用裝在該段油管道上的壓力表及壓力開關(guān)檢測軸向位移值和提供保護用的開關(guān)量信息。一般在汽輪機上安裝了兩套完全一樣的油嘴，分別設(shè)置在汽輪機軸上凸緣的兩側(cè)，如圖2-3所示，用以檢測汽輪機朝兩個方向的軸向位移。圖2-3油壓式軸向位移檢測裝置工作原理圖2-3油壓式軸向位移檢測裝置工作原理(a)構(gòu)造原理；(b)接線原理PZ—壓力表；PX—壓力開關(guān)；SF—試驗閥；FWX—閥位開關(guān)；LD—試驗信號燈；HD—動作信號燈；K—輸出繼電器