汽輪機保護系統(tǒng)講義

1、A&D AS CS2 危急遮斷系統(tǒng)危急遮斷系統(tǒng)危急遮斷系統(tǒng)危急遮斷系統(tǒng)- -ETSETS（Emergency Trip SystemEmergency Trip System）是在緊急情況下，迅速是在緊急情況下，迅速關閉汽輪機進汽閥門，切斷汽輪機所有進汽的保護系統(tǒng)關閉汽輪機進汽閥門，切斷汽輪機所有進汽的保護系統(tǒng) 廣義廣義：-包括所有保護部套包括所有保護部套1.1. 機械危急遮斷系統(tǒng)機械危急遮斷系統(tǒng)2.2. 熱工監(jiān)視保護裝置熱工監(jiān)視保護裝置3.3. 現(xiàn)場檢測、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場檢測、執(zhí)行機構(gòu)等狹義：狹義：- - ETSETS僅指熱工監(jiān)視保護裝置及其電氣檢測、執(zhí)行僅指熱工監(jiān)視保護裝置及其電氣檢

2、測、執(zhí)行元件元件 A&D AS CS2 廣義保護系統(tǒng)廣義保護系統(tǒng)1.1. 機械危急遮斷系統(tǒng)機械危急遮斷系統(tǒng)危急遮斷器危急遮斷器危急遮斷油門及其試驗和復位裝置危急遮斷油門及其試驗和復位裝置手動停機裝置手動停機裝置軸向位移遮斷裝置軸向位移遮斷裝置真空低遮斷裝置真空低遮斷裝置油壓低遮斷裝置油壓低遮斷裝置隔膜閥等隔膜閥等2.2. 熱工監(jiān)視保護裝置熱工監(jiān)視保護裝置電氣柜電氣柜電源電源電子線路板電子線路板計算機卡件計算機卡件繼電器繼電器接觸器接觸器電氣線路電氣線路保護邏輯等。保護邏輯等。3.3. 現(xiàn)場檢測、執(zhí)行機構(gòu)現(xiàn)場檢測、執(zhí)行機構(gòu)主汽閥及其油動機主汽閥及其油動機再熱主汽閥及其油動機再熱主汽閥及其

3、油動機緊急停機電磁閥緊急停機電磁閥各種壓力、溫度、行程開關各種壓力、溫度、行程開關 A&D AS CS2 ETS保護系統(tǒng)項目保護系統(tǒng)項目ETSETS系統(tǒng)監(jiān)測的項目系統(tǒng)監(jiān)測的項目: :1.1. 超速超速2.2. 真空低真空低3.3. 油壓低油壓低4.4. 軸向位移大軸向位移大5.5. 機組振動大機組振動大6.6. 潤滑油溫度高潤滑油溫度高7.7. 推力瓦及支持軸瓦溫度高推力瓦及支持軸瓦溫度高8.8. 差脹大差脹大9.9. 缸脹超差缸脹超差10.10.偏心大偏心大11.11.發(fā)電機斷水發(fā)電機斷水12.12.鍋爐燃料跳閘鍋爐燃料跳閘 A&D AS CS2 ETSETS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的

4、關系系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的關系 1.1. ETSETS系統(tǒng)與系統(tǒng)與DEHDEH系統(tǒng)、系統(tǒng)、TSITSI系統(tǒng)等是互相聯(lián)系，相系統(tǒng)等是互相聯(lián)系，相互作用的互作用的2.2. 共同完成機組控制、監(jiān)測、安全運行的任務共同完成機組控制、監(jiān)測、安全運行的任務3.3. DEHDEH調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)TSITSI監(jiān)測監(jiān)測ETSETS保護保護冗余DPUDE H輸入信號獨立通道三選二硬件OPC轉(zhuǎn)速1OPC電磁閥伺服系統(tǒng)高調(diào)門中調(diào)門轉(zhuǎn)速2轉(zhuǎn)速3ETS主汽門其它緊急停機信號103%超速110%超速ASL新 華 DEH III OPC工 作 原 理 圖A&D AS CS2 1.1. 簡潔、直接、獨立、快速的原則簡潔、直接、獨立、

5、快速的原則盡量減少各種中間環(huán)節(jié)和時間延遲盡量減少各種中間環(huán)節(jié)和時間延遲盡量避免轉(zhuǎn)接、擴展和轉(zhuǎn)換盡量避免轉(zhuǎn)接、擴展和轉(zhuǎn)換 2.2. 獨立系統(tǒng)原則獨立系統(tǒng)原則一般應與調(diào)節(jié)系統(tǒng)分開設計一般應與調(diào)節(jié)系統(tǒng)分開設計必須保證即使調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障的時候，必須保證即使調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障的時候，保護系統(tǒng)仍具有使汽輪機停止運行的保護系統(tǒng)仍具有使汽輪機停止運行的能力能力 3.3. 失電跳機原則失電跳機原則ETSETS系統(tǒng)應具有獨立的供電系統(tǒng)，要求系統(tǒng)應具有獨立的供電系統(tǒng)，要求采用冗余的直流電源和交流電源供電采用冗余的直流電源和交流電源供電當不能采用獨立電源時，或失電后保當不能采用獨立電源時，或失電后保護邏輯不能被執(zhí)行時，則必須

6、設計成護邏輯不能被執(zhí)行時，則必須設計成失電跳機方式失電跳機方式如果采用帶電跳閘方式，系統(tǒng)中應具如果采用帶電跳閘方式，系統(tǒng)中應具有在線電源監(jiān)視、報警功能有在線電源監(jiān)視、報警功能ETSETS系統(tǒng)設計原則系統(tǒng)設計原則 4.4. 冗余配置原則冗余配置原則一套系統(tǒng)故障時，另一套仍然一套系統(tǒng)故障時，另一套仍然具有使汽機停止運行的一切功具有使汽機停止運行的一切功能能故障的一套系統(tǒng)可進行在線維故障的一套系統(tǒng)可進行在線維修、更換，而不對保護功能和修、更換，而不對保護功能和機組運行有任何影響機組運行有任何影響 A&D AS CS2 超速保護超速保護 汽輪機超速的主要原因汽輪機超速的主要原因1.1. 由于電

7、氣線路故障，造成機組從電網(wǎng)中突然解列，甩去較高負荷到零。由于電氣線路故障，造成機組從電網(wǎng)中突然解列，甩去較高負荷到零。2.2. 并網(wǎng)前，轉(zhuǎn)速控制情況下，或在單機運行時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制不穩(wěn)定。并網(wǎng)前，轉(zhuǎn)速控制情況下，或在單機運行時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制不穩(wěn)定。3.3. 并網(wǎng)運行時，發(fā)電機突然失磁，造成機組異步運行。并網(wǎng)運行時，發(fā)電機突然失磁，造成機組異步運行。4.4. 轉(zhuǎn)速控制情況下轉(zhuǎn)速信號突然失去。轉(zhuǎn)速控制情況下轉(zhuǎn)速信號突然失去。5.5. 閥門或執(zhí)行機構(gòu)卡澀，造成閥門無法關閉或關閉速度太慢閥門或執(zhí)行機構(gòu)卡澀，造成閥門無法關閉或關閉速度太慢 汽輪機超速的危害汽輪機超速的危害1.1. 離心力是與轉(zhuǎn)速

8、的平方成正比離心力是與轉(zhuǎn)速的平方成正比2.2. 汽輪機的轉(zhuǎn)動部件是有一定的強度極限的，轉(zhuǎn)子一般是根據(jù)額定轉(zhuǎn)速汽輪機的轉(zhuǎn)動部件是有一定的強度極限的，轉(zhuǎn)子一般是根據(jù)額定轉(zhuǎn)速的的115%120%115%120%來設計來設計3.3. 一旦轉(zhuǎn)速超過該極限值，將造成葉片斷裂、葉輪松脫、動靜部件相碰一旦轉(zhuǎn)速超過該極限值，將造成葉片斷裂、葉輪松脫、動靜部件相碰的嚴重事故的嚴重事故 A&D AS CS2 危急遮斷器危急遮斷器安裝在汽輪機的主軸上，隨汽輪機一起轉(zhuǎn)動，因此是最直安裝在汽輪機的主軸上，隨汽輪機一起轉(zhuǎn)動，因此是最直接和最可靠的超速保護形式接和最可靠的超速保護形式 電子超速保護電子超速保護測量精度

9、高，調(diào)整容易測量精度高，調(diào)整容易附加保安器附加保安器超速保護方式超速保護方式 A&D AS CS2 危急保安器危急保安器 0n0 00 x0rxcFsF1n2nmaxx額定轉(zhuǎn)速動作轉(zhuǎn)速1n復位轉(zhuǎn)速0n2n00csFFmaxsFmaxcFABCn00130mrkxn)()(30max0max02xrmxxknA&D AS CS2 危急保安器危急保安器 xnmaxx0n2n1n12345可以把調(diào)速器稱為穩(wěn)定調(diào)速器，而把危急保安器稱為不穩(wěn)定調(diào)速器 a)(21A&D AS CS2 機械液壓超速保護系統(tǒng)機械液壓超速保護系統(tǒng) 雙危急保安器雙危急遮斷油門飛錘在線試驗o飛錘單獨試驗o實

10、際超速試驗o注油試驗滑閥式危急遮斷油門 哈汽哈汽200200MWMW危急保安系統(tǒng)危急保安系統(tǒng)A&D AS CS2 上汽上汽300300MWMW危急保安系統(tǒng)危急保安系統(tǒng)單危急保安器單危急遮斷油門飛錘在線試驗o飛錘單獨試驗o實際超速試驗o注油試驗遙控復位碟閥式危急遮斷油門 機械液壓超速保護系統(tǒng)機械液壓超速保護系統(tǒng) A&D AS CS2 電超速保護系統(tǒng)電超速保護系統(tǒng) OST-15V-15VA1A4R20M1F/VOSXOSX轉(zhuǎn)速探頭指示表Q1遮斷繼電器轉(zhuǎn)速信號F/V轉(zhuǎn)換器緩沖放大R2A1試驗設定點R1V/FMOSTR36R30遮斷設定點-15V振蕩信號比較放大器A&D AS

11、CS2 電電超速保護系統(tǒng)超速保護系統(tǒng)電超速保護系統(tǒng)電超速保護系統(tǒng)1.1. 轉(zhuǎn)速發(fā)訊器轉(zhuǎn)速發(fā)訊器采用磁阻式，也可以采用渦流式采用磁阻式，也可以采用渦流式建議安裝在盤車齒輪附近建議安裝在盤車齒輪附近或與或與DEHDEH分別安裝于汽輪機前面或后面分別安裝于汽輪機前面或后面為了防止單個元件故障，一般都設置雙重或三重冗余為了防止單個元件故障，一般都設置雙重或三重冗余 2.2. 轉(zhuǎn)速檢測、判斷卡件轉(zhuǎn)速檢測、判斷卡件安裝在機柜內(nèi)安裝在機柜內(nèi)模擬型模擬型/ /數(shù)字型數(shù)字型磁阻發(fā)訊器輸出一個正比于汽輪機轉(zhuǎn)速的頻率信號磁阻發(fā)訊器輸出一個正比于汽輪機轉(zhuǎn)速的頻率信號該信號在轉(zhuǎn)速測量卡件內(nèi)被轉(zhuǎn)換為模擬電壓或數(shù)字量該信號

12、在轉(zhuǎn)速測量卡件內(nèi)被轉(zhuǎn)換為模擬電壓或數(shù)字量并與設定電壓或數(shù)字整定值相比較并與設定電壓或數(shù)字整定值相比較如果超過整定值，則驅(qū)動控制繼電器，導致機組跳閘如果超過整定值，則驅(qū)動控制繼電器，導致機組跳閘 A&D AS CS2 電超速保護定植電超速保護定植 上汽：哈汽：Hzznf4150608330006000Hzznft4565608330001 . 160%1100Hzznf4400608830006000Hzznft4840608830001 . 160%11006000znf 60%1100znftA&D AS CS2 超速保護連鎖試驗回路超速保護連鎖試驗回路S1S2OS-1OS-

13、2110VDC+-OSTS1S2OS-1OS-2110VDC+-OST2OST1A&D AS CS2 ETSETS驅(qū)動回路驅(qū)動回路1A1A1B1B20-1AST20-3AST1A1BLR1A1BLR2A2BLR2A2B2A2A2B2B20-2AST20-4ASTLP-1LBO-1LV-1OS-1TB-1RM-1RCPWRRCLP-2LBO-2LV-2OS-2TB-2RM-2PWRPWRPWRPWR超速保護板RC試驗復位遮斷復位110VAC#1110VAC#2通道#1通道#2A&D AS CS2 軸向位移保護軸向位移保護軸向位移產(chǎn)生的原因：軸向位移產(chǎn)生的原因： 汽輪機是高溫、高壓

14、蒸汽驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)機械汽輪機是高溫、高壓蒸汽驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)機械 由于進、排汽參數(shù)的差異，必然產(chǎn)生巨大的軸向推力由于進、排汽參數(shù)的差異，必然產(chǎn)生巨大的軸向推力 在汽輪機的結(jié)構(gòu)設計上，可以采用平衡盤或平衡管來在汽輪機的結(jié)構(gòu)設計上，可以采用平衡盤或平衡管來抵消大部分軸向推力，但其余的推力則由推力軸承承擔抵消大部分軸向推力，但其余的推力則由推力軸承承擔 推力軸承：推力軸承：v工作推力瓦塊工作推力瓦塊v非工作推力瓦塊非工作推力瓦塊A&D AS CS2 軸向位移過大的危害軸向位移過大的危害： 推力瓦塊上澆有烏金。推力瓦塊上澆有烏金。 正常運行時，推力瓦塊與推力盤之間具有油膜，承載推力正常運行時，推力瓦塊與

15、推力盤之間具有油膜，承載推力 如果汽輪機軸向推力增大，使推力軸承過負荷，將破壞油膜如果汽輪機軸向推力增大，使推力軸承過負荷，將破壞油膜， 推力瓦塊與推力盤之間產(chǎn)生干摩擦，造成烏金熔化。推力瓦塊與推力盤之間產(chǎn)生干摩擦，造成烏金熔化。 汽輪機轉(zhuǎn)子沿軸向移動，轉(zhuǎn)動部件與靜止部件發(fā)生摩擦甚至汽輪機轉(zhuǎn)子沿軸向移動，轉(zhuǎn)動部件與靜止部件發(fā)生摩擦甚至碰撞，造成嚴重機械事故碰撞，造成嚴重機械事故軸向位移的危害軸向位移的危害A&D AS CS2 轉(zhuǎn)子軸向竄動的其他原因：轉(zhuǎn)子軸向竄動的其他原因： 高、中、低壓汽缸之間進汽不平衡高、中、低壓汽缸之間進汽不平衡 水沖擊水沖擊 動葉結(jié)垢動葉結(jié)垢 潤滑油系統(tǒng)油壓潤滑

16、油系統(tǒng)油壓 油溫不正常致使油膜破壞油溫不正常致使油膜破壞 軸向位移的其他原因軸向位移的其他原因A&D AS CS2 軸向位移檢測由軸向位移檢測由TSITSI系統(tǒng)完成系統(tǒng)完成 通過測量轉(zhuǎn)子位移，判斷推通過測量轉(zhuǎn)子位移，判斷推力軸承的磨損情況力軸承的磨損情況 趨近式探頭趨近式探頭 探頭輸出信號與距離成正比探頭輸出信號與距離成正比 一般分別檢測前向和后向位移一般分別檢測前向和后向位移 探頭安裝于推力軸承附近探頭安裝于推力軸承附近避免避免轉(zhuǎn)子脹縮的影響轉(zhuǎn)子脹縮的影響允許在線試驗允許在線試驗軸向位移保護軸向位移保護A&D AS CS2 1A1A1B1B20-1AST20-3AST1A1B

17、LR1A1BLR2A2BLR2A2B2A2A2B2B20-2AST20-4ASTLP-1LBO-1LV-1OS-1TB-1RM-1RCPWRRCLP-2LBO-2LV-2OS-2TB-2RM-2PWRPWRPWRPWR超速保護板RC試驗復位遮斷復位110VAC#1110VAC#2通道#1通道#2ETSETS驅(qū)動回路驅(qū)動回路A&D AS CS2 低低潤滑油壓保護潤滑油壓保護 A&D AS CS2 潤滑油壓保護潤滑油壓保護潤滑油壓力由分成兩個通道的潤滑油壓力由分成兩個通道的4 4個壓力開關檢測個壓力開關檢測當正常運行時，壓力開關當正常運行時，壓力開關63631/1/LBOLBO和和

18、63633/3/LBOLBO的接點是閉合的的接點是閉合的中間繼電器中間繼電器1 1X/LBOX/LBO和和3 3X/LBOX/LBO正常地動作正常地動作與遮斷控制繼電器與遮斷控制繼電器LBOLBO1 1串聯(lián)的繼電器接點串聯(lián)的繼電器接點1 1X/LBOX/LBO和和3 3X/LBOX/LBO都是閉合都是閉合的的這樣，繼電器這樣，繼電器LBOLBO1 1就動作就動作通道通道2 2具有同樣的元件，具有同樣的元件，LBOLBO2 2是用于通道是用于通道2 2的遮斷控制繼電器。的遮斷控制繼電器。繼電器繼電器LBOLBO1 1和和LBOLBO2 2線圈的一側(cè)通過選擇開關的接點線圈的一側(cè)通過選擇開關的接點S1S1和和S2S2而相連而相連。在正常運行時，接點在正常運行時，接點S1S1和和S2S2是閉合的，所以繼電器是閉合的，所以繼電器LBOLBO1 1和和LBOLBO2 2的的線圈是并聯(lián)的。線圈是并聯(lián)的。假如在每一通道中有一只壓力開關打開而表明軸承油壓過低，那么，假如在每一通道中有一只壓力開關打開而表明軸承油壓過低，那么，繼電器繼電器LBOLBO1 1和和LBOLBO2 2就將釋放（引起自動停機通道就將釋放（引起自動停機通道1 1和和2 2遮斷）遮斷） A&D AS CS2 ETSETS系統(tǒng)提供