汽輪機主要保護

1、 汽輪機主要保護項目汽輪機主要保護項目主講人：武繼琳ETS-Emergency Trip System，即汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)。OPC -OverspeedProtectionController，超速保護器，即103%超速保護。AST - AutomaticShiftTrip，危機遮斷。TSI - Turbine Supervisory Instruments，汽輪機監(jiān)視裝置。1.1.超速保護超速保護 1.1 OPC超速保護（超速保護（103%）：）： 機組轉(zhuǎn)速升高到機組轉(zhuǎn)速升高到3090rpm，兩個，兩個OPC電磁閥動電磁閥動作，瞬間關(guān)閉高、中壓調(diào)速汽門，作，瞬間關(guān)閉高、中壓調(diào)速汽門，DEH

2、畫面顯示畫面顯示高、中壓調(diào)門關(guān)閉，高、中壓主汽門開啟，并且高、中壓調(diào)門關(guān)閉，高、中壓主汽門開啟，并且高壓調(diào)門延時高壓調(diào)門延時45秒后重新開啟，中壓調(diào)速汽門秒后重新開啟，中壓調(diào)速汽門在轉(zhuǎn)速低于在轉(zhuǎn)速低于3000rpm后重新開啟維持后重新開啟維持3000rpm； 1.2 DEH超速保護（超速保護（110%）：）： 機組轉(zhuǎn)速到機組轉(zhuǎn)速到110%額定轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速，201/AST204/AST自動停機遮斷電磁閥失電開啟，使自動停機遮斷電磁閥失電開啟，使AST油油壓消失，高、中壓自動主汽門、調(diào)門關(guān)閉停機。壓消失，高、中壓自動主汽門、調(diào)門關(guān)閉停機。注：注： 201/AST204/AST電磁閥采用串并聯(lián)連接

3、電磁閥采用串并聯(lián)連接方式，機組掛閘后電磁閥帶電關(guān)閉，電磁閥失電方式，機組掛閘后電磁閥帶電關(guān)閉，電磁閥失電開啟，安全油泄走，主汽門、調(diào)門關(guān)閉機組停機。開啟，安全油泄走，主汽門、調(diào)門關(guān)閉機組停機。 1.3 ETS超速保護：超速保護： 機組轉(zhuǎn)速到機組轉(zhuǎn)速到110%額定轉(zhuǎn)速，來自額定轉(zhuǎn)速，來自ETS的超速保的超速保護信號使護信號使201/AST204/AST電磁閥失電開啟，電磁閥失電開啟，使使AST油壓消失，高、中壓自動主汽門、調(diào)門關(guān)油壓消失，高、中壓自動主汽門、調(diào)門關(guān)閉停機；閉停機； （來自（來自TSI的三取二超速保護信號）的三取二超速保護信號） 1.4 機械超速保護：機械超速保護： 汽輪機前軸承箱

4、內(nèi)的機頭部位裝有一套機汽輪機前軸承箱內(nèi)的機頭部位裝有一套機械式危急遮斷保安系統(tǒng)，包括危急遮斷器、危急械式危急遮斷保安系統(tǒng)，包括危急遮斷器、危急遮斷油門、常閉及常開式電磁閥、節(jié)流孔板及隔遮斷油門、常閉及常開式電磁閥、節(jié)流孔板及隔膜閥等；危急遮斷器與主軸同速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)汽輪機膜閥等；危急遮斷器與主軸同速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)汽輪機轉(zhuǎn)速達到轉(zhuǎn)速達到110%112%額定轉(zhuǎn)速時，飛錘在離心力額定轉(zhuǎn)速時，飛錘在離心力的作用下飛出，打擊在危急遮斷油門擋板上使危的作用下飛出，打擊在危急遮斷油門擋板上使危急遮斷油門安全油壓快速泄掉，安全油壓快速下急遮斷油門安全油壓快速泄掉，安全油壓快速下降使隔膜閥動作開啟，進而泄去危急遮斷油總管

5、降使隔膜閥動作開啟，進而泄去危急遮斷油總管油壓，使高、中壓自動主汽門、調(diào)門關(guān)閉停機。油壓，使高、中壓自動主汽門、調(diào)門關(guān)閉停機。2.2.高壓缸保護高壓缸保護 2.1高壓缸暖缸期間的保護：高壓缸暖缸期間的保護： 汽輪機轉(zhuǎn)速汽輪機轉(zhuǎn)速1050rpm、高壓缸排汽壓力、高壓缸排汽壓力1.7MPa,延時延時2s汽輪機自動跳閘；汽輪機自動跳閘； 原因：汽輪機轉(zhuǎn)速原因：汽輪機轉(zhuǎn)速1050rpm、高壓缸排汽壓力、高壓缸排汽壓力1.7MPa說明高排逆止門不嚴(yán)，大量蒸汽倒流至說明高排逆止門不嚴(yán)，大量蒸汽倒流至高壓缸排汽口，可能引起汽輪機轉(zhuǎn)速飛升。高壓缸排汽口，可能引起汽輪機轉(zhuǎn)速飛升。 2.2高壓缸真空保護：高壓缸真

6、空保護： 高壓調(diào)節(jié)閥開度為零，高壓缸排汽壓力高壓調(diào)節(jié)閥開度為零，高壓缸排汽壓力0.14MPa、汽輪機轉(zhuǎn)速、汽輪機轉(zhuǎn)速1050rpm延時延時4min，汽，汽輪機跳閘；輪機跳閘； 原因：當(dāng)汽輪機轉(zhuǎn)速原因：當(dāng)汽輪機轉(zhuǎn)速1050rpm至汽輪機切缸前，至汽輪機切缸前，高壓缸抽真空閥處于在開位，高壓缸處于真空狀高壓缸抽真空閥處于在開位，高壓缸處于真空狀態(tài)，如高排壓力態(tài)，如高排壓力0.14MPa，可能是高壓主汽門或，可能是高壓主汽門或調(diào)門嚴(yán)密性很差或高排逆止門不嚴(yán)，高壓缸進入調(diào)門嚴(yán)密性很差或高排逆止門不嚴(yán)，高壓缸進入蒸汽。保護是防止高壓缸葉片鼓風(fēng)摩擦造成超溫蒸汽。保護是防止高壓缸葉片鼓風(fēng)摩擦造成超溫 。 2

7、.3 高壓缸抽真空閥開啟保護：高壓缸抽真空閥開啟保護： 高壓缸未切換、汽輪機轉(zhuǎn)速高壓缸未切換、汽輪機轉(zhuǎn)速1020rpm或高或高壓外缸金屬溫度壓外缸金屬溫度TE017（MAA10CT209)190、抽、抽真空閥在真空閥在100s內(nèi)未打開，汽輪機跳閘；內(nèi)未打開，汽輪機跳閘； 原因：機組冷態(tài)啟動（原因：機組冷態(tài)啟動（ TE017190），高壓缸），高壓缸需要倒暖，機組掛閘后，高壓缸倒暖門需要倒暖，機組掛閘后，高壓缸倒暖門1、2開啟，開啟，高壓缸抽真空門關(guān)閉，當(dāng)汽輪機轉(zhuǎn)速高壓缸抽真空門關(guān)閉，當(dāng)汽輪機轉(zhuǎn)速1020rpm或高壓外缸金屬溫度或高壓外缸金屬溫度TE017190時，高壓缸倒暖時，高壓缸倒暖結(jié)束，

8、到暖門結(jié)束，到暖門1、2關(guān)閉，高壓缸抽真空閥開啟。關(guān)閉，高壓缸抽真空閥開啟。機組非冷態(tài)啟動（機組非冷態(tài)啟動（ TE017190），高壓缸不），高壓缸不需要倒暖，機組掛閘后，倒暖門需要倒暖，機組掛閘后，倒暖門1、2保保持關(guān)閉狀態(tài)，高壓缸抽真空門保持開啟持關(guān)閉狀態(tài)，高壓缸抽真空門保持開啟狀態(tài)。此保護的目的是防止高壓缸抽真狀態(tài)。此保護的目的是防止高壓缸抽真空門故障未開啟造成高壓缸鼓風(fēng)摩擦，空門故障未開啟造成高壓缸鼓風(fēng)摩擦，導(dǎo)致葉片超溫損壞。導(dǎo)致葉片超溫損壞。 2.42.4高壓缸抽真空閥關(guān)閉保護：高壓缸抽真空閥關(guān)閉保護： 汽輪機轉(zhuǎn)速汽輪機轉(zhuǎn)速1020rpm、高壓外缸金屬溫度、高壓外缸金屬溫度190、汽

9、輪機啟動條件成立，抽真空閥在、汽輪機啟動條件成立，抽真空閥在100s內(nèi)未關(guān)閉內(nèi)未關(guān)閉, ,汽輪機跳閘；汽輪機跳閘； 原因：機組冷態(tài)啟動，原因：機組冷態(tài)啟動，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1020rpm前前高壓缸高壓缸應(yīng)在倒暖狀態(tài)，抽真空閥未關(guān)閉，高壓缸無法倒應(yīng)在倒暖狀態(tài)，抽真空閥未關(guān)閉，高壓缸無法倒暖。暖。 2.5高壓缸抽真空閥過流保護：高壓缸抽真空閥過流保護： 高壓缸抽真空時的抽真空閥后壓力高壓缸抽真空時的抽真空閥后壓力0.8MPa延延時時15s汽輪機跳閘；汽輪機跳閘； 原因：高壓缸抽真空時，抽真空閥在開啟情況下，原因：高壓缸抽真空時，抽真空閥在開啟情況下，抽真空閥后壓力抽真空閥后壓力0.8MPa，說明高壓缸主汽

10、門、，說明高壓缸主汽門、調(diào)門或高排逆止門不嚴(yán)，高壓缸抽真空失敗。調(diào)門或高排逆止門不嚴(yán)，高壓缸抽真空失敗。 2.6 高壓缸排汽口金屬溫度高保護：高壓缸排汽口金屬溫度高保護： 上半高壓外缸排汽內(nèi)表面溫度上半高壓外缸排汽內(nèi)表面溫度420跳機。跳機。 原因：高壓缸蒸汽流量不足，導(dǎo)致高壓缸排汽口原因：高壓缸蒸汽流量不足，導(dǎo)致高壓缸排汽口金屬溫度超限，防止高壓缸末級葉片損壞。金屬溫度超限，防止高壓缸末級葉片損壞。3.3.排汽裝置背壓高保護：排汽裝置背壓高保護： 當(dāng)排汽裝置背壓高達當(dāng)排汽裝置背壓高達65kPa(開關(guān)量）保護動作停機。開關(guān)量）保護動作停機。（三取二邏輯）（三取二邏輯） 原因：背壓高，排汽溫度升

11、高，原因：背壓高，排汽溫度升高，低壓缸及低壓軸承座受熱膨脹，低壓缸及低壓軸承座受熱膨脹，引起中心偏移，振動增大；背引起中心偏移，振動增大；背壓高若保持負荷不變，則進汽壓高若保持負荷不變，則進汽量增大，使軸向推力增大以及量增大，使軸向推力增大以及葉片過負荷，排汽容積流量減葉片過負荷，排汽容積流量減小，末級葉片要產(chǎn)脫流、渦流、小，末級葉片要產(chǎn)脫流、渦流、使葉片顫振，產(chǎn)生較大激振力，使葉片顫振，產(chǎn)生較大激振力，有可能損傷葉片。有可能損傷葉片。4.4.潤滑油壓低保護潤滑油壓低保護 潤滑油壓潤滑油壓0.1MPa（開（開關(guān)量）保護動作停機。（三關(guān)量）保護動作停機。（三取二邏輯）取二邏輯） 原因：潤滑油系統(tǒng)

12、是保證汽原因：潤滑油系統(tǒng)是保證汽輪機安全運行的主要系統(tǒng)，輪機安全運行的主要系統(tǒng)，主要作用是潤滑、冷卻、減主要作用是潤滑、冷卻、減震、防腐。如果潤滑油壓力震、防腐。如果潤滑油壓力過低會造成軸承冷卻不夠，過低會造成軸承冷卻不夠，油膜建立不當(dāng)，甚至燒瓦等油膜建立不當(dāng)，甚至燒瓦等重大設(shè)備損壞事故。重大設(shè)備損壞事故。5. .EH油壓低保護油壓低保護 5.1 EH油母管壓力低至油母管壓力低至11.2MPa發(fā)發(fā)EH油壓低報警油壓低報警信號，聯(lián)動備用信號，聯(lián)動備用EH油泵；油泵； 5.2 EH油母管壓力高至油母管壓力高至16.2MPa發(fā)發(fā)EH油壓高報警信油壓高報警信號；號； 5.3 EH油母管壓力降至油母管壓

13、力降至9.5MPa（開關(guān)量）保護動（開關(guān)量）保護動作停機。（四取二作停機。（四取二,奇偶數(shù)跳閘奇偶數(shù)跳閘2） EH油是汽輪機油動機工作介質(zhì)，如油是汽輪機油動機工作介質(zhì)，如EH油壓過油壓過低，油動機驅(qū)動壓力就會降低，會造成調(diào)門開啟低，油動機驅(qū)動壓力就會降低，會造成調(diào)門開啟速度變慢，主汽門緩慢關(guān)閉，引起汽輪機調(diào)節(jié)系速度變慢，主汽門緩慢關(guān)閉，引起汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)異常，影響機組安全運行。統(tǒng)異常，影響機組安全運行。6.AST6.AST油壓低保護跳閘油壓低保護跳閘 ASL1掛閘掛閘1、 ASL2掛閘掛閘2、 ASL3掛閘掛閘3油壓低，油壓低，三取二，三取二，5秒脈沖跳機。秒脈沖跳機。7.7.軸向位移保護軸向

14、位移保護 7.1 汽輪機軸向位移小于汽輪機軸向位移小于-0.5mm或大于或大于+0.3mm發(fā)發(fā)“軸向位移大軸向位移大”報警信號；報警信號； 7.2 汽輪機軸向位移小于汽輪機軸向位移小于-0.7mm或大于或大于+0.5mm保保護動作停機護動作停機(三取二）。三取二）。 原因：汽輪機運行過程中，會產(chǎn)生相當(dāng)大的軸向原因：汽輪機運行過程中，會產(chǎn)生相當(dāng)大的軸向推力。因此在汽輪機上均設(shè)有推力軸承，來平衡推力。因此在汽輪機上均設(shè)有推力軸承，來平衡這一軸向推力。在正常運行時，汽輪機轉(zhuǎn)子軸的這一軸向推力。在正常運行時，汽輪機轉(zhuǎn)子軸的推力盤依靠油膜支持在推力軸承上的烏金瓦上。推力盤依靠油膜支持在推力軸承上的烏金瓦

15、上。如果汽輪機的負荷過大或者蒸汽參數(shù)變化過大，如果汽輪機的負荷過大或者蒸汽參數(shù)變化過大，都可能導(dǎo)致軸向推力增大。當(dāng)軸向推力過大破壞都可能導(dǎo)致軸向推力增大。當(dāng)軸向推力過大破壞了推力瓦油膜時，就會造成推力瓦磨壞或汽輪機了推力瓦油膜時，就會造成推力瓦磨壞或汽輪機動靜部分碰擦等嚴(yán)重事故。動靜部分碰擦等嚴(yán)重事故。 汽輪機沿軸方向的位移，以推力盤為死點，汽輪機沿軸方向的位移，以推力盤為死點，向發(fā)電機方向的為正的軸向位移，向汽輪機前軸向發(fā)電機方向的為正的軸向位移，向汽輪機前軸承箱方向為負的軸向位移。承箱方向為負的軸向位移。8.8.主油箱油位低保護主油箱油位低保護 北重汽輪機廠規(guī)定：潤滑油主油箱油位低壓北重汽

16、輪機廠規(guī)定：潤滑油主油箱油位低壓400mm(開關(guān)量），機組保護動作停機。為了防止開關(guān)量），機組保護動作停機。為了防止油位低保護誤動，現(xiàn)主油箱油位低于油位低保護誤動，現(xiàn)主油箱油位低于500mm，DCS發(fā)發(fā)“油位低油位低”報警。如油位低于報警。如油位低于400mm，需要，需要手動停機。手動停機。9.DEH9.DEH、ETSETS失電保護失電保護 DEHDEH系統(tǒng)有兩路電源，如兩路電源全部失電，系統(tǒng)有兩路電源，如兩路電源全部失電，或一路失電，另一路切換時間過長均會導(dǎo)致機組或一路失電，另一路切換時間過長均會導(dǎo)致機組跳閘。機組跳閘后，跳閘。機組跳閘后，DEHDEH畫面仍然保持機組跳閘前畫面仍然保持機組跳

17、閘前各參數(shù)，就地主汽門、調(diào)門關(guān)閉關(guān)閉。各參數(shù)，就地主汽門、調(diào)門關(guān)閉關(guān)閉。 ETS ETS系統(tǒng)與系統(tǒng)與DEHDEH系統(tǒng)一樣，也由雙路電源供電，系統(tǒng)一樣，也由雙路電源供電，兩路電源全部失電會造成機組跳閘。兩路電源全部失電會造成機組跳閘。 DEH DEH、ETSETS系統(tǒng)任一路電源故障、失電在系統(tǒng)任一路電源故障、失電在DEHDEH、DCSDCS畫面均有聲光報警，畫面均有聲光報警， 需要及時通知熱控人員。需要及時通知熱控人員。10.10.發(fā)電機故障跳汽輪機保護發(fā)電機故障跳汽輪機保護 發(fā)電機跳閘后，發(fā)電機逆功率保護動作，聯(lián)發(fā)電機跳閘后，發(fā)電機逆功率保護動作，聯(lián)鎖停止汽輪機。鎖停止汽輪機。11.11.汽輪

18、機跳閘保護按鈕汽輪機跳閘保護按鈕 11.1 控制臺上汽輪機控制臺上汽輪機停機按鈕（兩個按鈕停機按鈕（兩個按鈕同時按下）；同時按下）； 11.2 機房內(nèi)就地停機機房內(nèi)就地停機按鈕。按鈕。12.12.軸承溫度高保護軸承溫度高保護12.1 汽輪機軸承溫度汽輪機軸承溫度95報警，報警，110手動停機；手動停機；12.2 發(fā)電機軸承溫度發(fā)電機軸承溫度110報警，報警，120手動停機；手動停機；12.3 推力軸承回油溫度前推力軸承回油溫度前/后，后，70/65報警，報警，80 手動停機；手動停機；12.4 潤滑油冷卻器后油溫高于潤滑油冷卻器后油溫高于60手動停機。手動停機。注：注： 推力軸承溫度高限說明書

19、未做規(guī)定，根據(jù)北重推力軸承溫度高限說明書未做規(guī)定，根據(jù)北重廠家人員要求，推力軸承溫度嚴(yán)禁高于廠家人員要求，推力軸承溫度嚴(yán)禁高于95。13. .汽輪機差脹保護汽輪機差脹保護 汽輪機起動、停機及異常工況下，常因轉(zhuǎn)子汽輪機起動、停機及異常工況下，常因轉(zhuǎn)子加熱加熱(或冷卻或冷卻)比汽缸快，轉(zhuǎn)子與汽缸產(chǎn)生膨脹差比汽缸快，轉(zhuǎn)子與汽缸產(chǎn)生膨脹差值簡稱脹差。無論是正脹差還是負脹差，達到某值簡稱脹差。無論是正脹差還是負脹差，達到某一數(shù)值，汽輪機軸向動靜部分就要相碰發(fā)生摩擦。一數(shù)值，汽輪機軸向動靜部分就要相碰發(fā)生摩擦。 13.1 高壓缸差脹小于高壓缸差脹小于-1.2mm或大于或大于+6.6mm發(fā)發(fā)“高高壓缸差脹大

20、壓缸差脹大”報警信號；報警信號； 13.2 高壓缸差脹小于高壓缸差脹小于-2.0mm或大于或大于+7.4mm手動手動停機；停機； 13.3 中壓缸差脹小于中壓缸差脹小于-3.5mm或大于或大于+6.0mm發(fā)發(fā)“中中壓缸差脹大壓缸差脹大”報警信號；報警信號； 13.4 中壓缸差脹小于中壓缸差脹小于-4.5mm或大于或大于+7.0mm手動停機；手動停機； 13.5 低壓缸差脹小于低壓缸差脹小于-2.2mm或大于或大于+8.0mm發(fā)發(fā)“低壓缸低壓缸差脹大差脹大”報警信號；報警信號； 13.6 低壓缸差脹小于低壓缸差脹小于-3.3mm或大于或大于+9.1mm手動停機。手動停機。 注：汽輪機起動、停機及異常工況下，常因轉(zhuǎn)子加熱注：汽輪機起動、停機及異常工況下，常因轉(zhuǎn)子加熱(或冷卻或冷卻)比汽缸快，產(chǎn)生膨脹差值比汽缸快，產(chǎn)生膨脹差值(簡稱脹差簡稱脹差)。無論。無論是正脹差還是負脹差，達到某一數(shù)值，汽輪機軸向動是正脹差還是負脹差，達到某一數(shù)值，汽輪機軸向動靜部分就要相碰發(fā)生摩