ETS汽機(jī)保護(hù)講義說課講解

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。ETS汽機(jī)保護(hù)講義-一、概述：ETS（EMERGENCYTRIPSYSTEM）是汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)的簡稱。汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)用以監(jiān)視汽輪機(jī)的某些參數(shù)，當(dāng)這些參數(shù)超過其運行限制值時，該系統(tǒng)就關(guān)閉全部汽輪機(jī)蒸汽進(jìn)汽閥門，緊急停機(jī)。以保證汽輪機(jī)安全運行，被監(jiān)控的這些參數(shù)是：1.汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速-超速跳閘；2.推力軸承磨損-軸向位移大跳閘；3.調(diào)節(jié)油壓力低-低EH油壓跳閘；4.軸承潤滑油壓低-低潤滑油壓跳閘；5.凝器器真空低-低真空跳閘；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(jī)主保護(hù)-發(fā)電機(jī)

2、主保護(hù)跳閘；9.MFT-鍋爐保護(hù)跳閘；10.高排溫度高高排溫度高跳閘；（電廠選定）11.透平壓比低透平壓比低跳閘；（電廠選定）12.后汽缸溫度高后汽缸溫度高跳閘；（電廠選定）13.軸承溫度高軸承溫度高跳閘；（電廠選定）14.DEH110%-DEH110%跳閘；（電廠選定）15.DEH失電DEH失電跳閘；（電廠選定）16.遠(yuǎn)控手動跳機(jī)遠(yuǎn)控手動跳閘；（電廠選定）17.中壓抽汽高中壓抽汽高跳閘；（電廠選定）18.低壓抽汽高低壓抽汽高跳閘；（電廠選定）19.遠(yuǎn)控跳閘信號（備用點）對于60萬機(jī)組來說，跳閘信號一般在1-16條件中選定，遠(yuǎn)控跳閘接口再置4路作為備用。系統(tǒng)應(yīng)用了雙通道概念，布置成“或與”門的

3、通道方式，這就允許在線試驗，并在試驗過程中裝置仍起保護(hù)作用，另外三低信號的每個接點連接成在線監(jiān)視狀態(tài)，從而保證此系統(tǒng)的可靠性。工作原理：系統(tǒng)機(jī)柜放在電子間，采用兩套PLC并聯(lián)運行，即定義為A機(jī)和B機(jī)，A、B機(jī)冗余控制。當(dāng)運行機(jī)故障時，另外機(jī)立即切至運行狀態(tài)。觸摸屏上設(shè)有跳閘“首出”信號記憶燈，且每一組信號都可以給出“首出”記憶信號，即第一個到來的跳閘信號指示燈閃動亮，其它跳閘信號指示燈常亮，手動復(fù)位后，跳閘信號消失。閘塊工作原理：跳閘塊安裝在前箱的右側(cè)，塊上共有6個電磁閥，2個OPC電磁閥是110VDC，常閉電磁閥，OPC電磁閥由DEH控制；4個AST電磁閥由ETS控制，電磁閥電源為110VD

4、C，常開閥。正常情況下，AST電磁閥是常帶電結(jié)構(gòu)，兩路110VDC電源取自電氣直流屏。其中一路電源控制AST1、AST3電磁閥，另一路電源控制AST2、AST4電磁閥。機(jī)柜中有各路電源檢測繼電器檢測電源工作狀況。跳閘塊電磁閥連接如下圖：P1點壓力為130kg/cm左右。通過節(jié)流孔J1、J2使P2點壓力為65kg/cm左右。在作試驗時，20-1/AST和20-3/AST動作，使得P2點壓力升高至130kg/cm；若20-2/AST和20-4/AST動作，則P2點壓力降為0kg/cm。壓力開關(guān)K1、K2設(shè)定值分別為K1：90kg/cm，K2：40kg/cm。通道1（20-1/AST，20-3/AS

5、T）動作試驗時，K1動作；通道2（20-2/AST，20-4/AST）動作試驗時，K2動作；K1、K2分別送出指示信號。由于整個跳閘塊采用“雙通道”原理，當(dāng)一個通道中的任一只電磁閥打開都將使該通道跳閘；但不能使汽輪機(jī)進(jìn)汽閥關(guān)閉，只有當(dāng)兩個通道都跳閘時，才能使汽輪機(jī)進(jìn)汽閥關(guān)閉，起到跳閘作用，因此大大提高其可靠性，可有效地防止“誤動”和“拒動”。跳閘試驗塊工作原理：該系統(tǒng)共有4個試驗塊，EH油試驗塊，LBO潤滑油試驗塊和LV1、LV2真空試驗塊。每個塊的原理均相同。原理圖如下：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；S1、S2為電磁閥；B1、B2為壓力表；K1、K2

6、、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(yuǎn)方試驗。用遠(yuǎn)方試驗時，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(hù)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(jī)。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(jī)。電磁閥接成“兩或-與”關(guān)系，即可防止誤跳，又可防止拒跳。（見圖3）。試驗時，打開F1或S1，則B1上指示將緩緩下降達(dá)到設(shè)定值時，K1、K3將動作。ETS遠(yuǎn)方在線試驗

7、時，對應(yīng)試驗盤上指示燈亮，表示出相應(yīng)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(dá)到停機(jī)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(jī)組停下來。所以說該試驗塊可以在線試驗，并不影響機(jī)組的保護(hù)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(fù)到正常值，否則不準(zhǔn)試驗另一路，以免引起誤跳機(jī)。五、觸摸屏：觸摸屏是人機(jī)接口界面，目前廣泛的應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的各個方面。它完全可以取代原始的按鍵式操作盤，簡單靈活的可視化操作界面、多樣化的報警功能、及按鍵式操作盤無法實現(xiàn)的功能等。界面說明如

8、下：設(shè)備正常工作時，首出跳閘信號燈是綠色的，當(dāng)有信號跳閘時，相應(yīng)信號的燈會不斷的閃爍（由綠變紅色在變綠），隨后到來的報警信號只能是常亮（平光紅色），這就是具有首出的功能。ETS跳閘后，汽機(jī)停機(jī)燈會常亮(由綠色變?yōu)榧t色)。試燈：當(dāng)按下此健后可以看到所有的報警燈會變成紅色，這個功能主要是檢查報警信號與plc通訊是否正常。在線試驗功能：盤上面有一個開關(guān)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到在線試驗位置時，在線試驗燈會亮，表示可以進(jìn)行下列試驗。兩個通道的按鈕是互鎖的關(guān)系并且ASP1和ASP2也參與兩個通道的互鎖關(guān)系，用以防止兩個通道同時試驗引起誤跳停機(jī)。（鑰匙開關(guān)在其它位置時在線試驗做不了）。做在線試驗時應(yīng)當(dāng)注意：剛試驗過的通道

9、恢復(fù)正常后，才可以進(jìn)行另一路試驗。這要觀察一下ASP1和ASP2指示燈的狀態(tài)。否則另一通道的試驗就做不了，因為通道是互鎖的關(guān)系。超速抑制功能：盤上面有一個開關(guān)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到超速抑制位置時，超速抑制燈會亮（變紅色），表示可以進(jìn)行超速試驗。ETS電源監(jiān)視燈：ETS正常工作時，盤上的電源監(jiān)視燈是紅色常亮的，在停機(jī)狀態(tài)和故障狀態(tài)時該燈是綠色的。5.當(dāng)盤下鑰匙開關(guān)旋轉(zhuǎn)到機(jī)組運行位置時，超速抑制燈和再線試驗燈都不亮，相應(yīng)的功能也不起作用。保護(hù)投退開關(guān)：保護(hù)投退開關(guān)設(shè)在機(jī)柜后端子排的內(nèi)側(cè)，可以對單項信號保護(hù)按要求斷開或投入。七、ETS控制柜：ETS控制柜主要包括可編程控制器、電源組件、繼電器組件、觸摸屏和端子排

10、部分。7.1可編程控制器：可編程控制器用來完成邏輯控制。合上兩路電源開關(guān)，兩臺可編程序控制器同時工作，如一臺PC機(jī)損壞，需要維修，可讓另一臺單機(jī)運行。7.2電源組件：兩路交流電源輸入，在內(nèi)部直流組成冗余輸出，交流組成互為切換結(jié)構(gòu)，用以保證ETS的供電。7.3繼電器組件：繼電器組件主要用來擴(kuò)展跳閘的報警信號。7.4端子排端子排上安裝有輸入端子卡件和輸出繼電器卡件及接觸器等元器件。ETS系統(tǒng)的可靠性綜上所述，危機(jī)跳閘系統(tǒng)采用了雙通道的原理，無論是一次監(jiān)測元件還是跳閘電磁閥，都采用雙通道，因此，可大大提高系統(tǒng)的可靠性。一般系統(tǒng)的可靠性是用下述公式表示的：可靠性=MTBF/MTBF+MTBR式中MTB

11、F-平均無故障時間；MTBR-平均維修時間?？梢姡琈TBF越大越好，MTBR越小越好。增加雙通道系統(tǒng)后，可使系統(tǒng)的MTBF大大提高。使用雙通道后，MTBF是這樣計算的：MTBFD=MTBFS+MTB2S/2MTBR式中MTBFD-雙通道的平均無故障時間；MTBFS-單通道的平均維修時間。使用雙通道后，系統(tǒng)的MTBF是按指數(shù)規(guī)律增加的，這樣系統(tǒng)的可靠性大大提高了。九、使用維護(hù)：所有跳閘功能在每次啟動前必須進(jìn)行試驗?？刂乒裆系乃虚_關(guān)及按鈕一經(jīng)調(diào)整好，不能隨意亂動，當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制柜中的任何一個指示燈及開關(guān)損壞，應(yīng)立即更換。所有使用維護(hù)必須由專門人員操作。汽機(jī)主保護(hù)汽機(jī)主保護(hù)序號保護(hù)名稱保護(hù)源信號信號來

12、源定值1EH油壓低63/LP-1壓力開關(guān)8Mpa63/LP-2壓力開關(guān)8Mpa63/LP-3壓力開關(guān)8Mpa63/LP-4壓力開關(guān)8MPa2潤滑油壓低63/LBO-1壓力開關(guān)0.06Mpa63/LBO-2壓力開關(guān)0.06Mpa63/LBO-3壓力開關(guān)0.06Mpa63/LBO-4壓力開關(guān)0.06MPa3真空低3.1高背壓凝汽器真空低63/LV1-1壓力開關(guān)28KPa(絕對壓力)28KPa(絕對壓力)28KPa(絕對壓力)28KPa(絕對壓力)63/LV1-2壓力開關(guān)63/LV1-3壓力開關(guān)63/LV1-4壓力開關(guān)3.2低背壓凝汽器真空低63/LV2-1壓力開關(guān)28KPa(絕對壓力)63/LV2

13、-2壓力開關(guān)28KPa(絕對壓力)63/LV2-3壓力開關(guān)28KPa(絕對壓力)63/LV2-4壓力開關(guān)28KPa(絕對壓力)4軸向位移大軸向位移大TSI1.0mm5TSI超速TSI超速TSI3300rpm6軸振大軸相對振動大TSI250um7相對位移/膨脹大高缸相對膨脹大TSI高脹：+11.1mm/-4.7mm低脹：23.5mm/-1.52mm8DEH失電DEH失電DEH9手動停機(jī)手動停機(jī)操作臺10DEH110%超速DEH110超速DEH110%11發(fā)電機(jī)主保護(hù)發(fā)電機(jī)主保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù)柜11.1發(fā)電機(jī)斷水12爐MFT爐MFTFS113推力軸承溫度高推力軸承溫度(正)P4DEH107推力軸承溫度

14、(正)P2107推力軸承溫度(付)G4107推力軸承溫度(付)G210714汽輪機(jī)壓比低高排壓力1ATC調(diào)節(jié)級壓力/高排壓力1.734高排壓力2調(diào)節(jié)級壓力1調(diào)節(jié)級壓力2調(diào)節(jié)級壓力315高排溫度高高壓排汽蒸汽溫度1ATC427高壓排汽蒸汽溫度242716再熱汽溫突降A(chǔ)TC50/10min17過熱汽溫突降50/10min十一、現(xiàn)保護(hù)說明：保護(hù)項目1、EH油壓低保護(hù)：EH油壓低信號為就地EH油壓開關(guān)信號，共四路，此四路信號直接引入ETS系統(tǒng)，采用雙通道連接方式（63/LP-1、63/LP-3和63/LP-2、63/LP-4），每一通道至少有一開關(guān)動作做為停機(jī)信號，即63/LP-1或63/LP-3動作

15、與上63/LP-2或63/LP-4動作。壓力開關(guān)的整定值為8MPa。2、汽輪機(jī)潤滑油壓低保護(hù)：汽輪機(jī)潤滑油壓低信號為就地壓力開關(guān)信號，共四路。此四路信號直接引入ETS系統(tǒng)，采用雙通道連接方式（63/LBO-1、63/LBO-3和63/LBO-2、63/LBO-4），每一通道至少有一開關(guān)動作做為停機(jī)信號，即63/LBO-1或63/LBO-3動作與上63/LBO-2或63/LBO-4動作。壓力開關(guān)的整定值為0.06MPa。3、凝汽器真空低：凝汽器真空低信號為就地真空開關(guān)信號，共八路，每一低壓缸對應(yīng)四路，任意一個低壓缸真空低保護(hù)動作即發(fā)出保護(hù)動作。#1低壓缸四個壓力開關(guān)（63-1/LV1-1、63-

16、3/LV1-1和63-2/LV1-1、63-4/LV1-1），#2低壓缸四個壓力開關(guān)（63-1/LV2-1、63-3/LV2-1和63-2/LV2-1、63-4/LV2-1）每一通道至少有一開關(guān)動作做為停機(jī)信號，即63-1/LV1-1或63-3/LV1-1動作與上63-2/LV1-1或63-4/LV1-1動作，真空開關(guān)的整定值為28KPa(絕對壓力)；4、汽輪機(jī)軸向位移大：汽輪機(jī)軸向位移大信號取自TSI，在前箱推力瓦西側(cè)一共安裝四支軸向位移傳感器，軸向位移1和軸向位移2安裝在測量盤西側(cè)，軸向位移3和軸向位移4安裝在測量盤東側(cè)，其零點位置為推力瓦中心，當(dāng)同向安裝的兩個軸向位移都達(dá)到-1.0mm或

17、+1.0mm時，即側(cè)1和3都動作或2和4都動作，軸向位移檢測儀表發(fā)出軸向位移大接點信號送到ETS系統(tǒng)，實現(xiàn)軸向位移保護(hù)。5、TSI超速：TSI超速信號取自TSI；TSI系統(tǒng)檢測的三路轉(zhuǎn)速信號，三路轉(zhuǎn)速探頭安裝在盤車處88齒測速盤，當(dāng)任意一路轉(zhuǎn)速信號達(dá)到3300RPM時，都將使轉(zhuǎn)速檢測儀表發(fā)出一電超速接點信號，三路信號經(jīng)三取二邏輯送到ETS系統(tǒng)，實現(xiàn)電超速保護(hù)。6、軸振大：該汽輪發(fā)電機(jī)組共有九個軸瓦，#1-#8軸瓦分別設(shè)置X方向和Y方向軸振傳感器，共有十六個測點，任意一個軸振大于250m，同時其它任意一個軸振大于150m，保護(hù)動作。此保護(hù)要在DCS中先判斷軸振大于250m外不同的另一點的軸振大于

18、150m，輸出一DO點，到ETS中和TSI中任一點軸振大于250m相與后保護(hù)動作。7、相對位移/膨脹大：所謂的脹差就是汽輪機(jī)缸體和轉(zhuǎn)子之間的熱膨脹差。信號取自TSI系統(tǒng)，高壓缸脹差安裝兩個探頭，輸出為兩探頭復(fù)合輸出，低壓缸脹差為LVDT傳感器。原設(shè)計汽輪機(jī)高壓缸脹差達(dá)到：正向+11.1mm，負(fù)向4.7mm；汽輪機(jī)低壓缸脹差達(dá)到：正向+23.5，負(fù)向1.52mm。此四項中的任何一項都會使汽輪機(jī)脹差保護(hù)動作。目前汽機(jī)“高低缸脹差大”保護(hù)決定取消，改為一級報警，提醒運行人員手動停機(jī)。8、DEH失電：DEH接口電源和控制電源共四路保護(hù)，當(dāng)任意一路電源保護(hù)動作，向ETS發(fā)出DEH失電保護(hù)動作。9、手動停

19、機(jī)：手動停機(jī)按扭安裝在控制室操作臺，兩個按扭同時按下，向ETS發(fā)出手動停機(jī)保護(hù)。10、DEH110%超速：DEH判斷三路轉(zhuǎn)速信號，實行三取中，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于3300RPM時發(fā)出保護(hù)動作信號，到ETS停機(jī)。11、發(fā)電機(jī)保護(hù)動作：當(dāng)發(fā)電機(jī)保護(hù)動作時，發(fā)出保護(hù)動作信號，到ETS停機(jī)。其中發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)由內(nèi)冷水站內(nèi)冷水進(jìn)出口差壓低開關(guān)三取二延時30S實現(xiàn)，邏輯做在SC4控制器，DO輸出硬接線經(jīng)ETS機(jī)柜至電氣。12、爐MFT：當(dāng)鍋爐MFT保護(hù)動作，發(fā)出保護(hù)動作信號，到ETS停機(jī)。13、推力軸承溫度高：推力瓦塊共安裝4支溫度元件，推力軸承溫度(正)P4，推力軸承溫度(正)P2，推力軸承溫度(付)G4，推力軸

20、承溫度(付)G2，當(dāng)任意一支溫度元件溫度超過107，汽機(jī)“軸承溫度高”保護(hù)決定引入各支持軸承金屬溫度帶防跳切除，任一支持軸承金屬溫度高或推力軸承溫度高均汽機(jī)跳閘，并且該保護(hù)并網(wǎng)前有效，并網(wǎng)后自動退出。14、汽輪機(jī)壓比低：調(diào)節(jié)級壓力1、2、3信號為高選，高排壓力1、2為高選，當(dāng)調(diào)節(jié)級壓力/高排壓力15%,則鍋爐MFT，主汽門關(guān)閉信號送到電氣，由發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)將發(fā)電機(jī)解列。小機(jī)保護(hù)：一、保護(hù)項目：設(shè)備名稱保護(hù)名稱小機(jī)（MEH）1）軸位移大2）小機(jī)前軸振動大3）小機(jī)后軸振動大4）汽泵前軸振動大5）汽泵后軸振動大6）DCS緊急停機(jī)7）小機(jī)潤滑油壓低（三取二）8）小機(jī)排汽壓低（三取二）9）小機(jī)抗燃油壓

21、低10）小機(jī)速關(guān)油壓低11）小機(jī)超速12）MEH畫面板停機(jī)13）速關(guān)閥關(guān)閉停機(jī)14）手動停機(jī)另：硬接線跳機(jī)1）手動停機(jī)2）小機(jī)TSI來小機(jī)超速3）控制器CPU故障二、保護(hù)說明：2.1小機(jī)“軸向位移大”信號取自小機(jī)TSI，當(dāng)兩位移均大于動作值小機(jī)TSI繼電器接點動作，信號送到MEH，實現(xiàn)軸向位移保護(hù)。2.2小機(jī)“軸振大”保護(hù)采取以下策略：任意一個軸振大于80um，同時其它任意一個軸振大于50um，保護(hù)動作。此保護(hù)要在DCS中先判斷出其它軸振大于50um，然后與TSI軸振80um信號邏輯與。2.3汽泵“軸振大”保護(hù)采取以下策略：任意一個軸振大于125um，同時其它任意一個軸振大于100um，保護(hù)動

22、作。此保護(hù)要在DCS中先判斷出其它軸振大于100um，然后與TSI軸振125um信號邏輯與。2.4“DCS緊急停機(jī)”信號來自汽泵保護(hù)，任一汽泵保護(hù)條件均跳相應(yīng)小機(jī)。汽泵保護(hù)包括以下內(nèi)容：1）除氧器水位A三取二低延時2秒2）前置泵保護(hù)跳閘3）三條件相與，延時20秒1汽泵運行2汽泵再循環(huán)門已關(guān)3汽泵流量低于120T/H4）推力軸承內(nèi)側(cè)溫度1越限后延時2秒5）泵推力軸承內(nèi)側(cè)溫度2越限后延時2秒6）小機(jī)推力軸承溫度1越限后延時2秒7）小機(jī)推力軸承溫度2越限后延時2秒8）小機(jī)推力軸承溫度3越限后延時2秒9）小機(jī)推力軸承溫度4越限后延時2秒10）小機(jī)推力軸承溫度5越限后延時2秒11）小機(jī)推力軸承溫度6越限后延時2秒12）鍋爐MFT，4秒鐘脈沖。2.5小機(jī)“潤滑油壓低”保護(hù)由三個壓力開關(guān)三取二實現(xiàn)。2.6小機(jī)“排汽真空低”保護(hù)由三個真空開關(guān)三取二實現(xiàn)。2.7小機(jī)“EH油壓低”保護(hù)由兩個壓力開關(guān)相與實現(xiàn)。2.8小機(jī)“速關(guān)閥油壓低”保護(hù)增加了一臺速關(guān)油壓力變送器，此模擬量油壓低且油壓開關(guān)動作時保護(hù)動作。2.9小機(jī)“速關(guān)閥關(guān)閉”保護(hù)采取三取二邏輯，信號分別為速關(guān)閥關(guān)閉、速關(guān)閥開啟非、速關(guān)閥行程LVDT5%來實現(xiàn)。2.10“小機(jī)超速”保護(hù)由MEH判斷三路轉(zhuǎn)速信號，實行三取中，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于6430R