汽輪機(jī)保安系統(tǒng)

汽輪機(jī)保安系統(tǒng)一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介為了防止汽輪機(jī)在運(yùn)行中因部分設(shè)備工作失?？赡軐?dǎo)致汽輪機(jī)發(fā)生重大損壞事故，汽輪機(jī)組設(shè)有嚴(yán)密的保護(hù)措施。由于機(jī)組超速的危害最大，因此，除了超速采用多重保護(hù)外，其余重要參數(shù)的嚴(yán)重超標(biāo)，都通過(guò)危急遮斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。本機(jī)組保安系統(tǒng)設(shè)置了三套遮斷裝置。1、運(yùn)行人員手動(dòng)緊急遮斷的危急遮斷手柄。2、機(jī)械超速遮斷的危急遮斷器（飛錘式）。3、電子超速保護(hù)裝置（設(shè)置在ETS中）即ETS系統(tǒng)由危急遮斷系統(tǒng)（ETS）控制的四只遮斷電磁閥，它接受汽機(jī)重要監(jiān)視參數(shù)的遮斷信號(hào)，四只遮斷電磁閥只要一接到遮斷信號(hào)，就立即動(dòng)作泄去系統(tǒng)中的安全油和控制油，從而關(guān)閉主汽門和再熱主汽門以及關(guān)閉高、中壓調(diào)節(jié)汽閥，使機(jī)組緊急停機(jī)。另外，為防止機(jī)組超速，還設(shè)有OPC保護(hù)。當(dāng)機(jī)組超速103%n?；驒C(jī)組30%額定負(fù)荷以上甩負(fù)荷發(fā)生時(shí)，OPC電磁閥動(dòng)作，立即關(guān)閉所有調(diào)門、抽汽逆止門、高排逆止門，打開高排通風(fēng)閥、＃1、2高壓調(diào)門后放氣閥，抑制轉(zhuǎn)速飛升，自動(dòng)控制機(jī)組在3000r/min穩(wěn)定運(yùn)行。二、系統(tǒng)功能1、遮斷功能（1）機(jī)械超速保護(hù)當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到110～111%n。時(shí)，危急保安器應(yīng)動(dòng)作，泄去低壓安全油，高壓安全油隔膜閥動(dòng)作，打開EH供油系統(tǒng)泄油口，使EH系統(tǒng)的抗燃油壓降低，迫使主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉，機(jī)組緊急停機(jī)。（2）手動(dòng)遮斷保護(hù)如果機(jī)組發(fā)生其他故障，運(yùn)行人員認(rèn)為確須停機(jī)，或正常情況下需停機(jī)時(shí)可就地用手打裝在前軸承座端面的危急遮斷手柄或在集控室手動(dòng)遮斷按鈕，泄除高、低壓安全油，使機(jī)組停機(jī)。（3）噴油試驗(yàn)功能為了對(duì)危急遮斷器在不超速的狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)，采取對(duì)危急遮斷器飛錘下部槽道注油建立額外油壓的方法，推動(dòng)飛錘出擊，直至撞擊碰鉤，模擬超速試驗(yàn)，以檢查危急遮斷器是否無(wú)卡澀、良好備用。（4）汽機(jī)復(fù)置功能通過(guò)手拉裝在前軸承座端面的復(fù)置手柄或在集控室手動(dòng)復(fù)置按鈕，使遙控復(fù)置電磁閥動(dòng)作，都能使危急遮斷油門復(fù)置。同時(shí)，在集控室按下手動(dòng)復(fù)置按鈕，電磁閥帶電勵(lì)磁、關(guān)閉。（5）危急遮斷控制（ETS）該保護(hù)是在ETS系統(tǒng)接受汽機(jī)重要監(jiān)視參數(shù)的遮斷信號(hào)后，通過(guò)AST電磁閥動(dòng)作泄去系統(tǒng)中的安全油，從而關(guān)閉主汽門和再熱主汽門以及關(guān)閉高、中壓調(diào)節(jié)汽閥，使機(jī)組緊急停機(jī)。（6）超速試驗(yàn)功能在DEH控制下進(jìn)行OPC超速保護(hù)試驗(yàn)（103%）、ETS超速保護(hù)試驗(yàn)（110%），機(jī)械超速保護(hù)試驗(yàn)，并記錄最高轉(zhuǎn)速。三、保護(hù)系統(tǒng)介紹（一）、OPC保護(hù)該保護(hù)設(shè)有2個(gè)電磁閥，采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中只要一路動(dòng)作，便可以通過(guò)高、中壓油動(dòng)機(jī)的快速泄荷閥，釋放油動(dòng)機(jī)的控制油，快速關(guān)閉調(diào)節(jié)汽閥，防止超速。何時(shí)重新開啟，是由DEH控制根據(jù)故障分析結(jié)果，然后發(fā)出指令來(lái)進(jìn)行的。OPC電磁閥只對(duì)DEH調(diào)節(jié)器來(lái)的信號(hào)產(chǎn)生響應(yīng)，正常運(yùn)行時(shí)，OPC電磁閥是不帶電常閉的。當(dāng)機(jī)組超速103%n?；驒C(jī)組30%額定負(fù)荷以上甩負(fù)荷發(fā)生時(shí)，DEH控制器通過(guò)動(dòng)作OPC電磁閥，使OPC母管油壓泄放，立即關(guān)閉所有調(diào)門、抽汽逆止門、高排逆止門，開啟高排通風(fēng)閥，抑制轉(zhuǎn)速飛升，自動(dòng)控制機(jī)組在3000r/min穩(wěn)定運(yùn)行。另外，在安全油管（AST）和超速保護(hù)控制（OPC）油管間安裝了二只逆止閥。由于系統(tǒng)逆止閥的作用，當(dāng)OPC電磁閥動(dòng)作時(shí)，保證AST遮斷總管不會(huì)泄油，使各主汽門仍保持全開。該方法可避免機(jī)組停機(jī)，減少啟停損失。但當(dāng)AST電磁閥動(dòng)作，安全油壓泄除，OPC油管油壓卻可通過(guò)這兩只逆止閥泄除，從而關(guān)閉所有調(diào)門而停機(jī)。（二）、機(jī)械超速保護(hù)機(jī)械超速遮斷系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，與常規(guī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的超速保護(hù)基本相同，其主要部件是：危急遮斷油門、飛錘式危急遮斷器、手動(dòng)遮斷和復(fù)位機(jī)構(gòu)、手動(dòng)試驗(yàn)手柄、隔膜閥、空氣引導(dǎo)閥、遙控復(fù)位裝置等。機(jī)械超速與危急遮斷母管中的油系統(tǒng)與EH油系統(tǒng)互為獨(dú)立，采用的是與主油泵相連接的透平油系統(tǒng)，它與高壓安全油油系統(tǒng)的唯一聯(lián)系是通過(guò)高壓安全油隔膜閥。當(dāng)機(jī)組掛閘后，危急遮斷油門與泄油口之間的連接被堵塞，低壓安全油壓建立，隔膜閥下移從而關(guān)閉了高壓安全油泄油口，機(jī)械超速遮斷系統(tǒng)處與備用狀態(tài)。在機(jī)組超速時(shí)通過(guò)機(jī)械動(dòng)作泄除低壓安全油，打開隔膜閥，泄除高壓安全油而實(shí)現(xiàn)停機(jī)。當(dāng)機(jī)械超速保護(hù)動(dòng)作后，由于脫扣碰鉤轉(zhuǎn)動(dòng)使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄受彈簧拉力作用向下移動(dòng)，所以，轉(zhuǎn)速逐漸下降到復(fù)位轉(zhuǎn)速，飛錘復(fù)位后，若要重新建立低壓安全油壓，運(yùn)行人員必須手動(dòng)復(fù)位。1、危急遮斷油門危急遮斷油門的功能是當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)額定值的110～111%時(shí)，危急遮斷器飛錘飛出，作用于脫扣碰鉤轉(zhuǎn)動(dòng)使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)危急遮斷活塞位移，使危急遮斷油門與泄油口接通，泄去系統(tǒng)中的低壓安全油，高壓安全油隔膜閥打開，繼而汽機(jī)所有的高、低壓進(jìn)汽閥關(guān)閉，切斷所有進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽。2、危急遮斷器危急遮斷器的飛錘，系裝于轉(zhuǎn)子延伸軸的橫向孔中，其重心與放置軸的中心偏置，因而其離心力要使其向外飛出。正常時(shí)，由飛錘彈簧和彈簧定位圈將其保持在內(nèi)側(cè)位置上。如果汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速增加到機(jī)構(gòu)被調(diào)整到動(dòng)作值時(shí)，增加的離心力就會(huì)克服彈簧的壓力，使飛錘迅速向外擊出。3、隔膜閥隔膜閥連接著低壓安全油系統(tǒng)和高壓安全油系統(tǒng)，其作用是機(jī)械超速系統(tǒng)動(dòng)作、低壓安全油壓下降時(shí)，引起隔膜閥上部油壓消失，依靠壓彈簧的作用，打開隔膜閥，泄除高壓安全油而實(shí)現(xiàn)停機(jī)。當(dāng)汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，低壓安全油通入起上部油室，其作用力大于彈簧約束力，使隔膜閥處于關(guān)閉狀態(tài)，切斷了危急遮斷油總管中的EH油與回油系統(tǒng)的通路，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常工作。正常運(yùn)行時(shí)，危急遮斷油總管油壓為14.0Mpa左右，輔助安全油壓為0.7Mpa，當(dāng)?shù)蛪喊踩蛪航抵?.345Mpa，隔膜閥開始打開；當(dāng)危急遮斷油總管油壓為零時(shí)，輔助安全油壓升至0.117Mpa，隔膜閥開始復(fù)位關(guān)閉。4、手動(dòng)遮斷和復(fù)位機(jī)構(gòu)、手動(dòng)試驗(yàn)手柄手動(dòng)遮斷機(jī)構(gòu)是供緊急情況下，就地操作使用的。當(dāng)手動(dòng)遮斷時(shí)，將手動(dòng)遮斷和復(fù)位手柄推向“遮斷”位置，其動(dòng)作情況與機(jī)械超速時(shí)相同。當(dāng)機(jī)組需要重新復(fù)位時(shí)，必須用手推動(dòng)手動(dòng)遮斷和復(fù)位手柄至“復(fù)位”，使機(jī)組掛閘。為能在汽輪機(jī)不超速時(shí)進(jìn)行超速遮斷機(jī)構(gòu)裝置的試驗(yàn)。設(shè)置了超速遮斷手動(dòng)試驗(yàn)手柄，該試驗(yàn)手柄的設(shè)置可使在機(jī)組不從電網(wǎng)解列或卸去負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，超速遮斷機(jī)構(gòu)的“試驗(yàn)”杠桿應(yīng)始終放在“試驗(yàn)”位置上，切斷通往危急遮斷油門的低壓安全油通道。這樣，在危急遮斷器動(dòng)作后，打開危急遮斷油門泄油口，而低壓安全油母管油壓沒(méi)有變化，實(shí)現(xiàn)不停機(jī)在線試驗(yàn)。試驗(yàn)完畢后，將手動(dòng)試驗(yàn)手柄松開后，自動(dòng)恢復(fù)至“工作”位置，機(jī)械超速保護(hù)重新處于備用狀態(tài)。如果不這樣操作，則會(huì)引起汽輪機(jī)遮斷。在試驗(yàn)時(shí)，汽輪機(jī)必須確實(shí)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，只有這樣，才能獲得可以比較的注油試驗(yàn)油壓讀數(shù)。5、遙控復(fù)位裝置危急遮斷油門也可通過(guò)遙控復(fù)位裝置，在集控室操作掛閘。該裝置由一氣缸（1）構(gòu)成。氣缸兩端設(shè)有緩沖裝置，用一四通道電磁閥（2）控制氣缸的進(jìn)氣。氣缸裝于用螺釘緊固在前軸承

座壁的支架上，使氣缸活塞端的連桿（3）與用銷釘固定于超速遮斷機(jī)構(gòu)復(fù)位遮斷手柄軸上的杠桿（4）接觸。正常運(yùn)行時(shí)，電磁閥（2）是斷電的，限位開關(guān)指明連桿（3）在“正常”位置。為了使危急遮斷油門復(fù)位，電磁閥（2）通電，使氣缸的一端進(jìn)氣，另一端排大氣。當(dāng)空氣進(jìn)入氣缸時(shí)，推動(dòng)活塞與連桿（3），如圖所示，因而使杠桿（4）旋轉(zhuǎn)，并關(guān)閉危急遮斷油門。快速限位開關(guān)的動(dòng)作，說(shuō)明氣缸活塞已達(dá)到其行程的終點(diǎn)。在活塞到達(dá)行程終點(diǎn)后，危急遮斷油門即復(fù)位，隨后電磁閥斷電，空氣進(jìn)入汽缸的另一端，使活塞返回，連桿（3）到達(dá)圖示位置?！皬?fù)位-遮斷”手柄也回到“正常”位置，只要滑閥仍舊關(guān)閉，手柄將保持在此位置不變。在遙控復(fù)位時(shí)，如果排氣節(jié)流孔太大，則在遙控復(fù)位時(shí)，會(huì)造成氣缸動(dòng)作太快，撞擊連桿，動(dòng)作滑閥遮斷。此時(shí)可適當(dāng)改小排氣節(jié)流。

6、空氣引導(dǎo)閥空氣引導(dǎo)閥的作用是在機(jī)組OPC保護(hù)動(dòng)作及機(jī)組跳閘時(shí)，迅速切斷抽汽逆止門、高排通風(fēng)閥、＃1、2高調(diào)門后放氣閥的控制用壓縮空氣，控制用壓縮空氣的失去會(huì)使抽汽逆止門快速關(guān)閉、高排通風(fēng)閥、＃1、2高調(diào)門后放氣閥迅速打開，從而防止了抽汽管道內(nèi)的蒸汽倒流、快速泄除了高壓缸及高壓導(dǎo)管內(nèi)滯留的蒸汽，避免了機(jī)組超速。空氣引導(dǎo)閥由盤閥、彈簧、活塞以及殼體等組成。在正常運(yùn)行時(shí)，低壓安全油作用在操作油缸內(nèi)的活塞底部，使閥桿克服彈簧力向上移，這時(shí)，盤閥便封住通往排大氣的孔口。由壓縮空氣站來(lái)的壓力空氣便通往抽汽逆止閥，使其投入工作。停機(jī)時(shí)，低壓安全油與回油相通，油壓下降，則閥桿在彈簧力作用下向下移動(dòng)而切斷壓力空氣到抽汽逆止閥的通路，并使其與大氣相通，因此各抽汽逆止閥、高排通風(fēng)閥、＃1、2高調(diào)門后放氣閥的控制用壓縮空氣失去。安全油重新建立壓力，則其動(dòng)作過(guò)程相反。（三）、危急遮斷系統(tǒng)（ETS）為保證汽輪機(jī)組的安全運(yùn)行，除了控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以外，還有一套緊急跳閘系統(tǒng)，通稱危急遮斷定系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ETS）。ETS的作用就是對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組在危急情況下進(jìn)行保護(hù)，在汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，一旦發(fā)生工作失常而可能導(dǎo)致汽輪機(jī)發(fā)生重大事故損壞設(shè)備時(shí)，ETS將能及時(shí)迅速動(dòng)作，使汽輪機(jī)緊急停機(jī)，以避免事故的擴(kuò)大，保護(hù)汽輪機(jī)的安全。

ETS系統(tǒng)主要設(shè)備包括：裝有遮斷電磁閥的危急遮斷控制塊、裝有壓力開關(guān)和試驗(yàn)電磁閥的試驗(yàn)遮斷塊、轉(zhuǎn)子位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、裝有電氣及電子硬件的控制柜和遙控試驗(yàn)操作盤等。ETS系統(tǒng)選用可編程控制器（PLC）進(jìn)行編程控制，并且采用冗余的雙DPU，使可靠性和靈活性大大提高。運(yùn)行中，ETS系統(tǒng)監(jiān)視著汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，軸向位移（推力軸承磨損），潤(rùn)滑油壓（軸承油壓），凝汽器真空、高、低壓缸差脹、汽機(jī)軸頸振動(dòng)等參數(shù)。當(dāng)這些參數(shù)中的任何一個(gè)達(dá)到允許值時(shí)，ETS將關(guān)閉所有進(jìn)汽閥門，使汽輪機(jī)遮斷跳閘，迅速停機(jī)，以保證設(shè)備的安全。在鍋爐MFT、DEH電源失電、手動(dòng)停機(jī)、發(fā)電機(jī)故障時(shí)關(guān)閉全部汽輪機(jī)進(jìn)汽閥門，緊急停機(jī)。1、危急遮斷控制塊危急遮斷控制塊主要功能是在危急遮斷控制柜（ETS）與自動(dòng)停機(jī)（主汽閥和再熱主汽閥）和超速保護(hù)控制（調(diào)節(jié)汽閥和再熱調(diào)節(jié)汽閥）的安全油母管間提供接口。

主要的元件是控制塊、四只AST電磁閥和二只OPC電磁閥，內(nèi)部有二只單向閥。所有電磁閥都裝于控制塊上，控制塊內(nèi)部加工了必要的通道，以連接各元件，所有孔口或?yàn)榱诉B接內(nèi)孔而必須鉆通的通孔，都用螺塞塞住。每個(gè)螺塞都用“O”形圈密封。OPC電磁閥與AST電磁閥在控制油路中的區(qū)別為：前者是由內(nèi)部供油控制的，而后者則由來(lái)自高壓抗燃油路的外部供油控制。AST遮斷