调节保安油系统课件

热控：姚晨光调节保安油系统——适用东汽机组目录1423液压伺服系统低压保安系统高压遮断系统概述5汽轮机试验一、概述•汽轮机调节保安系统是保证汽轮机安全可靠稳定运行的重要组成部分。•调节保安系统是高压抗燃油数字电液控制系统（DEH）的执行机构，它接受DEH发出的指令，完成挂闸、驱动阀门及遮断机组等任务。•本文主要介绍东方汽轮机厂的汽轮机调节保安系统，此种保安系统已经应用到多台大容量机组，有长时间的运行经验。本调节保安系统按照其组成可划分为低压保安系统、高压遮断系统和液压伺服系统三大部分组成。本调节保安系统满足下列基本要求：•汽轮机挂闸；•适应高、中压缸联合启动的要求；•适应中压缸启动的要求；•具有超速限制功能；•需要时，能够快速、可靠的遮断汽轮机进汽；•适应阀门活动试验的要求；•具有超速保护功能。A、机械式超速保护B、DEH电超速和TSI电超速保护二、低压保安系统•低压保安系统由危急遮断器、危急遮断装置、危急遮断装置连杆、手动停机机构、复位试验阀组、机械停机电磁铁(3YV)和导油环等组成,见图2•润滑油分两路进入复位电磁阀，一路经复位电磁阀(1YV)进入危急遮断装置活塞腔室，接受复电磁阀组1YV的控制；另一路经喷油电磁阀(2YV)，从导油环进入危急遮断器腔室,接受喷油电磁阀阀组2YV的控制。手动停机机构、机械停机电磁铁、高压遮断组件中的紧急遮断阀通过危急遮断装置连杆与危急遮断器装置相连，高压保安油通过高压遮断组件与油源上高压抗燃油压力油出油管及无压排油管相连。低压保安系统主要部套说明：1、危急遮断器危急遮断器是重要的超速保护装置之一。当汽轮机的转速达到110∽111%(3300-3330r/min)额定转速时。危急遮断器的飞环在离心力的作用下迅速击出，打击危急遮断装置的撑钩,使撑钩脱扣。通过危急遮断装置连杆使遮断隔离阀组的紧急遮断阀动作，泄掉高压保安油，从而使主汽阀、调节阀迅速关闭。为提高可靠性，防止危急遮断器的飞环卡涩，运行时借助遮断隔离阀复位试验阀组,可完成喷油试验及提升转速试验。调整危急遮断器的飞环弹簧的予紧力可改变动作转速。危急遮断器危急遮断器危急遮断器2、复位试验阀组•在掉闸状态下,根据运行人员指令使复位试验阀组的复位电磁阀1YV带电动作,将润滑油引入危急遮断装置活塞侧腔室，活塞上行到上止点，通过危急遮断装置的连杆使危急遮断装置的撑钩复位。•在飞环喷油试验情况下,使喷油电磁阀2YV带电动作,将润滑油从导油环注入危急遮断器腔室,危急遮断器飞环被压出。3、遮断隔离阀组•遮断隔离阀组的作用•在提升转速试验下,遮断隔离阀组的机械遮断阀处在关断状态,将高压保安油的排油截断，待其上设置的行程开关ZS4的常开触点断开、ZS5的常开触点闭合并对外发讯，DEH检测到该信号后，将转速提升到动作值，危急遮断器飞环被击出，打击危急遮断器装置的撑钩,使危急遮断器装置撑钩脱扣,通过机械遮断机构使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作，泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。•在飞环喷油试验情况下,先使遮断隔离阀组的隔离阀4YV带电动作,高压保安油的排油被隔离阀截断，待其上设置的行程开关ZS4的常开触点闭合、ZS5的常开触点断开并对外发讯，DEH检测到该信号后，将复位试验阀组的喷油电磁阀(2YV)带电动作，透平油压力油从导油环进入危急遮断器腔室,危急遮断器飞环被击出，打击危急遮断器装置的撑钩,使危急遮断器装置撑钩脱扣,通过机械遮断机构使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作。由于高压保安油的排油已被截断，机组在飞环喷油试验情况下不会被遮断。此时系统的遮断保护由高压遮断模块及各阀油动机的遮断电磁阀来保证。遮断隔离阀组件隔离阀（正常位）电磁阀位置反馈抗燃油供油滑阀去遮断电磁阀紧急遮断阀来油隔离阀（试验位）去遮断电磁阀抗燃油供油紧急遮断阀来油带电4、手动停机机构•为机组提供紧急状态下人为遮断机组的手段。运行人员在机组紧急状态下，手拉手动停机机构，通过机械遮断机构的连杆使危急遮断装置的撑钩脱扣。并导致遮断隔离阀组的紧急遮断阀动作，泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。5、危急遮断装置连杆•它由连杆系及行程开关ZS1、ZS2、ZS3组成。通过它将手动停机机构、危急遮断装置、机械停机电磁铁、机紧急遮断阀相互连接，并完成上数部套之间力及位移的可靠传递。行程开关ZS1、ZS2指示危急遮断装置是否复位，行程开关ZS3在手动停机机构或机械停机电磁铁动作时，向DEH送出信号，使高压遮断组件失电，遮断汽轮机。6、机械停机电磁铁•为机组提供紧急状态下遮断机组的手段。各种停机电气信号都被送到机械停机电磁铁上使其动作，带动危机遮断装置连杆使危急遮断装置的撑钩脱扣。并导致高压遮断组件的紧急遮断阀动作，泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。系统主要完成如下功能：1挂闸系统设置的复位试验阀组中的复位电磁阀(1YV)，机械遮断机构的行程开关ZS1、ZS2供挂闸用。挂闸程序如下:按下挂闸按钮(设在DEH操作盘上),复位试验阀组中的复位电磁阀(1YV)带电动作,将润滑油引入危急遮断装置活塞侧腔室，活塞上行到上止点，使危急遮断装置的撑钩复位，通过危急遮断装置连杆的杠杆将遮断隔离阀组的紧急遮断阀复位，将高压保安油的排油口封住，建立高压保安油。当高压压力开关组件中的三取二压力开关检测到高压保安油已建立后，向DEH发出信号，使复位电磁阀(1YV)失电，危急遮断器装置活塞回到下止点，DEH检测行程开关ZS1的常开触点由断开转换为闭合，再由闭合转为断开，ZS2的常开触点由闭合转换为断开，DEH判断挂闸程序完成。挂闸按下挂闸按钮，复位试验阀组中的复位电磁阀（1YV）带电动作，将润滑油引入危急遮断装置活塞侧腔室，活塞上行到上止点，使危急遮断装置的撑钩复位，通过危急遮断装置连杆的杠杆将遮断隔离阀组件的机械遮断阀复位，将高压安全油的排油口封住，建立高压安全油。当高压压力开关组件中的三取二压力开关检测到高压安全油已建立后，向DEH发出信号。挂闸复位电磁阀（1YV）失电，危急遮断器装置活塞回到下止点挂闸成功：DEH检测到ZS1由闭合－断开－闭合、ZS2由断开－闭合且安全油压2/3大于设定值ZS2ZS3ZS1润滑油来排油ABPTABPTABXY挂闸示意图1YVZS1ZS24YVZS5ZS42YV安全油来机械隔离阀组件复位分解带电！复位反馈挂闸完成连杆保持不动失电！2遮断从可靠性角度考虑,低压保安系统设置有电气、机械及手动三种冗余的遮断手段。2.1电气停机实现该功能由机械停机电磁铁和高压遮断模块来完成。本系统设置的电气遮断本身就是冗余的，一旦接受电气停机信号，ETS使机械停机电磁铁（3YV）带电，同时使高压遮断模块电磁阀（5YV、6YV、7YV、8YV）失电。机械停机电磁铁（3YV）通过危急遮断装置连杆的杠杆使危急遮断装置的撑钩脱扣，危急遮断装置连杆使紧急遮断阀动作，将高压保安油的排油口打开，泄掉高压保安油，快速关闭各主汽、调节阀门，遮断机组进汽。而高压遮断模块中的遮断电磁阀失电，直接泄掉高压保安油，快速关闭各阀门。因此危急遮断器装置的撑钩脱扣后，即使遮断隔离阀组的紧急遮断阀拒动，系统仍能遮断所有调门、主汽门，以确保机组安全。2.2机械超速保护由危急遮断器、危急遮断装置、高压遮断模块、遮断隔离阀组和危急遮断装置连杆组成。动作转速为额定转速的110－111%(3300-3330r/min)。当转速达到危急遮断器设定值时,危急遮断器的飞环击出,打击危急遮断装置的撑钩,使撑钩脱扣,通过危急遮断装置使遮断隔离阀组的紧急遮断阀动作，切断高压保安油的进油并泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。2.3手动停机系统在机头设有手动停机机构供紧急停机用。手拉手动停机机构按钮，通过危急遮断装置连杆使危急遮断装置的撑钩脱扣,后续过程同机械超速保护。撑钩的脱扣手拉脱扣器紧急遮断阀在连杆的拉动下向右移，切断供油并泄掉高压保安油，关阀停机。撑钩的脱扣由三方面实现：手拉脱扣器、机械停机电磁铁动作、飞环击出打击撑钩；这几方面均可达到停机的目的。弹出飞出三、高压遮断系统1、高压遮断模块高压遮断模块主要由四个AST电磁阀、二个压力开关、二只节流孔及一个集成块组成。正常情况下，四只AST电磁阀全部带电，这将建立起高压安全油压，条件是遮断隔离阀组的机械遮断阀已关闭;各油动机卸荷阀处于关闭状态。当需要遮断汽机时，四只电磁阀全部失电，泄掉高压安全油，快关各阀门。高压遮断模块可进行在线试验。2、高压压力开关组件高压压力开关组件由三个压力开关及一些附件组成。监视高压保安油压，其作用：当机组挂闸时，压力开关组件发出高压保安油建立与否的信号给DEH，作为DEH判断挂闸是否成功的一个条件。当机组遮断时，压力开关组件发出信号给DEH，DEH给高压遮断模块失电指令，泄掉高压安全油，快关各阀门。以防止在危急遮断装置拒动时不能有效遮断阀门。•四个AST电磁阀构造相同，它们均是二级阀。正常运行时，电磁阀带电关闭，此时第一级阀关闭，高压抗燃油经节流孔通到第一级阀处被堵住，故在二级阀左边作用着高压抗燃油，加上弹簧的作用，使二级阀紧紧地压在阀座上阻止了危急跳闸油路油流的泄出。当电磁阀失电，第一级阀开启，高压抗燃油经一级阀至回油管路，作用在二级阀右边的AST油在油压作用下，克服了弹簧力向左移动，二级阀开启。3、二只超速保护控制电磁阀OPC电磁阀是超速保护控制电磁阀，它们是受DEH控制器的OPC部分所控制。并联布置。正常运行时，该二个电磁阀是不带电常闭的，封闭了OPC总管油液的泄放通道，使高压调节汽阀和再热调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立起油压，一旦OPC保护动作，该二个电磁阀就被励磁（通电）打开，使OPC母管油液泄放。这样，相应执行机构上的卸荷阀就快速开启，使高压调节汽阀和再热调节汽阀迅速关闭。因此，当有故障信号时，即使一路信号消失，另一路仍可动作。OPC保护动作条件：1）转速达103％额定转速时；2）发电机甩负荷，功率大于设定值或中压排汽压力高于设定值；4、二个单向阀二个单向阀安装在自动停机危急遮断（AST）油路和超速保护控制（OPC）油路之间，当OPC电磁阀通电打开，单向阀维持AST的油压，使主汽门和再热主汽门保持全开。当转速降到额定转速，OPC电磁阀失电关闭，调节阀和再热调节阀重新打开，从而由调节汽阀来控制转速，使机组维持在额定转速，当AST电磁阀动作，AST油路油压下跌，OPC油路通过两个单向阀，油压也下跌，将关闭所有的进汽阀而停机。5、空气引导阀（见下图）空气引导阀安装在汽轮机前轴承座旁边，该阀用于控制供给气动抽汽逆止阀和高排汽逆止阀的压缩空气。该阀由一个油缸和一个带弹簧的青铜阀体组成，OPC油控制阀门的关闭，而弹簧提供了打开阀门所需的力。当OPC母管有压力时，油缸活塞向下移动，空气引导阀的提升头便封住“排气口”的孔口，使压缩空气通过此阀进入抽汽逆止阀的通道，打开抽汽逆止阀。当OPC母管失压时，该阀由于弹簧力的作用而开启，提升头封住了压缩空气的出口通路，截留在到抽汽逆止阀去的管道中的压缩空气经“通大气”阀口排放，这使得抽汽逆止阀快速关闭。四、液压伺服系统1、液压伺服系统由阀门操纵座及油动机两部分组成，主要完成以下功能：控制阀门开度；实现阀门快关。1.1控制阀门开度系统设置有四个高压调节阀油动机，二个高压主汽阀油动机，二个中压主汽阀油动机，二个中压调节阀油动机。其中高压、中压调节阀及右侧高压主汽阀油动机由电液伺服阀实现连续控制，左侧高压主汽阀油动机、中压主汽阀油动机由电磁阀实现二位控制。在冷态工况下：机组挂闸，高压保安油建立后，DEH自动判断机组的热状态根据需要可完成阀门预暖。预暖开始时，DEH首先控制右侧高压主汽阀油动机的电液伺服阀，使高压油进入油缸下腔，使活塞上行并在活塞端面形成与弹簧相适应的负载力。由于位移传感器（LVDT）的拉杆和活塞连接，活塞移动便由位移传感器产生位置信号，该信号经解调器反馈到伺服放大器的输入端，直到与阀位指令相平衡时活塞停止运动。此时蒸汽阀门已经开到了所需要的开度，完成了电信号---液压力---机械位移的转换过程。•