汽轮机保护系统讲义.

A&DASCS2危急遮断系统危急遮断系统-ETS（EmergencyTripSystem）是在紧急情况下，迅速关闭汽轮机进汽阀门，切断汽轮机所有进汽的保护系统广义：--包括所有保护部套1.机械危急遮断系统2.热工监视保护装置3.现场检测、执行机构等狭义：--ETS仅指热工监视保护装置及其电气检测、执行元件A&DASCS2广义保护系统1.机械危急遮断系统•危急遮断器•危急遮断油门及其试验和复位装置•手动停机装置•轴向位移遮断装置•真空低遮断装置•油压低遮断装置•隔膜阀等2.热工监视保护装置•电气柜•电源•电子线路板•计算机卡件•继电器•接触器•电气线路•保护逻辑等。3.现场检测、执行机构•主汽阀及其油动机•再热主汽阀及其油动机•紧急停机电磁阀•各种压力、温度、行程开关A&DASCS2ETS保护系统项目ETS系统监测的项目:1.超速2.真空低3.油压低4.轴向位移大5.机组振动大6.润滑油温度高7.推力瓦及支持轴瓦温度高8.差胀大9.缸胀超差10.偏心大11.发电机断水12.锅炉燃料跳闸A&DASCS2ETS系统与其他系统的关系1.ETS系统与DEH系统、TSI系统等是互相联系，相互作用的2.共同完成机组控制、监测、安全运行的任务3.DEH—调节TSI—监测ETS—保护冗余DPUDEH输入信号独立通道三选二硬件OPC转速1OPC电磁阀伺服系统高调门中调门转速2转速3ETS主汽门其它紧急停机信号103%超速110%超速ASL新华DEH－IIIOPC工作原理图A&DASCS21.简洁、直接、独立、快速的原则尽量减少各种中间环节和时间延迟尽量避免转接、扩展和转换2.独立系统原则一般应与调节系统分开设计必须保证即使调节系统故障的时候，保护系统仍具有使汽轮机停止运行的能力3.失电跳机原则ETS系统应具有独立的供电系统，要求采用冗余的直流电源和交流电源供电当不能采用独立电源时，或失电后保护逻辑不能被执行时，则必须设计成失电跳机方式如果采用带电跳闸方式，系统中应具有在线电源监视、报警功能ETS系统设计原则4.冗余配置原则一套系统故障时，另一套仍然具有使汽机停止运行的一切功能故障的一套系统可进行在线维修、更换，而不对保护功能和机组运行有任何影响A&DASCS2超速保护汽轮机超速的主要原因1.由于电气线路故障，造成机组从电网中突然解列，甩去较高负荷到零。2.并网前，转速控制情况下，或在单机运行时，转速调节系统控制不稳定。3.并网运行时，发电机突然失磁，造成机组异步运行。4.转速控制情况下转速信号突然失去。5.阀门或执行机构卡涩，造成阀门无法关闭或关闭速度太慢汽轮机超速的危害1.离心力是与转速的平方成正比2.汽轮机的转动部件是有一定的强度极限的，转子一般是根据额定转速的115%~120%来设计3.一旦转速超过该极限值，将造成叶片断裂、叶轮松脱、动静部件相碰的严重事故A&DASCS2危急遮断器安装在汽轮机的主轴上，随汽轮机一起转动，因此是最直接和最可靠的超速保护形式电子超速保护测量精度高，调整容易附加保安器超速保护方式A&DASCS2危急保安器0n00x0rxcFsF1n2nmaxx额定转速动作转速1n复位转速0n2n00csFFmaxsFmaxcFABCn00130mrkxn)()(30max0max02xrmxxknA&DASCS2危急保安器xnmaxx0n2n1n12345可以把调速器称为稳定调速器，而把危急保安器称为不稳定调速器a)(21A&DASCS2机械液压超速保护系统双危急保安器双危急遮断油门飞锤在线试验o飞锤单独试验o实际超速试验o注油试验滑阀式危急遮断油门哈汽200MW危急保安系统A&DASCS2上汽300MW危急保安系统单危急保安器单危急遮断油门飞锤在线试验o飞锤单独试验o实际超速试验o注油试验遥控复位碟阀式危急遮断油门机械液压超速保护系统A&DASCS2电超速保护系统OST-15V-15VA1A4R20M1F/VOSXOSX转速探头指示表Q1遮断继电器转速信号F/V转换器缓冲放大R2A1试验设定点R1V/FMOSTR36R30遮断设定点-15V振荡信号比较放大器A&DASCS2电超速保护系统电超速保护系统1.转速发讯器•采用磁阻式，也可以采用涡流式•建议安装在盘车齿轮附近•或与DEH分别安装于汽轮机前面或后面•为了防止单个元件故障，一般都设置双重或三重冗余2.转速检测、判断卡件•安装在机柜内—模拟型/数字型•磁阻发讯器输出一个正比于汽轮机转速的频率信号•该信号在转速测量卡件内被转换为模拟电压或数字量•并与设定电压或数字整定值相比较•如果超过整定值，则驱动控制继电器，导致机组跳闸A&DASCS2电超速保护定植上汽：哈汽：Hzznf4150608330006000Hzznft4565608330001.160%1100Hzznf4400608830006000Hzznft4840608830001.160%11006000znf60%1100znftA&DASCS2超速保护连锁试验回路S1S2OS-1OS-2110VDC+-OSTS1S2OS-1OS-2110VDC+-OST2OST1A&DASCS2ETS驱动回路1A1A1B1B20-1AST20-3AST1A1BLR1A1BLR2A2BLR2A2B2A2A2B2B20-2AST20-4ASTLP-1LBO-1LV-1OS-1TB-1RM-1RCPWRRCLP-2LBO-2LV-2OS-2TB-2RM-2PWRPWRPWRPWR超速保护板RC试验复位遮断复位110VAC#1110VAC#2通道#1通道#2A&DASCS2轴向位移保护轴向位移产生的原因：汽轮机是高温、高压蒸汽驱动的旋转机械由于进、排汽参数的差异，必然产生巨大的轴向推力在汽轮机的结构设计上，可以采用平衡盘或平衡管来抵消大部分轴向推力，但其余的推力则由推力轴承承担推力轴承：工作推力瓦块非工作推力瓦块A&DASCS2轴向位移过大的危害：推力瓦块上浇有乌金。正常运行时，推力瓦块与推力盘之间具有油膜，承载推力如果汽轮机轴向推力增大，使推力轴承过负荷，将破坏油膜，推力瓦块与推力盘之间产生干摩擦，造成乌金熔化。汽轮机转子沿轴向移动，转动部件与静止部件发生摩擦甚至碰撞，造成严重机械事故轴向位移的危害A&DASCS2转子轴向窜动的其他原因：高、中、低压汽缸之间进汽不平衡水冲击动叶结垢润滑油系统油压油温不正常致使油膜破坏轴向位移的其他原因A&DASCS2轴向位移检测由TSI系统完成•通过测量转子位移，判断推力轴承的磨损情况•趋近式探头•探头输出信号与距离成正比一般分别检测前向和后向位移探头安装于推力轴承附近—避免转子胀缩的影响允许在线试验轴向位移保护A&DASCS21A1A1B1B20-1AST20-3AST1A1BLR1A1BLR2A2BLR2A2B2A2A2B2B20-2AST20-4ASTLP-1LBO-1LV-1OS-1TB-1RM-1RCPWRRCLP-2LBO-2LV-2OS-2TB-2RM-2PWRPWRPWRPWR超速保护板RC试验复位遮断复位110VAC#1110VAC#2通道#1通道#2ETS驱动回路A&DASCS2低润滑油压保护A&DASCS2润滑油压保护润滑油压力由分成两个通道的4个压力开关检测当正常运行时，压力开关63－1/LBO和63－3/LBO的接点是闭合的中间继电器1X/LBO和3X/LBO正常地动作与遮断控制继电器LBO－1串联的继电器接点1X/LBO和3X/LBO都是闭合的这样，继电器LBO－1就动作通道2具有同样的元件，LBO－2是用于通道2的遮断控制继电器。•继电器LBO－1和LBO－2线圈的一侧通过选择开关的接点S1和S2而相连。•在正常运行时，接点S1和S2是闭合的，所以继电器LBO－1和LBO－2的线圈是并联的。•假如在每一通道中有一只压力开关打开而表明轴承油压过低，那么，继电器LBO－1和LBO－2就将释放（引起自动停机通道1和2遮断）A&DASCS2ETS系统提供了遥控遮断汽机的接口当用户遥控汽机遮断信号接点闭合时，继电器REM1和REM2被短接，从而引起AST电磁阀动作，使汽机遮断开关S1和S2允许在线试验遥控遮断功能遥控遮断包括：•发电机故障•主燃料跳闸•高压缸排汽压力高•高压缸排汽温度高等用户遥控遮断A&DASCS2薄膜阀薄膜阀的作用与危急继动器的作用相似应用于高压抗燃油系统中。通过该装置泄去抗燃油安全油，使所有阀门随着关闭。薄膜阀的上部作用着透平油安全油压，下部作用着抗燃油安全油压由于透平油安全油压产生的作用力始终比抗燃油安全油压大，因此，薄膜阀的活塞始终处于关闭位置一旦透平油安全油压泄去，活塞将在抗燃油油压的作用下开启，使抗燃油油压也泄去，高、低压主汽阀和调节汽阀关闭