汽轮机的保护系统
汽轮机控制及保护系统
气轮机控制及保护系统第一节S—DEHG系统1、S—DEHG控制系统由高压抗燃油伺服及供油系统和DEHG数字电液控制器组成。
其主要设计特点如下：●数字电液控制器S—DEHG为双机冗余，能快速，精确灵敏地响应转速变化。
●为了减少热应力和延长机组寿命，采用了复合调节的进汽方式。
●具有足够多的接口，可与其他自动控制装置接口（如CCS协调控制器接口等）。
●在额定蒸汽参数下甩满负荷，危机遮断器不跳闸。
●危机遮断器最高动作转速不超过110—112%额定转速。
●停机上时，机组速度不等率可在3—5%范围内可调。
●同步转速调整范围为±6%。
●包括调节阀在内的调速系统的迟缓率不大于0.06%。
具有负荷限制功能，可使高压调节阀的开度被限制在设定值内。
●在甩负荷时（≥20%额定负荷），DEHG中的加速继电器可快速关闭中压调节阀。
●在甩负荷时（≥40%额定负荷），DEHG中的超速保护继电器可快速关闭高中压调节阀。
2、S—DEHG的调节特性：●速度不等率可在3—5%范围内调整。
●同步器调整转速范围为6%。
●调速系统的迟缓率不大于0.06%3、S—DEHG的主要功能●汽机在冷态/温态/热态/极热态条件下，从盘车、冲转、自动升速、转速调节、并网、带初负荷，直至带目标负荷的负荷限制，并能按联合调节的方式进行阀门控制，阀门管理，负荷的变化过程中，接受HITASS—200E来的速率，负荷率控制。
●可在操作盘上限制负荷和选择寿命消耗率。
●具有转速和负荷自动控制功能。
负荷从满负荷甩至零负荷的瞬间变化情况下防止机组达到超速跳闸点，或在正运行期间参加电网一、二次调频。
●备用超速跳闸和电超速保护功能。
●阀门门杆活动试验。
●自动同期方式并网。
●高压缸暖机运行控制。
●与HITASS的信号联锁。
4、危机保安装置中的主要遮断设备及控制值（1）、带有隔离阀和油座遮断阀机械式危机遮断器偏心飞环式机械危机遮断器动作转速为110—111%额定转速（3300—3330r/min），可在带负荷时通过喷油电磁阀进行喷油试验，使危机遮断器跳闸及复位。
汽轮机的安全保护系统说明书
汽轮机的安全保护系统说明书一、引言汽轮机是一种重要的能源转换设备，广泛应用于电力、建筑、化工等行业。
为了确保汽轮机的安全运行，必须配备有效可靠的安全保护系统。
本文将详细介绍汽轮机的安全保护系统的功能、构成和操作。
二、安全保护系统功能1. 安全保护系统的作用安全保护系统旨在监测和控制汽轮机运行过程中的各项参数，确保在发生异常情况时及时采取保护措施，避免事故发生，最大限度地保护汽轮机和现场人员的安全。
2. 安全保护系统的工作原理安全保护系统通过传感器实时监测汽轮机的转速、温度、压力等参数，将监测到的信号传输至中央控制室的控制台。
控制台上设有监测仪表和报警器，一旦检测到异常情况，系统将发出警报并自动采取相应的保护措施，例如关闭汽轮机，切断燃气供应。
三、安全保护系统构成1. 传感器汽轮机安全保护系统配备多种传感器，用于监测汽轮机运行时的各项参数。
常见的传感器包括转速传感器、温度传感器、压力传感器等。
2. 控制台控制台是安全保护系统的核心部分，由仪表、控制按钮、报警器等组成。
仪表用于显示汽轮机各项参数的数值，控制按钮用于手动控制系统的运行状态，报警器用于发出警报信号。
3. 控制系统控制系统是安全保护系统的关键，它接收传感器传来的信号，并根据事先设定的逻辑条件进行判断和控制，发出相应的指令。
控制系统可以分为硬件控制系统和软件控制系统两部分，两者协同工作，确保系统的稳定运行。
四、安全保护系统操作1. 系统的启动在启动汽轮机之前，必须先启动安全保护系统。
操作人员需按照规定程序逐一检查传感器的运行状态，并确认控制台上的仪表和报警器正常工作。
2. 参数设定根据汽轮机的技术要求和安全规范，设定各项参数的上下限阈值。
一旦监测到的参数超出设定范围，系统将及时采取相应的保护措施。
3. 报警处理当系统监测到异常情况时，控制台的报警器将发出声音和光信号，提示操作人员及时采取措施。
操作人员应根据报警信号的类型和严重程度，判断问题的原因并采取相应的故障处理措施。
汽轮机调节保护系统
汽轮机调节保护系统汽轮机是现代热力发电厂最重要的组成部分之一。
它的控制系统是确保汽轮机的正常运行的关键。
自动控制系统和保护系统是这一过程中最重要的两个组成部分之一。
在这篇文章中，我们将详细介绍汽轮机的调节保护系统。
汽轮机是一种使用高温高压蒸汽或气体驱动的旋转机械装置。
汽轮机的作用是将蒸汽的热能转化为机械动能，然后通过发电机将其转化为电能。
因此，汽轮机调节保护系统具有保证汽轮机正常运行和确保发电安全的重要作用。
汽轮机调节保护系统主要由以下几个部分组成。
1.汽轮机控制系统汽轮机控制系统是汽轮机调节保护系统的核心部分。
它主要用于保证汽轮机转速的稳定和自动控制汽轮机的启停和负荷调节。
汽轮机控制系统主要由控制器、传感器、执行机构和通信设备组成。
控制器是控制系统的中央处理单元，传感器用于采集汽轮机的运行状态数据，执行机构使得控制器能够控制汽轮机的运行状态，通信设备用于控制器与其他系统间的通信。
2.过速保护系统每个汽轮机都有其安全转速范围。
当汽轮机的转速超过这个范围时，过速保护系统将立即介入，使汽轮机的转速降低到安全范围内。
过速保护系统通常由控制器和传感器组成。
控制器将保护信号发送到执行机构，降低汽轮机的转速。
3.欠速保护系统欠速保护系统是汽轮机调节保护系统的另一个重要组成部分。
当汽轮机转速降低到预定值以下时，欠速保护系统将自动启动，从而防止汽轮机达到停机转速或停机。
欠速保护系统通常由控制器和传感器组成。
控制器将保护信号发送到执行机构，提高汽轮机的转速。
4.温度保护系统汽轮机内部温度较高。
如果温度超过安全限制，就会出现爆炸或机械故障的风险。
温度保护系统用于控制汽轮机内部温度。
它通常由控制器和传感器组成，控制器通过发送信号到执行机构来控制汽轮机的温度。
5.压力保护系统汽轮机中涉及到各种各样的压力，如进汽压力、汽轮机排汽压力等等。
当压力超出安全范围时，压力保护系统将启动。
它通常由控制器和传感器组成，在必要时控制器将向执行机构发送保护信号，使汽轮机的压力恢复到安全范围内。
汽轮机的ETS联锁保护
02 03
安全性与可靠性
ETS联锁保护系统是保障工业设备安全运行的重要组成部 分，其自身的安全性和可靠性至关重要。然而，随着网络 攻击和恶意代码的不断增加，如何保障ETS联锁保护系统 的安全性和可靠性成为了一个巨大的挑战。
实时性与准确性
ETS联锁保护系统需要在毫秒级别内对设备的运行状态进 行监测和判断，对系统的实时性和准确性提出了很高的要 求。然而，由于工业环境的复杂性和不确定性，如何保证 ETS联锁保护系统的实时性和准确性也是一个重要的挑战 。
轴承温度过高保护
ETS系统监测轴承温度，一旦温度过高，立即切断进气，避免轴承 损坏。
润滑油压力过低保护
ETS系统监测润滑油压力，压力过低时切断进气，防止设备损坏。
保障生产安全
防止爆炸事故
01
ETS系统监测汽轮机的各项参数，确保其运行在安全范围内，从
而避免爆炸等恶性事故的发生。
防止火灾事故
02
ETS系统的快速响应和切断进气功能，可以有效防止因设备故障
03
ETS联锁保护系统常见故障及原 因
常见故障类型
误动故障
信号异常故障
ETS系统误发出停机指令，导致汽轮 机无故障停机。
ETS系统接收到的传感器信号异常， 导致误判或无法判断汽轮机状态。
拒动及 时发出停机指令，导致汽轮机继续运 行而损坏。
故障原因分析
硬件故障
汽轮机的ETS联锁保护
汇报人： 2023-12-15
目录
• ETS联锁保护系统概述 • ETS联锁保护系统重要性 • ETS联锁保护系统常见故障及
原因 • ETS联锁保护系统优化与改进
措施
目录
• ETS联锁保护系统在汽轮机中 应用案例
汽轮机调节保护系统
汽轮机调节保护系统汽轮机调节保护系统是指通过一定的技术手段和方法，对汽轮机的调节和保护进行有效的控制和管理。
该系统主要是通过对汽轮机的行为和状态进行监测和分析，以便及时发现和解决问题，保证汽轮机的正常运行，并确保汽轮机的安全和稳定。
汽轮机调节保护系统主要通过以下几个方面保证汽轮机的稳定性和安全性：1. 调节控制系统：对于汽轮机的控制系统来说，一定是至关重要的。
通过合理的调节，能够保证汽轮机的平稳运行，减少机械故障的发生。
调节控制系统主要包括：稳压控制系统、转速控制系统、温度控制系统、压力控制系统等。
2. 轴承监测系统：汽轮机在运行时，其轴承也是非常重要的，一旦轴承有故障或者异常，就可能导致汽轮机的故障或事故发生。
轴承监测系统主要是通过对轴承进行动态监控，及时发现轴承的故障或者异样情况，对其进行有效修复或调整。
3. 系统安全控制：汽轮机是一种高速旋转的机械设备，其安全性非常重要。
系统安全控制主要是通过对汽轮机的各个部位进行安全监测和控制，对可能导致事故的因素进行及时的排查和排除。
4. 故障排除与修复：在汽轮机运行时，可能会遇到各种各样的故障和问题，如果不能及时处理，就会导致更严重的后果。
因此，故障排除与修复是非常重要的一环，在出现问题时，需要及时处理，避免事情的扩大。
总体来说，汽轮机调节保护系统是为了确保汽轮机的正常运行，而设计的一种高级的技术方案。
这一系统能够对汽轮机进行全方位的监测和分析，并能够及时发现和解决问题，保证汽轮机的安全和稳定。
因此，无论是对于汽轮机相关企业还是汽轮机的使用者来说，都非常重要。
在实际使用中，需要充分发挥汽轮机调节保护系统的优势，及时调整和整合相关的技术手段和手法，为汽轮机的安全和稳定提供保障。
汽轮机的保护和危急遮断系统资料课件
当危急遮断器接收到异常信号时，会触发遮断动作，通过 切断进汽管道的供气或关闭进汽阀的方式使汽轮机停机。
危急遮断系统的操作与维护
操作注意事项
操作人员应熟悉危急遮断系统 的原理和组成，严格按照操作 规程进行操作，避免误操作导 致设备损坏或事故发生。
维护保养
定期对危急遮断系统进行维护 保养，检查各部件的工作状态 和性能指标，及时发现并处理 潜在故障，确保系统正常运行 。
提高运行效率
通过有效的保护措施，汽轮机能够保持最佳运行状 态，提高整体运行效率。
降低维护成本
保护系统能够减少不必要的维修和更换部件，从而 降低维护成本。
汽轮机保护系统的组成
80%
传感器
用于监测汽轮机的各种参数，如 温度、压力、转速等。
100%
控制单元
接收传感器信号，进行数据处理 和逻辑判断。
80%
01
利用更先进的传感器和检测技术，提高系统对汽轮机运行状态
的监测精度和响应速度。
优化控制算法
02
采用更高效的控制算法，提高系统的调节性能和稳定性，减少
误动作和故障率。
升级硬件设备
03
对硬件设备进行升级，提高其可靠性和寿命，降低维护成本。
系统智能化与网络化发展
智能化决策支持
通过人工智能和大数据技术，实 现系统智能化决策，提高故障诊 断和预防性维护能力。
汽轮机保护系统故障诊断方法
01
振动分析法
通过监测振动信号判断设备状态。
温度测量法
通过测量设备表面温度判断热状态 。
03
02
油液分析法
通过监测润滑油状态判断轴承等部 件状态。
压力测量法
通过测量设备内部压力判断运行状 态。
汽轮机保护系统介绍(第一部分)
汽轮机保护系统介绍
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汽轮机保护系统介绍
• 汽轮机的主要保护 • ETS系统概述 • TSI系统概述 • 汽轮机运行中对主要保护参数的监督
汽轮机的主要保护
• 汽轮机危急跳闸系统（简称ETS）接受来自
TSI系统以及汽轮发电机其他系统的报警或 停机信号，进行逻辑处理，输出汽轮机遮 断信号。当出现危及机组安全运行工况时， 如转速升高、润滑油压过低等，其发出信 号，并迅速动作遮断电磁阀和AST电磁阀， 关闭主汽门、调节汽门，保护机组主要设 备安全，防止事故的发生。机组的ETS保护 装置一般由汽轮机制造厂提供。
ETS的保护控制柜
ETS控制柜是系统的核心部 分，完成系统ห้องสมุดไป่ตู้控制和监视。
机柜上部装有一套电源组 箱，中间部分为两套PC机，下 面装有一块操作盘，机柜中采 用两套PLC并联运行，从现场 来的信号到机柜后同时到A机 和B机，经过逻辑处理后，给 出相应的输出信号。当A机故 障时，使得奇数通道（即通道 1）跳闸；当B机故障时，使得 偶数通道（即通道2）跳闸。
300MW汽轮机的ETS保护项目设置
汽轮机的其它主要保护
• 汽轮机的机械超速保护
机械超速保护动作转速范围为3270～3330rpm
• 汽轮机的OPC保护
OPC快关GV和IV，有效防止汽轮机转速飞升
• 汽轮机的防进水保护
汽缸与抽汽管道温差的监视 汽轮机本体及抽汽管道疏水阀门的连锁动作
• 汽轮机跳闸后的主要连锁保护
快速关闭汽轮机进汽阀门 关闭抽汽阀门防止倒汽 开启通风阀抽出汽轮机内蒸汽 连锁跳闸发电机和锅炉
ETS系统概述
• ETS（EMERGENCY TRIP SYSTEM）是汽轮
汽轮机保护及基本概念
汽轮机保护汽轮机保护系统是保证汽轮机安全运行的一个不可缺少的系统，通常不允许汽轮机在没有保护回路的情况下运行。
1.超速保护。
超速保护装置防止转速超过某一上限值。
如果转速超过这一上限，转子将由于巨大的离心力而断裂，从而导致恶性事故的发生。
出于对安全性的考虑，特别是类似于超速保护之类的保护装置将采用冗余配置。
每一汽轮机的保护系统都会有2~3套独立的危急遮断回路。
每一危机遮断回路都会自动检测转速并在相应的范围内动作。
其中转速由六个非接触式的转速传感器测得。
（一般现场超速设置103%（3090rpm）和110%（3300rpm）两个动作值，达到3090rpm时，调门自动关闭，当转速回到3000rpm 时调门会自动开启；而达到3300rpm时，主汽门和调门全部关闭）。
2.真空度。
冷却水的不足或过量空气的漏入将破坏凝结器的真空。
真空的破坏将使低压缸的排汽损失增大从而提高了低压缸的缸体的温度，增加了运行中的不安全因素。
真空保护装置通过汽轮机跳闸防止背压过大。
如果背压还持续增大则启动低压缸旁路以调节背压。
其中背压由压力传感器测得（一般现场整定值在-85~-86kpa左右联启备用泵，-80kpa跳机）。
3.轴向位移大。
轴向位移过大将会使旋转的叶片与静止的部分产生摩擦，从而磨损了轴瓦，影响运行安全。
轴向位移保护装置通过跳闸装置防止轴向位移过大。
轴向位移的大小通过涡流传感器测得。
4.润滑油压。
如果流入汽轮发电机组各处轴承的润滑油压过低将影响运行的安全。
一旦油压低于设定的允许值，润滑油泵将自动的开启以保证油压，从而保证汽轮机的安全停车。
润滑油压通过压力传感器测得。
5.轴振。
汽轮发电机组运行时，有很多的原因会使汽轮发电机组的轴发生振动。
这些振动通过轴承基座的振动的大小来进行测量。
如果轴承基座的振动超过了整定值，轴承振动保护装置动作使汽轮机跳闸。
轴承基座振动的绝对大小通过设在每个轴承上的传感器测得。
6.轴承温度。
轴承温度过高将使轴瓦磨损得更快，从而造成二次损伤。
汽轮机保安系统
汽轮机保安系统一、系统简介为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致汽轮机发生重大损坏事故，汽轮机组设有严密的保护措施。
由于机组超速的危害最大，因此，除了超速采用多重保护外，其余重要参数的严重超标，都通过危急遮断系统实现紧急停机。
本机组保安系统设置了三套遮断装置。
1、运行人员手动紧急遮断的危急遮断手柄。
2、机械超速遮断的危急遮断器（飞锤式）。
3、电子超速保护装置（设置在ETS中）即ETS系统由危急遮断系统（ETS）控制的四只遮断电磁阀，它接受汽机重要监视参数的遮断信号，四只遮断电磁阀只要一接到遮断信号，就立即动作泄去系统中的安全油和控制油，从而关闭主汽门和再热主汽门以及关闭高、中压调节汽阀，使机组紧急停机。
另外，为防止机组超速，还设有OPC保护。
当机组超速103%n。
或机组30%额定负荷以上甩负荷发生时，OPC电磁阀动作，立即关闭所有调门、抽汽逆止门、高排逆止门，打开高排通风阀、＃1、2高压调门后放气阀，抑制转速飞升，自动控制机组在3000r/min稳定运行。
二、系统功能1、遮断功能（1）机械超速保护当转速达到110～111% n。
时，危急保安器应动作，泄去低压安全油，高压安全油隔膜阀动作，打开EH供油系统泄油口，使EH系统的抗燃油压降低，迫使主汽阀、调节汽阀关闭，机组紧急停机。
（2）手动遮断保护如果机组发生其他故障，运行人员认为确须停机，或正常情况下需停机时可就地用手打装在前轴承座端面的危急遮断手柄或在集控室手动遮断按钮，泄除高、低压安全油，使机组停机。
（3）喷油试验功能为了对危急遮断器在不超速的状态下进行试验，采取对危急遮断器飞锤下部槽道注油建立额外油压的方法，推动飞锤出击，直至撞击碰钩，模拟超速试验，以检查危急遮断器是否无卡涩、良好备用。
（4）汽机复置功能通过手拉装在前轴承座端面的复置手柄或在集控室手动复置按钮，使遥控复置电磁阀动作，都能使危急遮断油门复置。
同时，在集控室按下手动复置按钮，电磁阀带电励磁、关闭。
汽轮机保护系统5
63 4 LBO
一次回路
油开关
1X LBO
~
断开 → LBO
1X
~
4X LBO
失电→
~
4X LBO
触点断开 → LBO-1、 LBO-2线圈失电
→ AST1、AST3（ AST2、AST4 ）电磁阀失电（动作） → 停机
汽轮机的保安系统
ETS驱动回路(一次回路)—低润滑油压保护（图）
汽轮机的保安系统
OPC 电磁阀特点及连接：
OPC 电磁阀： （2个）
—— 不常带电 —— 并联 （防止电磁阀拒动作， 可以进行在线试验）
汽轮机的保安系统
2、停机电气遮断保护(ETS)；
ETS条件触发
AST → 停机（脱扣）
通道#1
通道#2
汽轮机的保安系统
ETS驱动回路（二次回路）说明
返回二次回路
1）正常： 复位按钮 → 保持线圈（LR）通电 →保持线圈（LR） 的常开触点闭合 → 1A、1B（2A、2B）线圈通电 → 1A、 1B（2A、2B）的常开触点闭合 → AST1、AST3（ AST2、 AST4 ）电磁阀通电（不动作） → 正常
动力系:王勇
汽轮机的保安系统
汽轮机的保安系统
汽轮机自动保护系统，是OPC保护、ETS 和机械超速保护系统的总称。 主要内容：
保护系统功能原理， 保护系统的执行机构构成， 电磁阀的连接及工作原理， 电气遮断系统原理
汽轮机的保安系统
保安系统分为三种情况： 1、不停机电超速保护(OPC)； 2、停机电气遮断保护(ETS)； 3、机械超速和手动拖扣保护。 其中2、3项用于当监视的汽机参数超过其 运行限制值时，系统就送出遮断信号关闭 全部汽轮机蒸汽进汽阀门，实行紧急停机。 被监视的参数有如下各项：
汽轮机保护
3.
机械超速 是靠飞环或飞锤动作泄去低压安全油来 实现汽机跳闸的，动作转速因是机械的一般在 109%-111%额定转速之间； 电超速 一般有三种，一种是叫OPC保护，一般国 产汽机都有，动作转速103%额定转速；一种是 DEH电超速，动作转速为110%额定转速，一种 是ETS电超速，动作转速也为110%.因为电子类 的保护，动作转速很准确。
真空Kpa 负荷MW 82 320 81 256 80 192 79 128 78 64 77 0 76 停机
轴振大（TSI机柜判断其中一个轴振大于250μm， DCS判断其中另一个大于150μm，相与后延时4S 跳机） 轴振大主要原因
（1）动静碰磨或大轴弯曲。 （2）转子质量不平衡或叶片断落。 （3）轴承工作不正常或轴承座松动。 （4）汽缸进水或冷汽造成汽缸变形。 （5）中心不正或联轴器松动。 （6）滑销系统卡涩造成膨胀不均或不畅。
轴振大（TSI机柜判断其中一个轴振大于250μm， DCS判断其中另一个大于150μm，相与后延时4S 跳机） 主蒸汽温度10分钟下降50℃(电动门后主汽温，左 侧高压主汽门后汽温分别判断后，输出2个开关量 信号至ETS，相与跳机) 再热蒸汽10分钟下降50℃(机侧再热汽温，低旁前 温度2分别判断后，输出2个开关量信号至ETS， 相与跳机) 发电机主开关断开(DCS中并网信号取非后发2个 开关量信号至ETS，相与后跳机)
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
汽轮机保护系统
凝汽器真空
凝汽器真空低Ⅰ值报警：凝汽器真空 低Ⅰ值 -84Kpa满足，延时2秒报警
凝汽器真空低Ⅱ值联锁：凝汽器真空 低Ⅱ值 -60Kpa，联锁投入满足，延 时10秒汽轮机跳闸
3
发电机主保护动作及轴承回油温度高
发电机主保护动作联锁投入并且发电机主保护 动作（信号来至于电气）
汽轮机跳闸。
轴承回油温度高保护联锁投入并且回油温度高 （65℃）任一满足：报警。
注意：试验完毕后才能松开油路切换阀，否则将引
起跳机！
17
18
停机电磁阀
保安油路中串联2个 停机电磁阀，正常 运行时为失电状态， 位置见控制阀底板。 任一激励将切断保 安油而停机。如左 图
19
手动停机阀
高 压 油
手动停机阀是
用于手动停机
的一个控制阀。
左图为正常运
行位置。危急
情况下，拿掉
罩帽，压下手
结果条件：保护联锁投入并且回油温度高高 （70℃）任一满足：汽轮机跳闸。
4
汽机超速
联锁投入并且汽轮机超速条件满 足仪表盘
3340r/min,危急遮断器33003360r/min，电调装置3270r/min 时汽轮机跳闸。
5
转子轴向位移大
转子轴向位移大Ⅰ值报警：转子轴向位移大 Ⅰ值（+1mm，-1 mm）任一满足，报警。
汽轮机后轴瓦（两个）振动大Ⅰ值0.05mm满足 发电机前轴瓦（两个）振动大Ⅰ值0.05mm满足
发电机后轴瓦（两个）振动大Ⅰ值0.05mm满足 2、前后轴瓦振动大Ⅱ值联锁联锁投入满足汽轮机跳闸 汽轮机前轴瓦（两个）振动大Ⅱ值0.07mm，
汽轮机后轴瓦（两个）振动大Ⅱ值0.07mm， 发电机前轴瓦（两个）振动大Ⅱ值0.07mm，
汽轮机保护系统
Electronic Technology Systems, Inc.The International Center of Excellence for Solutions to Turbine Control TURBINE PROTECTION SYSTEM-TPS汽轮机保护系统TURBINE PROTECTION MODULE(TPS02)汽轮机保护模件TERMINATION UNIT(TPSTU02)端子单元目录1.0 绪论1.1 概述1.2 液压超速保护系统1.3 转速探头应用1.4 模件规范1.5端子单元规范2.0 模件功能说明2.1 概述2.2 方块图2.3 面板陈列2.4 超速保护(OSP)2.5 高压遮断保护(EHC)2.6 低压遮断汽机跳闸(TRIP)2.7 在线试验2.8 机械超速试验2.9 高压遮断超速试验2.10 功率不平衡3.0 终端单元功能说明3.1 概述3.2 保护继电器逻辑及操作图表表1 模件规范表2 终端单元规范表3 状态LED显示表4 端子单元保护继电器实表插图图 1 TPS应用实例图 2 典形汽机保护系统图 3 集成块液压油路图 4 模件方块图图 5 模件面板陈列图 6端子单元输入／输出1.0 绪论1.1 概述汽机保护系统(TPS)由三块TPS02模件及以电缆连接的一个 TPSTU02端子单元组成。
所有与电子超速保护有关之功能皆由模件及端子单元监测和完成。
这些保护功能是独立于控制系统的数据总线和多功能处理器的。
这套汽机保护系统采用三冗余输入方式、三选二保护逻辑及在线试验的能力以提高可靠性。
三项保护功能都有四个继电器输出至液压集成块，如配合采用ETSI公司的双重二选一逻辑设计可在线试验液压集成块。
TPS模件利用模件板上的处理器及存贮器以处理输入数据，控制输出及与Infi90 开放控制系统进行通讯。
这模件提供以下超速保护功能:▪超速保护(OSP):在无需启动汽机跳闸的情况下，以超速保护遮断集成块关闭高压调阀及中压调阀来控制超速。
汽轮机保护系统讲义
4
背压高跳机保护
• 汽轮机排汽压力过高，会使低压缸变形，机组 振动大，严重时会酿成事故。 • 汽轮机排气压力过高，会使整个汽轮机（在相 等负荷）汽轮机级内反动度增大，轴向推力增 大。 • 汽轮机排气压力过高，会使汽轮机流通能力减 弱，势必要增加进气压力温度。
2011-102011-10-18
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电超速保护跳机
2011-102011-10-18
10
• 汽轮机产生轴向位移的原因如下： 汽轮机产生轴向位移的原因如下：
– 汽轮机发生水冲击：水珠冲击使轴向推力增大，同时水珠在汽轮机内流动速度 汽轮机发生水冲击：水珠冲击使轴向推力增大， 缓慢，堵塞蒸汽通路，在叶轮前后造成很大压力差，使轴向推力增大。 缓慢，堵塞蒸汽通路，在叶轮前后造成很大压力差，使轴向推力增大。 – 隔板轴封间隙增大：由于不正确地启动汽轮机或机组发生强烈震动，将隔板轴 隔板轴封间隙增大：由于不正确地启动汽轮机或机组发生强烈震动， 封的梳齿磨损，间隙增大，漏汽增多，于是使叶轮前后压力差增加。 封的梳齿磨损，间隙增大，漏汽增多，于是使叶轮前后压力差增加。使轴向推 力增大。 力增大。 – 动叶片结垢，蒸汽品质不良，含有较多盐份时，会使动叶片结垢，从而使蒸汽 动叶片结垢，蒸汽品质不良，含有较多盐份时，会使动叶片结垢， 流通面积缩小，引起动叶片前后的蒸汽压差增大。使轴向推力增大。 流通面积缩小，引起动叶片前后的蒸汽压差增大。使轴向推力增大。 – 新蒸汽温度急剧下降：使转子的温度也跟着降低，由于转子的收缩量大于汽缸 新蒸汽温度急剧下降：使转子的温度也跟着降低， 的收缩量，致使推力轴承的负荷增加。 的收缩量，致使推力轴承的负荷增加。 – 真空下降：增大了汽轮机级内反动度，致使轴向推力增加。 真空下降：增大了汽轮机级内反动度，致使轴向推力增加。 – 汽轮机超负荷运行：使蒸汽流量增加，会使轴向推力增大。 汽轮机超负荷运行：使蒸汽流量增加，会使轴向推力增大。 – 润滑油系统由于油压过低、油温过高等缺陷使油膜破坏而导致推力瓦乌金烧熔， 润滑油系统由于油压过低、油温过高等缺陷使油膜破坏而导致推力瓦乌金烧熔， 也会使转子产生轴向位移。 也会使转子产生轴向位移。 润滑油系统会造成油膜破坏的原因有： 润滑油系统会造成油膜破坏的原因有： 1.润滑油压过低 润滑油压过低 2.润滑油温过高 润滑油温过高 3.润滑油中断 润滑油中断 4.油质不良 油质不良 5.润滑油中有水 润滑油中有水 6.轴瓦与轴的间隙过大 轴瓦与轴的间隙过大 7.乌金脱落 乌金脱落 2011-10- 8.发电机或励磁机漏电 2011-10-18 发电机或励磁机漏电。 11 发电机或励磁机漏电。
第六章 汽轮机调节保护系统
恒压变量柱塞泵外形图
系列柱塞泵结构剖面图
供油泵工作状态
•输出压力为14.5MPa时→高压油推动控制阀→ Q↓ •输出流量等于所需流量时→变量机构维持某一位置 •系统需增加或减少流量时→变量机构改变输出流量 →维持系统压力14.5MPa •系统瞬时需要增加流量时→蓄能器参与供油
建议：1、两台泵2周至一个月互相切换一次；
• 1.转子飞升时间常 数
• 2.中间容积时间常 数
• 3．转速变动率 • 4.油动机时间常数 • 5.迟缓率
DEH系统概述
第三节 功频电液调节系统
•
功率－频率电液调节系统是指系统中采用转
速和功率两个控制信号，测量和运算采用电子
元件，而执行机构仍用油动机的调节系统，简
称“功频电调”。
•
一、功频电液调节系统的基本工作原理
Mpa(g） • 为机组轴承和盘车供润滑油；（轴承油压
0.0785~0.118Mpa(g) ） • 为发电机供氢密封油； • 为机械超速遮断及手动遮断供安全油； 2、高压抗燃油系统（EH油系统） (磷酸脂抗燃油 12~14 Mpa(g ),燃点5600C 以上.） ▪ 为调节系统供控制油
三、润滑油系统设备介绍
供油装置设备
●蓄能器：系统瞬间用油量很大时，参与供油。
泵出口处一套：25L (高压) 执行机构中四套：40L (高压) 回油路中四套：10L (低压)
①高压蓄能器 PN2 ：8.96MPa
检测：
PN2 ＜8.3 MPa充氮
N2
2 HP 1
②低压蓄能器 检测：
PN2 :0.21MPa PN2 ＜0.163 MPa充氮
态特性确定机组功率变化请求信号。 有多种运行方式，可自动/手动切换
汽轮机EH系统介绍
汽轮机EH系统介绍汽轮机EH系统是汽轮机辅助系统的一部分，主要用于实现汽轮机的可靠运行和保护。
该系统主要由润滑油系统、控制油系统、密封油系统和加热系统等组成，其功能包括提供并维持必要的润滑、冷却和密封条件，实现汽轮机的安全运行和减少机械损坏。
润滑油系统是EH系统中的一个重要组成部分，主要负责向汽轮机各关键部位提供润滑。
润滑油系统通过油泵将润滑油送至润滑油冷却器进行冷却，然后通过滤油器去除杂质，再将清洁的润滑油输送至各处，如轴承、齿轮等部位，以减少摩擦和磨损。
在运行过程中，润滑油系统还可以监测润滑油的温度、压力和流量等参数，一旦发现异常情况，系统将及时报警并采取相应措施。
控制油系统是确保汽轮机运行稳定的关键组成部分，主要负责控制和调节汽轮机的启动、停机和转速等。
控制油系统通过油泵将润滑油送至各处执行器，如调节阀、汽门等，通过控制油的流量和压力，实现对汽轮机转速和负荷的精确控制。
此外，控制油系统还具备保护汽轮机的功能，如在出现过热、低油压等异常情况时，系统能够发出警报并采取相应措施，如自动停机等。
密封油系统是汽轮机EH系统中的一个重要子系统，主要用于汽轮机的密封和防止外部杂质进入。
密封油系统通过油泵将密封油供给给密封部位，如轴封、活塞环等，以保护汽轮机的内部元件，减少泄漏和损坏的风险。
此外，密封油系统还可以监测密封油的温度和压力等参数，一旦发现异常情况，系统将及时报警并采取相应措施。
加热系统是汽轮机EH系统中的一个辅助设备，主要用于保证汽轮机在低温环境下的正常启动和运行。
加热系统通过电加热器或蒸汽加热器对润滑油和控制油进行加热，以确保油的黏度和温度在正常范围内，从而保证汽轮机的可靠启动和运行。
加热系统还具备监测和控制加热过程的功能，一旦发现加热过程中出现异常，系统将及时报警并采取相应措施，如停止供热等。
总之，汽轮机EH系统是汽轮机的重要组成部分，主要用于保证汽轮机的可靠运行和保护。
润滑油系统通过提供适当的润滑条件减少摩擦和磨损，控制油系统通过控制和调节汽轮机的启动、停机和转速等实现对汽轮机的精确控制，密封油系统通过提供密封和防护措施保护汽轮机的内部元件，加热系统通过对油的加热保证汽轮机在低温环境下的正常启动和运行。
第8节 汽轮机的保护和危急遮断系统
2．轴向位移遮断控制继电器逻辑 为了确保动作的可靠，系统设有两个完全相同的独立通道，每个通道都由同 一个安装板上的相邻两个变送器组成。
（四）轴承油压过低遮断系统（LBO） 机组轴承油压过低，引起供油量不足，容易造成轴颈与轴瓦间的干磨擦，烧 坏瓦片，引起机组强烈振动等，为此，汽轮机都设有轴承低油压遮断系统。轴承 油管的压力测量，可用一般带触点的压力变送器进行。
（一）电气危急遮断逻辑的总系统 机组的所有电气遮断信号，均通过该系统去遮断汽轮机。该电气系统的组件， 布置于EH运行盘上的遮断电气柜内。
图9-11 电气危急遮断逻辑的总系统图
Байду номын сангаас
（二）电气超速遮断系统（OS） 1．电气超速遮断系统的工作原理 电气超速遮断系统由一个安装在盘车设备处的磁阻发信器和一个安装在遮断 电气柜中的转速插件所组成。
（五）EH油压过低遮断系统（LP） EH（抗燃）油是DEH 的控制和动力用“油”，是用来控制所有主汽阀和调 节汽阀的，当油压过低时也能导致机组失控，因此，必须进行低油压保护，以便 紧急停机。 （六）机组低真空遮断系统（LV） 机组的低真空保护，采用两级保护系统。 一级保护是类似轴承低油压保护那样的遮断电器控制逻辑系统，所不同的是 压力触点开关监视的工质是蒸汽，而且由于测量的是压力，所以，对低真空而言， 压力开关(63-I)/LV是常闭的。 二级保护是机械保护，它是基于电气遮断保护系统失灵，而排汽压力又过高 的情况下采用的上一级保护系统。显然，这是一种防止排汽压力过高的双重保护， 其措施就是在排汽缸处装置排大汽阀。
图9-1 汽轮机危急遮断保护系统原理
一、电磁阀及控制块
（一）危急遮断控制块 超速保护和危急遮断组合机构，统称为控制块，如图2所示，布置在汽轮机前 轴承箱的右侧，其主要由控制块壳体、两个OPC电磁阀、四个AST电磁阀和两个 止回阀（逆止阀）组成。 （二）超速保护电磁阀（OPC电磁阀） 两个OPC电磁阀由DEH调节器的OPC系统控制，图3为电磁阀及控制块系统原 理图。两只OPC电磁阀并联布置，即使一路拒动，另一路仍可动作。 （三）自动停机危急遮断电磁阀（AST电磁阀） 在图3所示系统中有4个AST电磁阀，它们是受危急跳闸装置（ETS）电气信号 所控制。AST电磁阀在正常运行时是被励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮断 总管中抗燃油的泄油通道，使所有蒸汽阀执行机构活塞下的油压建立起来，当电 磁阀打开，则AST总管泄油，导致所有蒸汽阀关闭停机。4个AST电磁阀组成并联 布置，这样就具有多重的保护性，每个通道中至少必须有一只电磁阀打开，才可 导致停机。 危急跳闸装置所监视的参数有：汽轮机超速，推力轴承磨损，润滑油压低， EH油压低，凝汽器真空低，另外还为用户提供一个可接受所有外跳闸信号的远控 跳闸接口。
汽轮机保护系统介绍(第二部分)
汽轮机运行中对主要保护参数的监督 2.监视段压力 • 在汽轮机运行中，将调节级汽室压力和各抽汽段 在汽轮机运行中，将 压力通称为“ 压力通称为“监视段压力”。通过对这些部位压 力变化的监视，可以判断汽轮机通流部分的运行 状况是否正常。 • 在负荷大于30%额定负荷时，凝汽式汽轮机除最末 在负荷大于30%额定负荷时，凝汽式汽轮机除最末 一、二级外，各监视段压力均与主蒸流量成正比 例变化。根据这个原理，可通过监视各监视段的 压力来有效地监督汽轮机负荷的变化和通流部分 的运行工况。 • 机组在运行中不仅要看监视段压力变化的绝对值， 还要看监视各段之间的压差是否增加 还要看监视各段之间的压差是否增加。如果某个 级的压差超过了规定值，表明该段内隔板和动叶 片过负荷，严重时会使动静部件的轴向间隙消失 而产生摩擦。
ETS的系统功能 ETS的系统功能
• 当从现场来的参数超限时，产生一个开关量信号， •
送入输入模块经PLC输出模块，输出一个信号，通 送入输入模块经PLC输出模块，输出一个信号，通 过继电器进行报警和汽机跳闸。 跳闸保护信号源自各个保护系统，它们通过外部 继电器信号组合后送入ETS的接口，它们当中任 继电器信号组合后送入ETS的接口，它们当中任 何一个参数超越极限值，就将驱使ETS送出紧急 何一个参数超越极限值，就将驱使ETS送出紧急 停机跳闸指令，泄放EH油压，关闭汽轮机的所有 停机跳闸指令，泄放EH油压，关闭汽轮机的所有 进汽阀门，迫使汽轮机紧急跳闸，以保障设备安 全。
汽轮机运行中对主要保护参数的监督
3.轴向位移 • 汽轮机转子的轴向位移是指汽轮机转子在轴向推 力作用下，承受轴向推力的推力盘、推力瓦块、 推力轴承等部件的弹性变形和油膜厚度变化的总 和。监视轴向位移的变化可以监视轴向推力的变 化情况、推力轴承的工作情况，以及通流部分动 静部件间隙的变化情况。 • 当新蒸汽压力、温度降低或凝汽器真空降低而又 要维持负荷不变时，就要增加进汽量，使轴向推 力增大。 • 当轴向位移超过允许值时，保护装置将动作，使 机组停机。当推力瓦块温度超过规定的范围内时， 机组停机。当推力瓦块温度超过规定的范围内时， 即使轴向位移指示值不大，也应减负荷运行监督
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第三节 轴向位移保护装置 一、液压式轴向位移保护装置
液压式轴向位移保护装置 1-喷油嘴 2-活塞 3-弹簧 4-节流阀 正常时，Pp把活塞2托起，
BC通，CD断 轴位移增大，Pp降低 活塞2下移 BC断，压力油断 CD通，泄主汽门压力油
Pp
Pp
Pp
泄油பைடு நூலகம்
Pp
• 二、电磁式轴向保护装置
三、磁力断路油门
第六章 汽轮机的保护系统
• • • • • • • •
• 第一节 汽轮机的保护系统及主要装置 一、汽轮机应具有以下几方面的自动保护功能： （1）超速保护 （2）低油压保护 （3）轴向位移和胀差保护 （4）低真空保护 （5）振动保护 （6）热应力保护 （7）防火保护
• 第一节 自动主汽阀 • 一、自动主汽阀的作用及要求 （1） 在任何紧急情况，特别是在油源断绝时， 自动主汽阀仍能迅速关闭。 （2）有足够大的关闭力和快速性，从保护装置 动作到主汽阀全关的时间应小于0.5-0.8秒。 （3）有隔热防火措施。 （4）有在正常运行中活动自动主汽阀的装置。 （5）主汽阀应具有足够的严密性。一般要求在 额定参数时，主汽阀全关后（调节汽阀全 开），机组转速能降到1000转/分钟以下。
标准链接
• 超速试验的合格标准： • 1)每一个偏心（锤）环应在同一情况下进行两 次超速试验，两次动作转速都应在合格范围 (3300～3360r/min)内，且两次动作转速差不应 大于0.6％. • 2)对于新安装或大修后的机组，每个偏心环应 进行三次超速试验，第三次动作转速和前两次 动作转速的平均数相差不应超过1％。 • ３）若危急保安器动作转速超过3360r/min，机 组不允许投入运行，应停机，将危急保安器动 作转速调整到合格范围内。
飞锤式危急保安器 1-调整螺帽 2-飞 锤 3-压弹簧 4-键
二、危急遮断油门 危急遮断油门是接 受危急保安器的动 作，使自动主汽阀 和调节汽阀关闭的 机构。 正常时AC通，压力油通
CD断，AB断 动作时，滑阀上移 AB通，关调门 AC断，切主汽门高压油 CD通，泄主汽门高压油
去调门 去主汽门 泄油
Pp
正常时，活塞1向上 Pp去油动机， 事故时，安全油消失 活塞1向下 Pp通泄油， 切断油动机压力油
正常时，安全油 使4向上 油动机回油 去主油泵入口 事故时， 安全油消失 活塞4向下 油动机回油 去油箱
断油门
放油门
Pp 1
保
润
调
2
去 注 油 器
信 号
二、自动主汽阀的 结构及工作原理
中压汽轮机主汽门操纵座 1-活塞 2-罩盖 3-活塞杆 4-螺杆 5-弹簧 6-不动的套 筒螺帽 7-定位螺杆 8-推力滚珠轴承 泄油
弹簧力 关闭阀门
主汽阀
第二节 超速保护装置 当汽轮机的转速达到额定转速的110%至112% 时，超速保护装置动作，自动关闭主汽阀和调节 汽阀，紧急停机。超速保护装置由危急保安器和 危急遮断油门两部分组成。 一、危急保安器 危急保安器主要有飞锤式和飞环式
磁力断路油门 1-壳体 2-活塞 3-弹簧 4-撑脚 5-牵引电磁铁 6、7-盖板 8-小弹簧 9-螺母 10-卡销
正常时，活塞2向下， BC通，开主汽门 调门 AB断，开调门 动作时，活塞2向上， BC断，切主汽门高压油 CD通，泄主汽门高压油 AB通，关调门 泄
保险销
安全油
• 四、防火油门 • 防火油门通常是由断油门和放油门组成