第8节 汽轮机的保护和危急遮断系统

ห้องสมุดไป่ตู้三、危急跳闸装置（ETS）
汽轮机危急遮断系统的任务，是用来监督对机组安全有重大影响的某些参数， 以便在这些参数超过安全限定值时，通过该系统去关闭汽轮机的全部进汽阀门， 紧急停机。 机组的危急遮断项目和参数为： （1）超速保护：转速达到110%n0（3300r/min）时遮断机组； （2）轴向位移保护：以轴向位移的定位点3.56mm为基准，机头方向超过 2.54mm或发电机方向超过4.57mm时，遮断机组，这种限定意味着极限位移离基准 位置的两侧各只有1mm左右； （3）轴承供油低油压和回油高油温保护：轴承供油油压低到34.47~48.26kPa 和回油油温高到82.2℃时遮断机组； （4）EH（抗燃）油低油压保护：EH油压低到9.31MPa时遮断机组； （5）凝汽器低真空保护：汽轮机的排汽压力高于20.33kPa（abs）时遮断机组。 此外，DEH系统还提供一个可接受所有外部遮断信号的遥控遮断接口，以供 运行人员紧急时使用。
（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
（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。
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。
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。
1.手动遮断试验； 本试验是在汽轮机正常运行情况下，用来检查遮断机构以及危急遮断滑阀工 作的可靠性。 2.充油试验； 此试验是在汽轮机正常运行条件下检查飞锤动作的可靠性。在充油试验时， 为不使汽轮机跳闸停机，必须在试验的整个过程把试验杠杆拉到“试验”位置。 试验装置图见图10所示。 3.超速试验。 用以效验飞锤动作转速的设定值以及保证机械超速保护系统正确动作。 制造厂要求：(1)运行半年至少进行一次超速试验；(2)机组在安装初始启动期 间，每次大修之后以及前箱检修结束后应做超速试验。
1．电磁阀的工作原理（略） 2．电磁阀的串并联布置 如图5所示。 OPC和AST电磁阀结构相同，仅有的区别是：OPC电磁阀是由内部供油控制 的，AST电磁阀则由高压油路外部供油所控制。
（四）单向阀（逆止阀） 两个单向阀分别安装在自动停机危急遮断油路（AST）和超速保护控制油路 （OPC）之间。当OPC电磁阀动作时，可维持AST的油压。当AST电磁阀动作时， OPC油压也下跌。 （五）跳闸试验块组件 在前轴承座边上装有一个不锈钢的试验块组件，如图6所示，它是用来监视 EH油压低和试验各压力开关的系统，该系统被布置成双通道，每个通道一端节流 孔与供油系统相通，另一端与排油相连，试验块组件由两个压力表，两个电磁阀， 两个手动阀，一个试验块及四个监视EH油压低的压力开关组成。
2．电气超速遮断控制继电器逻辑
（三）轴向位移遮断系统（TB） 1．轴向位移遮断机构 机组的轴向位移机构，它由4个轴向位移传感器、2个试验汽缸、4个电磁阀和 用来作为传感器基准点的联轴器垫片所组成，其它零部件是支托架和用来安装试 验汽缸和传感器的有关部件。在任何情况下，各传感器的安装，都必须与1个基准 面保持间隙，例如，与联轴器平面或指示盘间有一定的间隙。在试验汽缸和传感 器与联轴器指示盘的间隙整定好后，用定位销把试验汽缸最后固定。
（七）外部信号遥控遮断系统（REM） ETS系统提供了一个遥控接口，用于接受外部遮断机组的命令，以供运行人 员在紧急情况下使用。
（六）空气引导阀 空气引导阀安装在汽轮机前轴承座旁边，该阀用于控制供给汽动抽 汽逆止阀的压缩空气，为EH油、压缩空气和排大气提供了接口，该阀是 一个油缸体上带钢柱的青铜阀体，附在阀杆上的弹簧提供了关闭阀门所 需的力。
二、机械超速保护与手动遮断遮断
（一）隔膜阀 位于前轴承座上，结构如图7所示。 （二）机械超速危急遮断系统 图8为机械超速危急遮断系统的工作原理图。图9为机械超速遮断机 构图。 （三）手动复位 （四）遥控复位 （五）试验 试验时，必须先用手将试验杠杆拉到“试验”位置上去，使试验滑 阀移动并切断机械超速和手动遮断总管中脱扣油去危急遮断滑阀的主通 道。这样，试验时不会引起隔膜阀的开启及危急遮断（AST）油路的泄 压。 试验做完后，必须进行复位。
第八节 汽轮机的保护和危急遮断系统
危急遮断系统分为两种情况。一是在机组运行中，为防止部分设备失常造成 机组严重损坏，装有自动停机危急遮断系统（AST），当发生异常情况时，关闭 所有进汽阀，立即停机；二是超速保护控制系统（OPC），使高压调节汽阀及再 热调节汽阀暂时关闭，减少汽轮机进汽量及功率，但不能使汽轮机停机。因此， 机组相应的设有自动停机危急遮断油路（AST油路）和超速保护控制油路（OPC 油路）。 自动停机危急遮断系统可分成两个层次。第一是危急跳闸控制装置（ETS） 的跳闸电信号可使AST电磁阀动作，使AST油路泄油，所有进汽阀关闭，机组停 机；第二是机械超速及手动停机部分，当其动作时，可通过隔膜阀，使AST油路 泄油，所有进汽阀关闭，机组停机，起到危急保护作用。 图1为汽轮机危急遮断系统原理图。
（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。