杭汽汽轮机安全联锁控制系统的基本构成
汽轮机控制系统
汽轮机控制系统汽轮机控制系统组成一般来讲，汽轮机控制系统由人机界面、测量元件、控制装置、执行机构等部分组成。
人机界面为各种操作显示设备，如CRT，各种指示灯/表，鼠标，操作按钮/开关等。
测量元件为各种传感器，如测速头，热电偶，变送器，行程开关等。
它们将各种工艺过程变量转换成不同形式的电子信号，送往控制装置。
控制装置是整个控制系统的核心，实现系统的各种控制功能。
目前常用的控制装置都是以微处理器和网络技术为基础的数字式控制系统。
通常由通过网络连接的控制站、操作员站、工程师站以及电源装置和必要的机柜等辅助设备构成。
其中，控制站包括运算处理部件和I/O转换部件。
由于汽轮机是一种大型高速旋转设备。
其执行机构必须具有较大出力和快速响应，所以普遍采用液压型执行机构，也称作油动机。
因此，还必须配备液压动力源向执行机构提供液压工作介质。
根据设计的不同，可以采用汽轮机润滑油作为工作介质，也可以配置独立油源。
另外，在数字式控制系统中还有大量的不同功能的软件程序分布在系统各部件中，与硬件设备协同工作，共同完成控制任务。
汽轮机作为一种在高温、高压、高速条件下连续运行的大型机械设备，其高可靠性既是工艺过程的要求，也是自身安全的需要。
所以在配置汽轮机控制系统时必须给予高度重视。
冗余技术、自诊断技术和分散结构被广泛采用。
在控制装置内部，均采用双网结构，防止信息传送故障。
CPU处理器采用三冗余配置，3取2表决机制或双机热备配置，裁决机制，一用一备。
对重要信号，从一次元件到I/O通道都采用3冗余或双冗余配置。
执行器一般采用双线圈伺服阀；双泵供油，一用一备，自动连锁。
另外，分散结构使系统各功能科学合理地分配在不同的部件中，任何部件损坏只会引起系统部分功能丧失，不会导致整个系统故障，更不会危及机组运行安全；同时系统中非常完善的自诊断功能可以对系统中绝大多数异常进行有效的鉴别、报警，必要时自动将故障部件从系统中隔离。
目前，自诊断都可以达到具体I/O通道。
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
杭汽机组速关控制装置
速关控制装置说明书1、概述1.1说明速关控制装置是汽轮机保安系统和控制系统的集合。
它将原来该系统中单个部套组合在一起。
这样，克服了管路繁多、安装复杂的缺陷，在运行中也避免了监控困难和生产漏油着火的事故，增加了汽轮机运行可靠性和安全性。
速关控制装置能实现汽轮机正常启动和停机、电动和手动紧急停机、速关阀在线试验和危急遮断器自动挂钩等。
为了增加安全性，速关控制装置还设置了电动紧急停机的冗余系统。
以上功能分别由基本模块、冗余模块、启动模块来实现。
1.2技术参数1.2.1液压参数油源压力0.8MPa (0.6~~1.2MPa)工作介质透平油32# 46#过滤精度≤40µm液体温度10~~70℃1.2.2电参数电源电压 24VDC（1±10℅）1.2.3环境温度 -20～80℃1.2.4保护种类 IP65 (不防爆)EExd11CT4 （防爆）2.功能与原理2.1基本模块2.1.1组成手动停机阀（2274）电磁阀（2225）停机卸荷阀（2030）调节油切换阀（2050）速关阀在线试验阀(1845)2.1.2功能手动紧急停机电动紧急停机速关阀在线试验2.1.3作用原理高压油从“P”进入基本模块，从基本模块壳体内分为五路。
第一路经手动停机阀（2274）和电磁阀（2225）进入停机卸荷阀（2030），克服弹簧力使阀处于关闭状态。
正常运行时，通向停机卸荷阀的速关油不泄油。
速关油时由冗余模块内部管路引入的。
第二路油经调节油切换阀（2050）变为调节控制油经冗余模块内部管路进入启动模块成为电液转换器供油。
第三路通向速关阀在线试验阀（1845）以供速关阀活塞活动性试验。
第四路进入冗余模块及启动模块，成为该两个模块的高压油源。
第五路从“G1”引出，以供危急保安装置使用。
通常危急保安装置直接从高压油源供油时，这时“G1”是被赌注的。
2.1.3.1危急遮断跳闸扳动调节系统中危急保安装置（2210）的手柄或者危急遮断器跳闸，以及轴向位移达到不允许值时，此时危急保安装置（2210）进油口被封闭，这时速关油和回油口“T”接通，速关油排放到油箱，速关阀快速关闭。
汽轮机调节保安系统
当机组机组甩负荷时，机组转速达到或超过汽轮机103% 额定转速时，DEH控制EH油系统中OPC保护系统中的两个并联 的OPC电磁阀动作。这两个电磁阀得电打开，迅速泄掉各油动 机的OPC油压，使各调节汽门关闭，切断汽轮 机的进汽，以限制机组转速的进一步飞升。
当机组运行转速降低到额定转速时，DEH控制OPC电磁阀失 电关闭，OPC母管控制油压得以恢复，各调节汽门重新开启， DEH控制汽轮机在3000RPM附近运行。
目录
一、调节保安系统概述 二、汽轮机调节保安系统的组成与工作原理 三、汽轮机危急遮断系统的试验
一、调节保安系统概述
1. 概述
汽轮机的调节保安系统采用高压抗燃油（EH）纯电调控制系统。 调节保安系统由数字电调系统（DEH）、高压抗燃油调节系统 （EH）和汽轮机危急遮断系统（透平油）三大部分组成。
汽轮机调节保安系统中液压执行机构采用高压抗燃油系统（EH） 供油。它由EH供油装置，EH系统供油管路及附件，油动机及操纵座 薄膜阀，AST、OPC电磁阀组等部套组成。工作介质采用14.0MPa的 磷酸脂抗燃油。
冷油器
电气控制箱
温度控制器 压力开关 试验电磁阀 压力变送器 循环泵
再生装置
出口高压蓄能器
电气控制箱
控制块
溢油阀
EH主油泵
再生泵
压力油出口 加热器
循环泵过滤器
热电阻 空气滤清器
回油过滤器 磁性过滤器
无压回油口 有压回油口
调压杆
循环冷却系统 本装置还设有自成体系的EH油循环系统的循环统。循环油泵
• 执行机构的工作行程分别为： 高压自动关闭器 （2个）----------- 行程L=80mm 中压自动关闭器 （2个）----------- 行程L=120mm 高压调节阀油动机（4个）----------- 行程L=50mm 中压调节阀油动机（2个）----------- 行程L=80mm 低压油动机 （双侧进油）----------- 行程L=150mm
汽轮机介绍之调节系统之主汽门及液压控制部分
汽轮机介绍之调节系统之主汽门及液压控制部分主汽门及液压控制部分是汽轮机调节系统的核心组成部分，主要用于控制和调节汽轮机的工作状态和运行参数。
本文将从主汽门和液压控制两个方面进行介绍。
一、主汽门主汽门是汽轮机的关键部件之一，它负责控制汽轮机的输出功率和调节转速。
主汽门通常由阀门、驱动装置、传感器和控制系统组成。
1.阀门：主汽门通常采用旋转阀门或滑油阀来控制蒸汽的流量，旋转阀门通过改变阀门开度来调节蒸汽进入汽轮机的量，从而控制汽轮机的转速和负荷。
滑油阀则通过调节滑油的流量来改变阀门开度。
2.驱动装置：主汽门的驱动装置通常有电动驱动装置和液压驱动装置两种。
电动驱动装置通过电机驱动旋转阀门进行动作，液压驱动装置通过改变液压系统的压力来控制阀门的开闭。
3.传感器：主汽门通过传感器获取相关的工作参数，如压力、温度、转速等，以便向控制系统提供反馈信号，从而实现对汽轮机的精确控制。
4.控制系统：控制系统是主汽门的核心，它接收传感器的反馈信号，并根据设定值进行比较和计算，然后通过驱动装置控制阀门的开度，从而实现对汽轮机转速和负荷的控制调节。
液压控制部分主要由液压系统、液压执行机构和相关传感器组成，用于控制和调节主汽门的开度。
1.液压系统：液压系统是液压控制部分的核心，它主要由液压泵、油箱、液压阀和液压管路组成。
液压泵负责提供压力源，将液压油送入液压执行机构，液压阀则负责控制液压系统的压力和流量。
2.液压执行机构：液压执行机构主要由液压缸组成，液压泵将液压油送入液压缸，通过液压力来推动主汽门的开闭动作。
液压执行机构具有响应速度快、控制精度高的优点，能够满足汽轮机对转速和负荷的快速调节要求。
3.传感器：液压控制部分还包括一些传感器，用于检测液压系统的压力、流量和温度等参数，以便向控制系统提供准确的反馈信号，实现对主汽门的精确控制。
总的来说，主汽门及液压控制部分是汽轮机调节系统中至关重要的组成部分，它通过液压控制来调节蒸汽流量，实现对汽轮机的精确控制和调节。
安全联锁系统介绍
执行器选型
网络通信选型
根据工艺流程要求，选择相应的执行器，如 电动阀、气动阀等。
选用可靠的工业网络通信设备，如以太网交 换机、工业总线等。
软件功能与应用
数据采集
实时采集各传感器信号，并对信号进行处 理和解析。
故障诊断
通过分析系统运行数据，对异常情况进行 诊断并发出警报。
逻辑控制
根据采集的信号及联锁逻辑，控制相应执 行器的动作。
可靠性原则
选用可靠的硬件和软件，提高系统 的稳定性。
实用性原则
设计简单易用的界面，方便用户操 作。
可维护性原则
选用易于维护的设备和系统，降低 后期维护成本。
硬件选型与配置
传感器选型
控制器选型
根据应用场景选择合适的传感器，如光电传 感器、限位传感器等。
选用高性能的工业控制器，满足实时监控和 联锁控制需求。
安全联锁系统的管理与维护
系统管理策略与制度
01
制定安全联锁系统的 管理制度
明确各级职责，建立完善的操作规程 和应急预案。
02
设立系统管理员
负责系统的日常监控、维护和管理， 确保系统正常运行。
03
定期进行安全检查
对系统进行定期的安全检查，发现并 解决潜在的安全隐患。
日常维护与保养
定期备份数据
对系统数据进行定期备份，以 防止数据丢失或损坏。
系统优化与升级
1 2
系统性能优化
根据系统运行情况，对系统性能进行优化，提 高系统响应速度和处理能力。
系统扩展与升级
根据业务需求和技术发展，对系统进行扩展和 升级，提高系统的整体性能和稳定性。
3
系统安全加固
加强系统的安全性，采取多种安全措施，防范 各类安全威胁和攻击。
汽轮机调节保护系统介绍
四、 喷油试验 喷油试验阀装于汽机轴承座前侧，当它开启时，能将 压力油喷入飞锤内腔，使飞锤在汽机额定转速时就击 出，停止喷油后，飞锤又能自动退回。这种试验可以 不改变汽机实际转速，模拟试验全部超速遮断机构的 动作是否正确。
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5、 空气引导阀 空气引导阀是抽汽逆止阀与EH 系统之间的一个接口。在
配置空气引导阀的机组上，所有抽汽逆止阀应该是气动式 的，空气引导阀控制抽汽逆止阀压缩空气气源。空气引导 阀的开启依靠OPC 油压，关闭依靠弹簧力。机组正常运行 时，OPC 油压将空气引导阀开启，使压缩空气经空气引导 阀送到所有抽汽逆止阀，DCS 可以操作抽汽逆止阀上的电 磁阀来确定其开启或关闭；当OPC 油压泄去时（表示机组 处于超速控制状态），空气引导阀依靠弹簧力关闭，隔断 压缩空气气源，同时打开排大气口，使抽汽逆止阀端管道 中的余气排掉，不管此时DCS 的指令如何，均无条件地将 所有抽汽逆止阀关闭，防止超速。
5、 危急遮断控制块 危急遮断控制块，安装于汽轮机前轴承座旁。其主要 功能是在危急遮断装置（ETS）和AST（作用于高压主 汽阀与再热主汽阀）与OPC（作用于高压调节汽阀与 再热调节汽阀）母管之间提供接口。主要的元件是块， 2 只OPC（超速保护控制）电磁阀，4 只AST（危急遮 断）电磁阀和2 只逆止阀。
空气引导阀
第四节 机械超速遮断系统
机械超速遮断系统是汽机的另一套 安全保障系统，除ETS 系统的所有遮断指令 均送到AST 电磁阀，由危急遮断控制块来泄 去AST 油压实行停机外，机组还设置了一套 飞锤式机械超速保护机构，可以在汽机意外 超速时，通过泄去隔膜阀的控制油压（即低 压安全油压）来泄去AST 油压实行停机；另 外还设置了一套手动装置，可以通过操作手 柄泄去隔膜阀的控制油压（即低压安全油压） 来泄去AST 油压实行停机。这种泄去隔膜阀 的控制油压的方式都不受电信号（ETS 停机
汽轮机调节保安系统及设备
汽轮机调节保安系统及设备第一节概述汽轮机调节与保护系统是实现汽轮机启停、带负荷运行、防止机组在事故工况下严重超速、保护机组安全的转速（或频率）与负荷（或功率）的自动调节装置。
一个好的调节系统在运行中应能适应各种运行工况的要求，即及时地调节汽轮机的功率，使它满足外界负荷的变化需要，同时又要维持电网的频率在50HZ左右，使两者有机地互相联系起来。
一、汽轮机运行对调速系统的要求汽轮发电机组在运行中，作用在子上的力矩有：蒸汽作用在汽轮机转子上的主动力矩Md;转子旋转时叶轮和轴颈等产生的磨擦阻力矩Mf;发电机转子在磁场中旋转时受到的电磁阻力矩Mem o若视汽轮发电机组的转子为刚体，则根据刚体转动的定律，转子的运动方程式为式中，I和3分别为汽轮发电机组转子的转动惯量和旋转角速度；τ为时间。
1.电负荷变化后转速变化规律当功率平衡时，即Md=Mf+Mem时r Idω∕dτ=0H⅛,由于率0,则dω∕dτ=0,也就是说转子的角速度等于常数；当用户耗电量减少时，引起电磁阻力矩Mem 相应减少，如果保持主动力矩Md和磨擦阻力矩Mf不变，则Md>Mf+Mem z dω∕dτ>0,也就是说转子角速度增加，供电频率随之增加。
反之，当用户耗电量增加时，转子角速度3减少,供电频率降低。
2、汽轮机运行对调节系统的要求一个好的调节系统在运行中应能满足如下要求：1）当电网频率不变时，调节系统应能保证机组的转速不变。
2）当蒸汽参数或供电频率在允许范围内变化时，调节系统仍能维持机组在零负荷至满负荷之间稳定运行，并能保证汽轮发电机组能顺利并网或解列。
3）当负荷变化时，调节系统应能保证机组安全地从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况，而不发生较大的和长时间的摆动。
4）当机组突然甩去全负荷时，调节系统应能保证机组维持空转。
5）调节系统中的保护装置,应能在被监控的参数超过规定的极限值时，迅速自动动作，自动控制机组负荷或使机组紧急停机，以保证机组的安全。
汽轮机调节保安系统
汽轮机调节保安系统汽轮机调节保安系统是指一种自动控制系统，用于监测和控制汽轮机的运行状态，确保汽轮机的安全、高效、稳定运行。
本文将介绍汽轮机调节保安系统的基本原理、主要组成部分和运行特点。
一、汽轮机调节保安系统的基本原理汽轮机调节保安系统的基本原理是根据汽轮机的运行状态和负载需求，监测和控制汽轮机的转速、出力和机组的稳定性。
主要包括自动调节控制系统和保护控制系统两部分。
自动调节控制系统是指对汽轮机的机组速度、控制系统各种参数（如汽机进汽压力、蒸汽流量、真空度、转速等）进行实时测量和监测，并对其进行自动控制、调整。
自动调节控制系统的主要功能是实现汽轮机的自动启动、并行运行、负荷调整、停机等操作。
保护控制系统是指在汽轮机系统异常或出现危险情况时，通过系统自动控制实现对汽机系统的保护。
保护控制系统主要包括过速保护、低速保护、低压保护、高压保护、过热保护、欠压保护以及紧急停车等保护措施。
二、汽轮机调节保安系统的主要组成部分汽轮机调节保安系统主要由主控制室、汽机控制员室、机组监测与保护系统、DCS控制系统等组成。
主控制室是直接对汽轮机控制系统进行控制和监测的中心，主控制室可实现对机组各工艺参数、测量值的查询、显示、调整等。
汽机控制员室是汽轮机的控制操作室，主要负责控制汽轮机的正常启动、停机、并机、分机等操作，实现对汽轮机的全面监视和控制。
机组监测与保护系统是汽轮机调节保安系统中最重要的组成部分之一，可以实时监测和保护汽轮机的运行状态，预警和避免安全事故的发生。
DCS控制系统是一种先进的控制系统，可以利用计算机技术和传感器进行自动控制和调节，实现汽轮机的全面自动化管理。
通过DCS控制系统，可以实现准确的测量、控制和调节汽轮机运行状态，提高汽轮机的运行效率和可靠性。
三、汽轮机调节保安系统的运行特点汽轮机调节保安系统具有以下特点：1. 智能化操作：汽轮机调节保安系统具有高度自动化操作系统，可对汽轮机的运行状态进行全面自动化监测和控制，减少人工干预。
杭汽汽轮机安全联锁控制系统的基本构成
杭汽汽轮机安全联锁控制系统的基本构成空压机是我公司大氮肥系统的龙头, 在氮肥项目中采用杭州汽轮机厂的汽轮机作为空压机的驱动设备, 汽轮机由于是高速运转的设备,且做工功率及自身体积均比较巨大, 因此对于汽轮机的安全运行就需要很多检测元件和保护系统的参与。
系统的组成及特点如下。
艾默生DELTAXDCS系统是这个联锁控制系统的核心,大多数的联锁逻辑关系和联锁执行指令都是由它发出的。
所有检测元件产生的联锁信号均要送至DCS卡件,由主处理器进行逻辑运算后把最终联锁跳车信号由DC卡件送至跳车电磁阀，引起汽轮机速关阀关闭完成联锁跳车。
轴瓦温度检测系统: 汽轮机的轴瓦温度均带有高高联锁。
温度检测的一次元件使用内埋式PT100铂热电阻，电阻信号送至DCS机柜内的温度变送器,由温度变送器将其转化为4mA-20mA 直流信号送至DCS AI 卡件, 经处理器运算后用于显示温度, 并根据工艺要求设置相应的联锁报警值作为联锁报警的信号源。
振动位移检测系统: 汽轮机振动探头在汽轮机的两端各有两个, 安装角度是垂直于汽轮机轴向安装。
位移探头安装于汽轮机的一侧, 安装角度是平行于汽轮机轴向安装。
振动和位移探头送出的信号由BENTLY 公司的3500相应的卡件采集，通过通讯卡件和DCS通讯，在DCS 上显示相应点的振动和位移数值。
通过3500组态实现逻辑关系和开关量的输出, 我公司就是将相应两个探头的高高联锁值做了二选二的逻辑运算通过开关量卡件的某一通道送出这一联锁信号给DCS触发联锁。
润滑油压低低联锁: 润滑油压过低将会造成转动设备由于缺少足够的润滑对机器造成损害,润滑油压由变送器输出模拟信号至DCS用于显示润滑油压力并参与润滑油压的调节。
润滑油压低低联锁则采用可靠性更高的压力开关来提供联锁所需的开关量信号,润滑油压有三个压力开关, 这三个开关采用三选二的逻辑关系输出联锁信号。
控制油压低低联锁: 控制油压过低会使调速阀无法正常工作。
杭汽凝汽式汽轮机使用说明书
冷凝式汽轮机使用说明书产品代号：HS3004产品型号：NH32/04编制校对中华人民共和国杭州中能汽轮动力有限公司2006年12月目录前言技术数据汽轮机结构蒸汽疏水系统润滑油系统调节和监视、保护系统主要部套简介安装起动和运行Woodward505程序卡前言本说明书是向用户介绍汽轮机及零部件的一般说明，使操作人员能掌握一般的专业知识，从而对汽轮机进行正确的安装、运行和维护。
各章节中提到的有关部件一般都有图例和说明。
但有时它们并不能与机组的每一小部件都相吻合。
用户不必对所提供图例和说明与实物的形状等过分追求，而只需理解其工作原理。
本型号汽轮机为低压低温冷凝式汽轮机，汽轮机与被驱动机械（风机）用膜片式联轴器直联。
本机组采用WOODWARD 505调节系统，并配有必要的保安系统。
各种监视仪表及保安信号装置可集中在仪表柜上，以方便维护和监视。
启动和停机都编制了程序，可在控制系统的前面板上直接操作。
因此，本机组具有安全可靠、结构紧凑、操作维护简单和自动化程度较高等一系列优点。
机组采用双层布置平台高度 6.5m。
汽轮机向下排汽，用带有波纹补偿节的排汽接管与冷凝器相连接。
机组出厂时，我厂随机提供一套汽机易损件备件，其品种和数量详见备品备件清单，用户如有特殊需求时，可随时向我厂订购备件。
技术数据1、汽轮机额定功率： 4102kw汽机转速： 8085 r/min一阶临界转速：4493 r/min转速范围： 5659～8489 r/min压缩机： 8085 r/min汽机转向：顺汽流看为顺时针。
进汽压力：1.1MPa (a) （4.3～4.7）进汽温度: 450 ℃（450～475）凝汽压力: 0.009MPa额定进汽量：22.6t/h汽机本体主要件重量：最大检修件：5T转子：1.5T汽轮机总重：10.8T振动：正常运转时，最大允许振动值为65μm。
测点为主轴前、后测振带。
2、油路系统供油系统由压缩机厂家负责。
润滑油压：0.25MPa(G)调节油压：0.85 MPa(G)3、汽水系统冷凝器：面积： 560 m2型式：分列二道制表面式无水时重： 12.3t冷却水量： 1800～2000m3/h两级射汽抽气器：工作蒸汽压力：0.784～0.98Mpa抽气量: 20kg/h耗汽量：～200kg/h汽轮机结构一、概述本汽轮机为单缸、冲动，单独底盘快装式。
汽轮机保护系统介绍！
汽轮机保护系统介绍！在大型汽轮机中，某些参数严重超标有可能酿成设备损坏甚至毁机事故。
为此，大型汽轮机都设有严密的保护措施。
由于机组超速的危害最大，因此，除了超速兼有超速保护和危急遮断多重保护外，其余重要参数的严重超标，都通过危急遮断系统实行紧急停机。
汽轮机保护系统包括以下三个部分：1）汽轮机超速保护：当机组转速超过设定值时，发出停机信号；2）电子保护系统：采集所有需要停机的模拟量的值，当这些值超过设定值时，发出停机信号；3）汽轮机遮断系统：接受所有的停机信号，使停机电磁阀动作，遮断机组。
一、汽轮机的超速保护系统1）OPC超速2）电气超速保护为了保证汽轮机超速保护的高可靠性，采用独立的三取二信号。
系统固定的进行周期性的试验。
超速保护系统响应速度快，具有高的可靠性及安全性。
转速探头采用非接触式的，共三只，另外还装有一只备用探头，安装在汽轮机轴周。
当汽轮机转动时，产生与转速成正比的脉冲信号。
每个探头采用独立的电源和模块，模块连续地诊断转速信号。
另外，模块设计有一个逻辑切换开关，从实际转速切换到试验转速，以对模块进行在线试验。
3）机械超速由危急遮断器、危急遮断装置、高压遮断组件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（或飞锤）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高压遮断组件中的紧急遮断阀动作，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。
二、汽轮机遮断系统汽轮机遮断系统是一个连接电子保护、超速保护系统和遮断电磁阀的二通道系统，所有的汽轮机遮断指令，超速保护系统、电子保护系统、发电机保护、遮断按钮等产生停机信号，都通过汽轮机遮断系统动作遮断电磁阀遮断机组运行。
高压遮断电磁阀（AST电磁阀）组件AST电磁阀是将遮断保护装置发出的电气跳闸信号转换为液压信号的元件，四只AST电磁阀再串联组合在一起。
杭汽机组速关控制装置
速关控制装置说明书1、概述1.1说明速关控制装置是汽轮机保安系统和控制系统的集合。
它将原来该系统中单个部套组合在一起。
这样，克服了管路繁多、安装复杂的缺陷，在运行中也避免了监控困难和生产漏油着火的事故，增加了汽轮机运行可靠性和安全性。
速关控制装置能实现汽轮机正常启动和停机、电动和手动紧急停机、速关阀在线试验和危急遮断器自动挂钩等。
为了增加安全性，速关控制装置还设置了电动紧急停机的冗余系统。
以上功能分别由基本模块、冗余模块、启动模块来实现。
1.2技术参数1.2.1液压参数油源压力0.8MPa (0.6~~1.2MPa)工作介质透平油32# 46#过滤精度≤40µm液体温度10~~70℃1.2.2电参数电源电压 24VDC（1±10℅）1.2.3环境温度 -20～80℃1.2.4保护种类 IP65 (不防爆)EExd11CT4 （防爆）2.功能与原理2.1基本模块2.1.1组成手动停机阀（2274）电磁阀（2225）停机卸荷阀（2030）调节油切换阀（2050）速关阀在线试验阀(1845)2.1.2功能手动紧急停机电动紧急停机速关阀在线试验2.1.3作用原理高压油从“P”进入基本模块，从基本模块壳体内分为五路。
第一路经手动停机阀（2274）和电磁阀（2225）进入停机卸荷阀（2030），克服弹簧力使阀处于关闭状态。
正常运行时，通向停机卸荷阀的速关油不泄油。
速关油时由冗余模块内部管路引入的。
第二路油经调节油切换阀（2050）变为调节控制油经冗余模块内部管路进入启动模块成为电液转换器供油。
第三路通向速关阀在线试验阀（1845）以供速关阀活塞活动性试验。
第四路进入冗余模块及启动模块，成为该两个模块的高压油源。
第五路从“G1”引出，以供危急保安装置使用。
通常危急保安装置直接从高压油源供油时，这时“G1”是被赌注的。
2.1.3.1危急遮断跳闸扳动调节系统中危急保安装置（2210）的手柄或者危急遮断器跳闸，以及轴向位移达到不允许值时，此时危急保安装置（2210）进油口被封闭，这时速关油和回油口“T”接通，速关油排放到油箱，速关阀快速关闭。
汽轮机安全监视系统(TSI)的基本组成与工作原理
汽轮机安全监视系统（TSI）的基本组成与工作原理1、TSI的基本组成无论是国产的TSI，还是进口的TSI；无论是由分立元件构成的TSI，还是由集成电路组成的TSI，或者是由微处理器芯片构成的TSI系统，从结构与组成的角度分析，它们均可以下三部分描绘：传感器系统将机械量（如转速，轴位移，差胀，缸胀，振动和偏心等）转换成电参数（频率f，电感L，品质因素Q，阻抗Z等），传感器输出的电参数信号经过现场连线送到监测系统，由监测系统转换为测量参数进行显示、记录及相关的信息处理。
2、TSI的工作原理目前应用广泛的传感器有：电涡流传感器，电感式速度传感器，电感式线性差动变压器和磁阻式测速传感器等等。
对于应用得最多的电涡流传感器系统来说，它由探头、接长电缆和前置器组成。
前置器具有一个电子线路，它可以产生一个低功率无线电频率信号（RF），这一RF信号，由延伸电缆送到探头端部里面的线圈上，在探头端部的周围都有这一RF信号。
如果在这一信号的范围之内，没有导体材料，则释放到这一范围内的能量都会回到探头。
如果有导体材料的表面接近于探头顶部，则RF信号在导体表面会形成小的电涡流。
这一电涡流使得这一RF 信号有能量损失。
该损失大小是可以测量的。
导体表面距离探头顶部越近，其能量损失越大。
传感器系统可以利用这一能量损失产生一个输出电压，该电压正比于所测间隙。
前置器由高频振荡器、检波器、滤波器、直流放大器、线性网络及输出放大器等组成，检波器将高频信号解调成直流电压信号，此信号经低通滤波器将高频的残余波除去，再经直流放大器，线性补偿电路和输出放大处理后，在输出端得到与被测物体和传感器之间的实际距离成比例的电压信号。
前置器（信号转换器）的额定输出电压为-4~-20V（线性区）。
监测系统又称为框架，一个框架由三部分组成：电源、系统监测器和监测表。
电源为装在框架内的监测表及相应的传感器提供规定的电源，电源总被放在框架的第一位置；系统检测器检验供电水平以确保系统正常运行，同时，它还具有控制系统“OK”的功能。
汽轮机调节及保安系统
汽轮机调节及保安系统本机采用的是数字电-液调节系统（DEH）。
主要由数字式调节器、电液转换器、液压伺服机构、调节汽阀等组成。
本机的保安系统采用冗余保护。
除了传统的机械-液压式保安装置外，增加电调装置、仪表监测系统的电气保护。
保安系统主要由危机遮断器、危机遮断油门、实验控制阀、电磁阀、主汽门、TSI监测系统、电调节器超速保护等组成。
第一节DEH系统1 、DEH基本工作原理汽轮机组DEH系统基本原理简述如下：DEH系统设有转速控制回路、电功率控制回路、抽汽控制回路、主汽压控制回路、超速保护回路以及同期、调频限制、解藕运算、信号选择、判断等逻辑回路。
DEH系统通过DDV634电液转换器控制高压阀门，从而达到控制机组转速、功率及抽汽压力的目的2 、DEH基本功能2.1 汽机挂闸/开主汽门当汽机保安系统动作后，保安油压消失汽机自动主汽门、调速汽门全部关闭，再次启动时，必须首先恢复保安油压。
当运行人员发出挂闸指令时，电磁阀带电接通危急遮断滑阀上腔排油，滑阀在压力油的作用下复位，然后电磁阀失电将接通危急遮断滑阀上腔排油关闭，完成挂闸操作。
挂闸后，具备了开启主汽门条件。
当运行人员发出开启主汽门指令后，通过电磁阀打开自动关闭器。
此时，汽机具备了冲转条件。
启动油泵启动后将保安装置挂闸，启动阀手轮关到底，保安油路接通。
接到开机信号后，缓慢旋转启动阀手轮，即可开启主汽门。
2.2 摩检机组启动前，尤其是大修后，经常需要进行磨擦检查。
为此，在DEH系统内设置有摩检功能，选择摩检后，DEH将机组自动升速至500r/min，然后关闭调速汽门，停止进汽，机组惰走，由运行人员进行听音，完成摩擦检查。
2.3 升速控制DEH根据运行人员给定的目标转速和升速率进行闭环控制，使机组达到目标转速。
完成冲转、暖机、过临界、3000 r/min定速全部过程，运行人员可根据实际情况，通过保持命令使机组进入转速保持。
DEH按照运行人员根据经验自行判断机组的温度状态，然后通过操作员站设定目标转速和升速率。
安全联锁系统介绍
紧急操作开关
紧急操作开关是安全联锁系统中的“紧急制动按钮”。它们在生产过程中出现紧急情况时，能够立即触发安全联锁系统，停止 设备的运行或执行相应的紧急操作。
紧急操作开关通常以手动方式操作，常见的有机械式、电气式、液压式等。它们能够实现对系统的紧急停止、紧急退回等功能 。
03
安全联锁系统的功能与优势
02
安全联锁系统的基本组成
传感器
传感器是安全联锁系统的“感知器官”。它们负责监测和感 知生产过程中的各种状态和参数，如压力、温度、速度、位 置等。
传感器的种类繁多，常见的有电感式、电容式、光电式、热 电式等。它们通常以模拟或数字信号的形式将感知到的信息 传递给逻辑控制器。
逻辑控制器
逻辑控制器是安全联锁系统的“大脑”。它根据接收到的传感器信号以及预设的逻辑条件，进行相应 的运算和处理。
逻辑控制器通常由各种逻辑电路、微处理器、可编程逻辑控制器（PLC）等组成。它们能够实现对传 感器信号的接收、处理、比较、输出等功能。
执行器
执行器是安全联锁系统的“手臂”。它们根据逻辑控制器的指令，执行相应的动 作或操作。
执行器的种类也很多，常见的有电磁阀、电动阀、气动阀等。它们能够实现对设 备或系统的开关、调节、保护等操作。
安全联锁系统可以实现远程控制，方便管理 人员对设备进行远程管理和监控。
安全联锁系统的优势
高可靠性
安全联锁系统采用高可靠性的设计和选型原则，确保在各种恶劣 环境下都能稳定运行，提高设备的可靠性和安全性。
易于维护
安全联锁系统的维护和检修相对简单，方便管理人员进行维护和 管理。
兼容性强
安全联锁系统可以与各种类型的设备进行匹配，兼容性强，应用 范围广泛。
，自动触发是指通过传感器检测到危险信号后自动触发。
汽轮机控制系统
i1
i1
i1
汽轮机控制系统
由于４个高压调节阀设计相似，理想情况下认为完全 相同，并假设经阀门曲线修正后，阀门开度与流量成 正比，阀门开度与汽轮机负荷成正比，则
fi(Li) kLi
所以，满足阀门无扰切换的条件为
4
4
4
fi(LiSIN) fi(LiSEQ) fi(Li)
i1
i1
i1
4
4
4
LiSIN LiSEQ Li
0kSIN1,0kSEQ1 kSIN kSEQ 1
汽轮机控制系统
总流量需求值
阀切换系数 中压缸启动为0
×
高中压启动为1
f 1(x)
阀门试验值 单阀系数k SIN
T
阀门试验逻辑
GV1单阀开度L1SIN
×
顺序阀系数k SEQ
++ ∑
-3%
T
运行RUN
f2(x)
GV1顺序阀开度L1SEQ ×
Hale Waihona Puke GV1阀位开度指令 图3-10 高压调节阀GV1阀位指令形成原理
用于参数严重超标、危及机组安全时，紧急关闭所有的主汽阀和 调节汽阀，立即停机。
(3) 机械超速保护和手动遮断系统
汽轮机控制系统
3自动调节
100
1 中压调节汽门
调节汽门开度（%）
2 高压调节汽门
0 20 40 60 80 100 图3-2调节汽门开度与功率关系
功率 (100%)
汽轮机的主要控制参数是功率、转速和主蒸汽压力
其阀位开度=L1SIN×kSIN+L1SEQ×kSEQ
汽轮机控制系统
1
0
T
T
顺序阀方式 1
凝汽式汽轮机的结构性能及调节保安系统说明
凝汽式汽轮机的结构性能及调节保安系统说明本汽轮机由杭州汽轮机厂制造，为单缸冲动冷凝式汽轮机，具有二级非调整抽汽。
一、二级均不抽汽，各用一只法兰盖将抽汽口闷牢，法兰盖上接有供疏水的管道。
转子为套装式结构，由一个双列复速级和八个压力级组成。
前轴承为可倾瓦径向止推联合球面轴承，装于前轴承座内，后轴承为可倾瓦轴承，装于与汽缸铸于一体的后轴承座内。
汽轮机前汽缸用半圆法兰和前轴承座联接，前轴承座可在前座架上滑动。
后汽缸排汽口设置为向上排汽，与凝汽器通过排汽接管联接。
调节汽阀由布置在汽轮机前端的油动机控制，采用提板式调节阀。
速关阀直接连接在前汽缸上，水平布置。
本汽轮机为高速汽轮机，额定转速为5600 r/min，经减速齿轮箱减速后驱动发电机。
机组采用单层布置，调节系统采用WOODWARD505数字式低压透平油电液调节系统。
汽水系统1、主蒸汽系统来自锅炉的新蒸汽经隔离阀、速关阀，由调节汽阀控制进入汽轮机通流部分，经过一个复速级和八个压力级膨胀作功后，乏汽排入凝汽器凝结成水。
再由凝结水泵经两级射汽抽气器、除氧器加热后，由给水泵打入锅炉，完成整个热力循环。
两级射汽抽气器出口处引一路凝结水回凝汽器热井作再循环管路。
凝汽器上装有自动排汽阀，当凝汽器内压力过高时，可直接自动向空排汽。
2、汽封系统汽机前后汽封近大气端一挡腔室接前后出汽管。
第二挡腔室相互连接，使前汽封的部分漏气送至后汽封作封汽用。
在汽机达到一定负荷后，前汽封的漏气增加，汽封冒汽也增加，此时微微打开通往凝汽器的阀门，使汽封冒汽保持微量。
在开机时，由于前后汽封漏汽没有或很少，此时特设置供汽封封汽用的汽封调节阀，新汽经汽封调节阀节流后供前后汽封封汽用。
前汽封第三挡腔室接至除氧器。
3、抽汽系统为保证凝汽器有一定的真空，及时抽出凝汽器内不凝结气体，设置有启动抽气器和两级射汽抽气器。
前者主要用于在开机时为快速建立凝汽真空以启动汽机用。
两级射汽抽气器作为主抽气器，及时抽出凝汽器内不凝结气体，确保凝汽真空。
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杭汽汽轮机安全联锁控制系统的基本构成
作者：陈玉芝高智强
来源：《科技资讯》2011年第15期
摘要:描述了我公司空压机使用的杭汽汽轮机的检测及联锁控制系统的组成、设计要点等内容,以及在试车及生产应用中出现的相关问题及解决方法。
关键词:汽轮机联锁设计安全可靠解决方法
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)05(c)-0114-01
空压机是我公司大氮肥系统的龙头,在氮肥项目中采用杭州汽轮机厂的汽轮机作为空压机的驱动设备,汽轮机由于是高速运转的设备,且做工功率及自身体积均比较巨大,因此对于汽轮机的安全运行就需要很多检测元件和保护系统的参与。
系统的组成及特点如下。
艾默生DELTAV DCS系统是这个联锁控制系统的核心,大多数的联锁逻辑关系和联锁执行指令都是由它发出的。
所有检测元件产生的联锁信号均要送至DCS卡件,由主处理器进行逻辑运算后把最终联锁跳车信号由DO卡件送至跳车电磁阀,引起汽轮机速关阀关闭完成联锁跳车。
轴瓦温度检测系统:汽轮机的轴瓦温度均带有高高联锁。
温度检测的一次元件使用内埋式PT100铂热电阻,电阻信号送至DCS机柜内的温度变送器,由温度变送器将其转化为4mA～
20mA直流信号送至DCS AI卡件,经处理器运算后用于显示温度,并根据工艺要求设置相应的联锁报警值作为联锁报警的信号源。
振动位移检测系统:汽轮机振动探头在汽轮机的两端各有两个,安装角度是垂直于汽轮机轴向安装。
位移探头安装于汽轮机的一侧,安装角度是平行于汽轮机轴向安装。
振动和位移探头送出的信号由BENTLY公司的3500相应的卡件采集,通过通讯卡件和DCS通讯,在DCS上显示相应点的振动和位移数值。
通过3500组态实现逻辑关系和开关量的输出,我公司就是将相应两个探头的高高联锁值做了二选二的逻辑运算通过开关量卡件的某一通道送出这一联锁信号给DCS触发联锁。
润滑油压低低联锁:润滑油压过低将会造成转动设备由于缺少足够的润滑对机器造成损害,润滑油压由变送器输出模拟信号至DCS用于显示润滑油压力并参与润滑油压的调节。
润滑油压低低联锁则采用可靠性更高的压力开关来提供联锁所需的开关量信号,润滑油压有三个压力开关,这三个开关采用三选二的逻辑关系输出联锁信号。
控制油压低低联锁:控制油压过低会使调速阀无法正常工作。
控制油压低低联锁采用压力开关提供联锁信号。
汽轮机排气压力高高联锁:汽轮机排气压力过高时,相当于真空度下降,会使蒸汽进入汽轮机受阻,同时使排气温度过高对汽轮机产生不利影响。
抽气压力由变送器提供模拟量的显示。
用于联锁的是三个压力开关,采用三选二的逻辑组态触发联锁。
505转速控制系统内部组态的联锁:首先505作为调速控制的系统的核心还兼有超速保护的功能,通过系统内部的设定,当转速检测值高于内部设定值时输出联锁信号。
第二个联锁是转速失效联锁,505接受汽轮机转速发讯盘上固定的两个转速探头的信号,当某一个转速探头失效的时候它会报警,并按照正常的那个转速探头提供的转速数据继续提供转速控制,当两个转速探头均失效时,505输出跳车信号。
第三个联锁使一个组合条件的联锁,叫做调速阀高阀位低转速跳车,具体描述是当调速阀阀位大于30%,而转速小于五百转时跳车,这是防止汽轮机开车时卡住或动作不畅,阀位开的过大,汽轮机可能会受到突然地冲击而造成损害,所以在这里高阀位和低转速是必须同时存在的条件,任何单独的条件都不会触发联锁。
203超速保护系统:汽轮机为了系统的安全,防止发生超速对机组及其他人身设备的损害,采用了WOODWARD公司的203超速保护系统对汽轮机实行超速保护。
203接受来自汽轮机转速发讯盘上安装的三个转速探头的信号,分别接到独立的三个检测模块,经过组态设置超速保护数值,联锁输出在系统内部采用三选二的逻辑方式,当系统内三个模块中的两个及以上模块的转速值超过组态设定值时,系统输出联锁信号给DCS,引发跳车。
我公司联锁系统曾经出现过的问题及相应的修复方案如下。
轴瓦温度热电阻的损坏造成误跳车:空压机开车时间不长,就连续发生了几次由于热电阻损坏而造成的误跳车。
后来我们首先通过对温度变送器的组态,是温度变送器在接收到断路、短路、接地等热电阻故障信号时,温度变送器输出最低值,由于我们的温度联锁是高高联锁,所以在热电阻故障时输出最低值不会触发联锁。
同时我们又对同一瓦块上的两个热电阻的温度采用二选二的联锁方式输出,更大大减少了由于某一个热电阻本体损坏造成的系统误跳车的影响。
505和DCS间跳车联系信号断线造成系统误跳车:在空压机运转过程中曾经有一次是因为505给DCS的联锁信号电缆断线造成系统误跳车。
后来我们将505跳车联锁的信号并联了一路出来,同时送给DCS,而DCS采用了两个独立的DI卡件分别就收这两个信号,同时把这两个信号按二选二的逻辑关系进行组态,这样如果有其中的一路由于断线或者虚接误送出联锁信号也不会触发跳车。
预防电源故障引起误跳车:原来的505是单电源供电,现采用两路独立的电源同时压接在505供电的端子排上同时供电,防止某一路断电引起跳车。
3500原本是双路供电,但由于是一路电源通过端子排分接给两个电源模块,如果总电源发生供电故障同样影响系统安全,现在是使用两路总电源分别给两个供电模块供电,很大程度上提高了系统的安全和稳定。
预防3500失电后输出跳车信号:在3500组态上实现断电和带点状态下继电器的状态保持
一致不翻转。
这样,当3500意外失电时,离散量输出的状态保持原样,不会触发跳车。
而同时DCS上显示振动位移的数据会失灵,引起工艺操作人员的注意,及时通知仪表维护人员到场处理。
但振动位移的数据一般没有直接参与调节模块的调节和输入,所以不会对系统调节直接造成影响。
汽轮机是空压机的驱动设备,它的安全稳定运行至关重要,按照以上设计的联锁控制系统一方面提供了汽轮机安全稳定运行的基本条件,同时根据设计经验和日常维护出现的问题,对系统进行必要的优化,使其更好的为系统运行提供保障。
参考文献
[1] 宋文军.甲醇空分装置压缩机安全联锁系统的构成及设计要点[M].煤化工总， 2008(136).
[2] WOODWORD调速器公司505数字式调速使用手册.
[3] 梁新峰.本利特TSI3500培训资料及总结.。