超速保护系统
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一、OPC超速保护系统
• 火电机组超速保护系统(Over speed Protect Controller)是一种抑制发电机组超速的保护控制, 其作用是在汽轮机出现超速时,关闭所有调节 汽门,防止汽轮机转速进一步升高。它取代了 传统液压调节系统的微分器,对发电机跳闸、 甩负荷、103%额定转速限制更精确可靠。 • 超速保护(OPC)通过控制OPC电磁阀快 速关闭GV和IV,有效防止汽轮机转速飞升, 并将转速维持在3000RPM。
4、挂闸操作顺序
• 向阀门执行结构和自动保护系统油管路充油 • 运行人员在DEH控制盘按下“挂闸”按钮 • OPC电磁阀、AST电磁阀、机械超速保护系统装置 和手动停机装置等全部复位 • 建立低压润滑油安全油压 • 隔膜阀复位 • 建立OPC、AST安全油压 • 各油动机快速卸荷阀复位
超速保护系统
郑喜俊
汽轮机超速保护分为三层
• 1、OPC超速:动作转速103%额定转速(OPC电磁阀动作)
• 2、AST超速:动作转速110%额定转速(AST电磁阀动作) TSI超速:动作转速110%额定转速(AST电磁阀动作)
• 3、机械超速:动作转速111~112%额定转速 和手动脱扣(薄膜阀动作)
• 隔膜阀动作,泄去AST安全油,
• 所有进汽阀关闭,紧急停机。
7、手动停机动作过程
• 手动操作复位手柄置于遮断位置,
• 压下碰钩,带动危急遮断滑阀右移, • 打开泄油口,泄去透平安全油, • 隔膜阀动作,泄去AST安全油,所有进汽阀 关闭,紧急停机。
8、复位过程(机械挂闸)
• 机组转速下降,飞锤复位,
2、AST电磁阀动作过程
• 当 n>110%→AST电磁阀动作(失电打开) →泄AST母管油压和OPC母管油压→关所有 阀门→停机(脱扣) • 注:动作后想恢复机组运行,必须复位 • 目的: 紧急停机保护
3、OPC、AST电磁阀
• OPC电磁阀:2个 常不带电 ——并联(防止电磁阀拒动作) • AST电磁阀:4个 常带电 ——串联(防止电磁阀误动作) ——并联(防止电磁阀拒动作)
4、OPC与超速危急遮断的区别
• 电超速保护装置是利用甩负荷时的电信号投入 工作,帮助调节汽门快速关闭以降低机组的动 态超速,可以与机组当时转速的状态无关,这 是它的一个很重要的特点。 • 所以,OPC译为超速限制更为准确,它实际上 属于调节系统范畴,主汽门并不关闭,而转速 110%超速危急遮断保护则是用电气的方法实现 的紧急遮断系统,属于保安系统,它们有本质 的不同。
汽轮机超速保护的意义
• 汽轮机是高速转动的设备,转动部件的离心力与
转速的平方成正比,当汽轮机转速超过额定转速 的20%时,离心应力接近额定转速下应力的1.5倍,
此时转动部件将发生松动,同时离心力将超过材 料所允许的强度极限使部件损坏,为此,汽轮机 均设置超速保护装置,它能在汽轮机转速超过额 定转速的10-12%时动作,迅速切断汽轮机进汽停 机。
•
目的: n = 3000rpm
5、意 义
• 防止机组因甩负荷及其他原因超速,避免
机组因停机而重新启动,保持电网稳定运 行,节约时间,减少损失。
二、危急遮断系统超速保护
• 1、作用 • 当机组转速达到110%的额定转速时,AST电
磁阀动作,关闭高、中压主汽阀,同时与 OPC油回路相连的止回阀被顶开使OPC油路 泄压,关闭高、中压调节汽阀,实行紧急 停机。
11、飞锤式危急遮断器
• 1、结构:离心飞锤式危急遮断装在与汽轮机 主轴相连的小轴上,它由偏心飞锤、弹簧、调 整螺母等组成。飞锤的重心与旋转轴的中心偏 离一定距离,所以叫偏心飞锤。
• 2、工作原理:偏心飞锤被弹簧压在端盖一端, 在转速低于飞出转速时,弹簧力大于离心力, 飞锤不动,当转速等于或高于飞出转速时,飞 锤的离心力增加到超过弹簧力,于是撞击子动 作向外飞出,撞击碰钩。
• 打开试验截止阀,透平安全油通过喷油嘴进入危 急遮断器; • 随着供油量增大,飞锤下压力增大,飞锤飞出; • 记录此时压力表的读数,与前两次试验的动作油 压比较,判断飞锤调整是否合适。
10、汽轮机超速试验
• 操作途径:通过DEH的超速试验窗口实现; • 目的:是为了检查三层超速保护动作转速 是否合格。 • 方法:冷态启动一般在带10%额定负荷运行 一段时间后,在DEH画面超速试验窗口分别 点击OPC和危急遮断超速保护试验按钮,然 后在升速窗口输入超过其动作转速的升速 目标值,然后升速,检查超速保护动作转 速是否合格。
2、AST电磁阀动作过程
• 四只AST电磁阀在正常运行时、它们是被通 电励磁关闭,从而封闭了自动停机危急遮 断(AST)母管上的抗燃油泄油通道,使所有 汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起 来。 • 当ETS系统检测到的安全指标(如真空、轴 向位移、转速等)达到安全界限后DEH发来 停机信号,电磁阀失电打开,,则AST总管 泄油,导致所有汽阀关闭而使汽轮机停机。
• 就地手拉复位手柄(或者遥控复置电磁阀, 使气缸活塞上移),带动遮断复置连杆, • 推动碰钩,带动危急遮断滑阀左移, • 泄油口关闭,透平安全油缓慢建立, • 隔膜阀复位,(若同时AST电磁阀复位) AST安全油建立。
9、危急遮断器注油试验
• 1、目的:主要用于检查危急遮断器是否卡涩 • 2、步骤: • 将试验手柄扳向“试验”位置,并用手推住;
4、OPC电磁阀动作过程
• 当 n>103%→OPC电磁阀动作(带电打开) →泄OPC母管油压→ 关调门 • 正常运行时两个电磁阀是不带电常闭的,封闭了OPC总管油液 的泄放通道,使高中压调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立 起油压。 • 一旦达到OPC动作条件时,该两个电磁阀就被励磁(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,使高中调节汽阀迅速关闭。 当 n < 103% → OPC电磁阀复位(失电关闭)
• OPC电磁阀、AST电磁阀全部复位,各油动机 快速卸荷阀复位,建立OPC、AST安全油压。 • 非冲转控制用高、中压主汽门打开。
3、挂闸分类
• 1、机械挂闸:低压透平安全油通至隔膜阀 上腔室,封闭高压抗燃油AST油的泄油,建 立AST油压的过程为“机械挂闸”,可以远 方和就地操作。
• 2、电气挂闸:在AST油路上,还设计有四 个串、并联结构的电磁阀(20/AST),电 磁阀被激励关闭的过程为“电气挂闸”。
机械超速和手动脱扣
• 机械超速/手动脱扣
• →泄透平安全油压 • →隔膜阀动作(打开) • →泄AST油压(关所有阀门) • →停机(脱扣)
5、现场实际图
现ห้องสมุดไป่ตู้实际图
6、超速自动停机过程
• 转速超过110%额定转速,危急遮断器飞锤飞出,
• 击打碰钩,带动危急遮断滑阀右移, • 打开泄油口,泄去透平安全油,
5、电气危急遮断系统逻辑图
6、OPC、AST电磁阀组
三、机械超速危急遮断和手动停机系统
• 1、作用:当机组超速(转速达到110%~ 112%额定转速)或手动操作时,通过机械
动作而实现紧急停机。
• 2、系统组成:飞锤式危急保安器、危急遮
断滑阀、、手动复位和遮断装置、遥控复 位装置、试验装置。
3、机械超速遮断原理图
一、OPC超速保护系统
• 1、作用: • (1)负荷部分下跌,中压调节汽阀快速关
闭功能; • (2)负荷下跌预测功能; • (3)机组超速控制功能。
2、OPC实质是一种转速调节
• OPC源于美国西屋公司(W.H)的超速 保护系统,汽轮机OPC系统在国家电力行业 标准DL/T701—1999中表述为:OPC是一种抑 制超速的控制功能。 • 目前多采用双位控制方式实现,即汽 轮机转速达到额定转速的103%时,自动关 闭调速汽门,当转速恢复额定转速时再开 调速汽门,如此反复,直至正常转速控制 回路能维持额定转速。
12、飞锤危急保安器
四、汽轮机挂闸
• 1、什么是挂闸?
• 所谓挂闸,就是汽轮机自动保护系统所有 设备和部件投入工作状态,安全油压建立, 高、中压主汽门打开的过程。 • 挂闸的标志是:安全油压建立,高、中压 主汽门可以打开。
2、具体内容:
• 汽轮机自动保护系统所有设备和部件投入工作 状态,具体就是机械超速保护装置和手动停机 装置复位,建立低压润滑油安全油压,隔膜阀 复位;