汽机调节保安系统
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火电厂汽轮机调节保安系统功能、组成及动作过程摘要:汽轮机的调节保安系统的作用是控制汽轮发电机机组的转速和功率,从而保障机组的安全稳定运行并可根据外界电负荷的需求调整机组电负荷大小。
采用数字式电调系统 (DEH),系统的总的功能是接受信号操纵汽轮机的进汽阀,系统还包括在危急情况下自动关闭。
调节保安系统是高压抗燃油数字电液控制系统的执行机构,它接受DEH发出的指令,完成挂闸、驱动阀门及遮断机组等任务。
为保持汽轮机安全正常运行,必须首先保证调速系统的调节性能安全、稳定。
关键词:调速保安系统、DEH、AST、OPC、ETS一、DEH控制系统自动保护:103%超速保护OPC电磁阀;110%超速保护AST 电磁阀;111%机械超速和手动脱扣。
二、AST与OPC的含义:AST:anto stop turbine自动停机危机遮断系统;OPC:Over-speed protection 超速保护控制;ASP是汽轮机AST电磁阀通道的油压,ASP油压正常为7.5MPa左右。
当1,2电磁阀误动时,其油压会升高。
3,4电磁阀误动时,其油压会下降,以此判断AST电磁阀工作是否正常;OPC管超速,使高压调节汽阀和低压调节汽阀暂时关闭,减少汽轮机进汽量和功率,但不会跳机;AST管跳机。
AST与OPC都是电磁阀。
AST是汽轮机电超速保护,即当汽轮机转速超至110%时AST电磁阀失电打开,将高压抗燃油泄掉(EH油)使所有高中压主汽门、调门和抽汽逆止门关闭,保证汽轮机安全的停机。
OPC是103%超速保护,当汽轮机转速达到3090r/min时OPC电磁阀带电打开,将控制高中压调门的OPC 油泄掉使高中压调门、抽汽逆止门关闭,达到控制转速不继续升高的目的。
即OPC是防止超速保护,AST是防超速保护。
三、AST、OPC油压是如何建立的:1、AST油压是通过主汽门或再热主汽门的压力油管上的节流孔建立的。
正常汽轮机挂闸后,隔膜阀关闭,AST电磁阀带电关闭,封闭了所有的的泄油通道,AST管道中的压力就产生了。
1、调节保安系统概述汽轮机的调节保安系统的作用是控制汽轮发电机机组的转速和功率,从而保障机组的安全稳定运行,并可根据外界电负荷的需求调整机组电负荷大小。
在出现危及到机组安全的异常情况发生时,保安系统能够迅速关闭主汽门和调节汽门,实现紧急停机。
汽轮机调节系统主要为调速部分。
调速系统通过开大或关小调节汽阀,达到改变进入汽轮机的蒸汽量,从而实现调整机组的转速或电负荷的作用。
本机组调节系统采用低压透平油电液调节系统,该系统由DEH控制系统、电液转换器、高压油动机等机械液压部套组成。
系统的具体组成祥见该机组调节保安系统图。
其原理是:DEH控制器输出的±10V的控制信号进入电液转换器。
电液转换器通过脉冲油控制错油门油动机开度。
本机组汽轮机的主蒸汽调节阀为提板配汽式,它通过对高压油动机的控制来实现对提板配汽机构的控制,本机组的高压油动机位于汽轮机的前轴承座上。
DEH控制器的转速传感器为磁阻传感器,磁阻传感器将汽轮机转子的转速信号转换成脉冲信号送到DEH控制系统。
同时,压力传感器将机组主蒸汽压力信号转换成电流新号送到DEH控制系统作为功率限制控制。
功率变送器输出的功率信号送到DEH控制系统实现功频电液调节。
低压透平油电液调节系统的电液转换器由联接于汽轮机主轴前端的主油泵供油。
主油泵输出的1.1Mpa的压力油经节流孔、滤油器后供给电液转换器。
系统工作原理:当汽轮机转速变化时,输入的信号与给定值比较输出一个偏差值,经运算放大后输出一路控制信号给电液转换器,电液转换器输出的脉冲油压变化,脉冲油直接作用在错油门滑阀下部,从而控制高压油动机的位移,改变高压调节阀,从而达到自整调节的目的。
2、系统技术参数调节系统油压:1.1Mpa油泵进口油压:0.1Mpa脉冲油压;0。
55Mpa3、DEH控制系统说明3.1 系统技术指标转速控制范围:20~3600r/min,精度±1r/min负荷控制范围:0~115%额定负荷,精度±0.5%转速不等率:4.5%(3%—6%可调)系统迟缓率:≤0.3%,DPU负荷率<50%汽轮机从额定工况甩负荷时,转速的最高飞升小于9%额定转速。
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。
135MW中间再热凝汽式汽轮机调节保安系统1.液压系统1.1概述本机组的液压系统采用低压透平油系统,系统压力油由汽轮机主轴带动的主油泵提供,压力为1。
2Mpa。
调节保安系统油路图参见D151。
00。
00-7。
系统由以下部套组成:滤油器、蓄能器、点液转换器、油动机、启动阀。
1. 2 滤油器滤油器的作用是将供油系统来的高压油进行过滤,供给电液转换器以及启动阀等用。
滤油器采双桶滤油器,可在线更换滤芯,滤芯为80u。
带有旁通阀,旁通阀开启压力为0。
12±0。
02Mpa。
系统配有压差报警装置,当滤芯堵塞,压差大于0。
08Mpa时发出报警信号,指示需更换滤芯。
1.3 蓄能器液压控制系统共安装有两只蓄能器均为气液式蓄能器,安装在前轴承座附近的蓄能器支架上,用来稳定液压系统的供油压力。
此种蓄能器一侧预先充进氮气压力与另一侧油系统中的任何一只与系统隔绝,以便进行试验、重新充气或维修。
蓄能器氮气一侧有一个压力表,用以检查充氮压力,氮气压力应定期检查,如必要的话应重新充气。
由于环境的温度会影响气压,因此检查压力应在环境温度稳定后进行。
蓄能器氮气正常工作压力为0。
75Mpa,可以从蓄能器压力表上读到,此时蓄能器下部油压力应为零。
每周应对蓄能器进行一次检查,如气压降到0。
30Mpa时,则应重新充气。
通常机组运行时,当蓄能器中的气压与系统的油压相等时,不会发生气体泄露。
当长期停机时,系统中无油压,此时氮气压力也许会减小,在检查压力时如果遵循下面概要说明去做的话,机组的运行就不会受影响。
重新充气步骤:1)全关蓄能器的隔绝阀;2)打开相应的回油阀,并让蓄能器下的油压消失;3)读出蓄能器气压表读数,并记录下来作为今后的参考。
正常的允许气压是0。
75Mpa,压力表读数小于0。
30Mpa,表示该蓄能器应重新充气。
蓄能器只能用于干燥的氮气重新充气。
4)将蓄能器氮气阀门上的保险盖拆掉;5)将氮气瓶软管与蓄能器气阀相连接。
将蓄能器的顶部六角螺帽松出一圈,以进行充气。
打开氮气瓶上的阀门,使蓄能器充到压力表上指示为0。
75Mpa。
6)当充到所需要的压力值时,关闭氮气瓶上的阀门,旋紧蓄能器气阀的顶部六角螺帽,拆去软管;7)关闭蓄能器回油阀,慢慢打开蓄能器隔绝阀到全开位置。
对另一个蓄能器可重复上述步骤,逐个进行充气。
1.4电液转换器本机组的电液调节系统采用力矩马达蝶阀式电液转换器,每一个油动机配置一个电液转换器,它是一个将电调装置输出的电讯号转换成控制油压装置。
主要由力矩马达、杠杆组、蝶阀、弹簧和阻尼器等组成。
杠杆组上作用着力矩马达的向下力及控制油压作用于蝶阀上的向上力。
电调控制油压是由压力油经节流孔流入后经蝶阀间隙排油而形成,力矩马达是受电调装置的电流信号作角度变换,通过顶杆把力施加到杠杆组上,从而改变了蝶阀的间隙而使控制油压发生变化,力矩马达的力增加,使控制油压增大,反之力矩马达的力减小,则电调控制油压便减小,从而控制调节气阀的开度相应开大或关小。
阻尼器起油压稳定作用,通过调整螺杆改变弹簧力可以改变控制油压的初始值。
另外,在电液转换器上还装有控制阀。
在被控的超速保护油泄去时,通过控制阀可以同时泄去电液转换器输出的控制油压,使调门迅速关闭。
1.5 油动机作为DEH控制器的执行机构,设置6个可控制汽机进汽阀门的油动机,4个高压调门油动机,2个中压调门油动机。
本机组采用斜推面错油门套同反馈单侧进油油动机。
高压调门油动机和中压调门油动机结构完全相同。
油动机主要由弹簧、继动器活塞、错油门、错油门套同、压弹簧、反馈连杆、反馈斜板、油动机活塞、位移传感器、行程发送器组成。
由电液转换器输出的控制油压作用到继电器活塞上部,在稳定工况下,控制油压与弹簧的力平衡。
继电器活塞下端有四个油口,把错油门上腔室的继动油与排油相通,错油门上部腔室是由高压油经错油门上直径为3mm节流孔供给。
稳定工况下继动油压与错油门下弹簧的紧力相平衡,使错油门处于中间位置,遮住高压油到油动机活塞下部的进油口。
当控制油压升高,关小了活塞杆下4个泄油口,使继动油压力升高,力平衡破坏,错油门下移打开通往油动机活塞下部的压力油口,压力油从A室通往B室,使油动机活塞下部油压升高,推动活塞杆上移,开启调节气阀。
在油动机活塞上移的同时,通过反馈斜板及反馈连杆把错油门套同下移,关闭油动机活塞下部的压力油进油口,从而使油动机活塞处在新的稳定位置,调节过程结束。
当控制油压降低,动作过程与上述相反。
位移传感器作为控制器的反馈信号送至DEH进行位移反馈。
另外,为了防止调节气阀在长期稳定运行时卡涩,影响机组运行安全,因此机组在运行时定期可进行调节气阀阀杆活动性试验。
1.6 启动阀控制主汽门及中压联合汽门主汽阀启闭的操纵座是两位式油缸,采用托盘结构。
托盘作为操纵座油缸的“底”,在安全油建立时,油缸的“底”被托起、密封,以便让启动油进入,并驱动油缸活塞开启主汽门或联合汽门的主汽阀。
启动阀正是为了实现这一功能而设置的,操作启动阀,使启动阀阀芯的置于-5的位置,此时,启动阀送出复位油使系统复位,建立安全油,然后操作启动阀,使启动阀阀芯置于5的位置,启动阀送出启动油开启主汽门或联合汽门的主汽阀。
继续操作启动阀,最终使启动阀阀芯置于30的位置,此时,启动阀将使超速保护油升到约0。
35Mpa,让电液转换器进入正常控制状态。
启动阀装有启动器,可以就地手操,也可以通过启动器上的电动机由DEH 遥控操作,由DEH控制系统复位,开主汽门以及使电液转换器进入正常控制状态。
2.保安系统2.1系统概述机组设置了三套紧急停机装置:1)由运行人员就地手操的危急遮断装置;2)由汽机超速、动作的危急遮断器及其危急遮断油门;3)接受远方停机讯号是停机电磁。
上述三套紧急停机装置中,只要有一套动作就能立即泄去安全油,关闭高中压主汽门。
在安全油泄去的同时,超速保护油也跟着泄去,使调节阀也跟着迅速关闭。
从可靠性角度出发,系统设置了两只危急遮断器和两个危急遮断油门,同时还装有危急遮断试验油门,可供机组在空负荷下检查和试验。
2.2 机组的紧急停机当机组转速超过额定转速的100~112%时,危急遮断器动作,使机组紧急停机。
当汽机发生下列8种监视参数中的任何一种超过规定值时,均使停机电磁阀动作而使机组紧急停机。
1)转速升至额定转速的112%(3360r/min)2)轴向位移超过±1。
2mm;3)高压转子相对膨胀超过(+7,—1。
5mm);4)低压转子相对膨胀超过+7。
5mm;5)轴承回油温度超过75℃;6)润滑油压力低于0。
0196Mpa;7)凝汽器真空低至0。
063Mpa;8)轴振动超过规定值0。
254mm。
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拍装在前轴承座端面的危急遮断装置或在集控室手动电磁阀按纽,泄去安全油使机组停机。
机组停机后,把启动器置于“0”位,准备启动。
危急遮断器试验有二种方法:一种是将汽轮机超速使危急遮断器动作;另一种是利用试验油门将油注入危急遮断器,增加危急遮断器偏心重量和偏心距,使之动作。
前一种方法,需将DEH的OPC及ETS 的超速保护功能切除,由DEH控制组升速,当任一只危急遮断器和对应的危急遮断油门动作后,对应的超速指示器出现红色指示,表示危急遮断器已经动作。
在试验时,先将试验油门处于No。
1油门位置,汽机升速后,如果处于试验状态的No。
1油门先动作,则主汽门不关闭,可使机组继续升速,直至No。
2油门动作,这样一次升速可以测出二只危急遮断器的动作转速,反之如果No。
2油门先动作而将主汽门关闭。
则下一次试验可将No。
2油门处于试验位置,然后再做升速试验。
当机组安装或大修后第一次启动时,危急遮断器除了做升速试验外,还需做空负荷注油试验。
试验方法如下:先将汽机转速降至2900r/min,然后将试验油门处于试验No。
1油门位置,这时可将No。
1喷嘴试验装置手轮向外全部拉出。
被试的危急遮断器即有油注入,与次同时提升汽轮机转速至大约2940r/min左右,危急遮断器就应动作。
No。
1超速指示器窗口出现红色指示,表示No。
1油门已经动作,现将No。
1喷油装置手轮推入,并把手轮中间的按纽按下。
此时复位油就进入No。
1油门使其复位,No。
1超速指示器窗口红色指示即消失,然后把试验油门回到原来正常位置,No,1油门试验完毕。
再将试验油门放到试验No。
2油门位置,同上述一样方法试验3.汽轮机监测仪表系统3.1概述本机组采用美国本特利。
内华达公司生产的3500系列汽轮机监测仪表,即TSR,TSR系统概述如下:监测仪表系统,在汽轮机盘车、启动、运行和超速试验以及停机过程中,可以连续输出和监视汽轮机转子和汽缸机械状态参数,并在超出的预置的运行极限时发出报警,超出预置的危险值时发出停机信号。
系统由BN公司3500系列监测模块及相应的前置放大器和带有导线的传感器所组成。
装于汽轮机监测面上的传感器(探头)由接长电缆连接到相应的前置放大器上,前置器位于轴承座附近的接线盒内,然后由电厂设置的屏蔽电缆连接到装于控制室内仪表框架的相应模块卡件板上。
涡流式探头及前置器用以检测汽轮机的各种位移变量,使其产生一个与探头及监测表面之间的距离成正比的电信号,该信号输出监视模块通道,把输出信号转换成相应的模拟量,供外部仪表使用。
每个监视通道均有一个监视回路正常与否的OK电路和一个报警电路,OK电路监测从探头来的输入信号,并用面板上的绿色OK发光二极管指示灯指示。
OK灯发亮,表示探头和前置器现场接线良好,输入信号正常,OK灯熄灭,则表示发生故障。
报警电路一般包括报警和危急两种状态。
继动器模块面板上有相应的红色发光二极管指示灯,来显示相应状态。
报警信号还能使与监视通道有关的继电器模块上的报警和危急继电器动作,用来启动音响装置,或使汽轮机危急自动停机。
3.2监测模块功能说明3.2.1电源模块电源模块是个半高的模块,既有交流供电型(AC)也有直流供电型(DC)可以在框架中安装一个或两个电源模块。
每个电源模块均能独立对整个框架供电。
3.2.2框架接口模块框架接口模块是一个全高型模块,它的主要功能是与主计算机、本特利内华达公司的通讯处理器以及框架中其它模块通讯。
它还可以管理系统事件列表和报警事件列表。
这个模块可以用菊花链的形式与其它框架中的框架接口模块相连,也可以与数据采集系统/DDE服务器软件系统相连接。
在3500监测系统计算机硬件和软件手册里有关于如何用菊花链的形式将框架接口模块的形式将框架接口模块连在一起的说明。
3.2.3监测模块监测模块是全高型的模块,可以接收多种振动和位移传感器信号。
3500框架可安装任意组合的监视模块。
3.2.3.1零转速监视模块可连续监视汽轮机转子的转速。
其输入为每转60个齿的脉冲信号。