汽轮机危急跳闸保护系统(ETS)检修维护技术标准2011.12

汽轮机 ETS紧急跳闸保护系统的分析与改善措施摘要:通过对我厂两台汽轮抚紧急跳闸系统进行比较和分析,阐述了如何才能提高汽轮机保扩动作的可靠性。

1概述随着电力工业的发展,大型机组的增多,电网规模的扩大,机组安全经济运行的水平也需要不断提高。

为保证机组运行水平的提高,机组需要有一套安全可靠的保护系统,尤其是可靠、合理的汽轮机保护系统。

为此对我厂两台汽轮机紧急跳闸系统进行比较和分析,阐述了如何才能提高汽轮机紧急跳闸系统的可靠性。

2汽轮机紧急跳闸保护系统汽轮机紧急跳闸系统的功能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值时,通过保护系统去关闭汽轮机的主汽阀与调节阀,紧急停机或其他系统。

我厂主要有以下几种保护。

2.1真空低保护汽轮机的排气压力低于-60kPa时来实现机组停运来保护汽轮机组。

2.2润滑油压低保护轴承供油压力低于0.049MPa时来实现机组停运来保护汽轮机组。

2.3超速保护转速达到110%n,(3300r / min)时来实现机组停运来保护汽轮机组。

2.4轴向位移保护以轴向位移的定位点0mm为基准,机头方向超过1.0mm或发电机方向超过1.2mm时,来实现机组停运来保护汽轮机组。

3 ETS(危急遮断系统)随着火电厂自动化水平的提高﹐保护系统也在不断的进步中。

我厂在保护上使用ETS柜(带PLC控制器)来实现汽轮机来机组停运来保护汽轮机组。

传统继电器机柜能实现当各参数超标时,通过继电器组来遮断机组或其他系统来保护汽轮机。

但它存在着一定的问题[1]。

系统长时间运行后,继电器回路会逐渐出现电磁线圈老化.接点电阻增大。

中间控制环节多,易造成事故几率高﹔也使维护量加大。

中间连接线多﹐易造成线路接地。

系统本身没有历史趋势记录和事故跳闸顺序记录功能,不便于进行机组跳闸后的事故分析。

我厂机组的ETS控制系统采用了PLC程序控制装置,而且ETS还采用了电源和PLC控制装置双冗余的控制,在安全方面得到了保障。

汽轮机危急遮断系统ETS1 系统简介为了保证机组的安全运行，汽轮机设置自动停机遮断系统即ETS，其主要功能就是监视汽轮机的某些运行参数，当这些参数超过某运行限制值时，该系统动作，关闭高、中压主汽门和高、中压调速汽门。

1.1 主要监视参数ETS系统监视的主要参数有：主机转速、主机轴向位移、主机润滑油压力、EH油压力、汽机振动大(VB)、凝汽器真空及其他需要监视并用于跳机的保护(炉MFT、发电机主保护动作、DEH失电等)。

1.2 系统组成ETS控制系统由保护机柜、冗余电源组件、冗余中央控制处理单元及其输入输出卡件、隔离或扩展继电器、冗余跳闸电磁阀、试验电磁阀、压力开关、在线试验操作盘等组成。

其中保护机柜有两排可编程逻辑控制器（PLC）组件，一个超速控制箱，三个带处理和显示功能的转速继电器，一个交流电源箱，一个直流电源箱以及位于控制柜背后的两排输入输出端子（U1——U4）。

另外两套PLC共用一组I/O卡件，两组处理器单元（含CPU卡，I/O接口卡，电源卡，通讯卡）互为备用，两CPU卡中所存遮断逻辑完全一致。

三个转速继电器均能够将独立的磁阻发送器的输入信号进行数字处理，并且当转速超过继电器设定点时，继电器的触点闭合或断开。

在每个转速继电器中有二个转速设定点触发二个独立的继电器，并提供转速指示，S1为正常超速设定点，通常被设定为额定转速的110%（3300 r/min），S2定义提高的超速设定点，通常定义为额定转速的114%（3420 r/min）。

三只磁阻传感器探头探测转速。

当PLC逻辑指示出三个转速继电器中有两个转速超出设定点，PLC就发出超速信号遮断汽轮机，这样可以防止因一个传感器或转速继电器出故障，引起汽轮机遮断的误动或者拒动。

两排端子向用户提供现场输入输出信号接口。

交流电源箱要求两个独立的交流电源。

如果一个电源出故障，ETS 仍然具有保护作用，机组仍可继续运行。

两路独立的交流电源由控制柜下部的交流电源盒馈入。

在大型汽轮机中，由于机组超速的危害最大，所以特别注意超速保护，第六章介绍的OPC功能是一种有效的超速保护手段。

但OPC功能并不能保证机组绝对不会超速，当实际转速超过了允许值时而危急汽轮机安全时，只能通过遮断汽轮机（即跳闸）来实现保护。

此外，某些其它参数严重超标时也可能酿成设备损坏、甚至毁机事故，例如推力轴承磨损。

为此，大型汽轮机都设有严密的保护措施，除了设计了OPC功能外还设有危急遮断系统ETS。

因此，除了OPC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，将通过危急遮断系统实行紧急停机。

第一节汽轮机自动保护系统的液压执行机构一、自动保护系统液压执行机构的组成在第五章中，我们已经介绍过汽轮机的液压执行机构，参见图5－12。

汽轮机自动保护也是通过液压执行机构实现的。

为方便起见，我们将图5－12中的蒸汽阀门伺服执行机构部分及低油压保护去掉，简化成图9－1，来帮助我们分析汽轮机自动保护和停机的过程。

图9－1 自动停机跳闸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，它的液压构件，称为保护系统的执行机构，用于关闭汽阀并防止超速或遮断汽轮机。

其设备组成如下：1．超速保护和危急遮断组合机构超速保护和危急遮断组合机构，统称为控制块，如图9－2所示，布置在汽轮机前轴承箱的右侧，其主要组成是控制块壳体1、2个OPC电磁阀19、四个AST电磁阀17和2个止回阀5，它们均组装在控制块上，为OPC和AST总管以及其它管件提供接口，这种组合构大大简化外部连接管道而提高了整体的可靠性，同时也有结构紧凑的特点。

（1）超速保护电磁阀（20/OPC，2个）该阀由DEH调节器OPC系统所控制。

机组正常运行进，该阀是关闭的，切断了OPC总管的泄油通道，使高压和中压调节汽阀油动机活塞的下腔能建立起油压，起正常的调节作用。

当OPC系统动作，例如转速达到103％额定转速时，该电磁阀被激励通道信号打开，使OPC总管泄去安全油，快速卸载阀随之打开，并泄去油动机动力油，使高压缸和中压缸的调节汽阀关闭。

Automatic Control •自动化控制Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 99【关键词】ETS 静态试验 整套启动调试1 前言ETS （EMERGENCY TRIP SYSTEM ）是汽轮机危急跳闸系统的简称。

本研究发电机采用上海电机厂有限公司生产的QFNS-350-2发电机。

ETS 采用施耐德公司的高端可编程序控制器——昆腾(Quantum)系列PLC 。

ETS 由控制柜，操作面板，四个AST 电磁阀，一个复置电磁阀，试验电磁阀，压力开关，转速探头和转速控制模块等设备组成。

ETS 跳闸送出每一个跳闸首出信号给SOE ，为事故分析提供数据。

2 ETS系统工作原理ETS 就地由四个AST 电磁阀，试验电磁阀，压力开关，转速探头等设备组成。

ETS 采用双通道控制概念，四个AST 电磁阀采用串并联结构，汽轮机运行时，四个AST 电磁阀带电励磁，建立安全油压，当ETS 监控的汽轮机运行重要参数超过汽轮机运行极限时，四个AST 电磁阀失电，泄去汽轮机安全油，关闭汽轮机所有主汽门和调门。

由于该系统采用双通道控制概念，这就允许ETS 可以进行在线试验，当一个通道进行在线试验时，另一个通道进行在线试验功能被抑制，ETS 进行在线试验时，系统仍具有保护功能。

只有当二个通道同时动作时才遮断汽轮机。

3 ETS系统静态试验3.1 调试前工作硬件检查，ETS 机柜内的硬件完好，具备送电条件。

系统连线检查：根据提供端子接线图以及I/O 清册对控制柜、就地的接线和盘、柜之间的连线逐个检查，确保接线准确，符合设计院热控接线图纸要求。

汽轮机紧急跳闸系统（ETS)调试文/危利锋电源检查：根据图纸，检查电源回路，确定电源接线正确，电源电压值、极性均与设计相符，上电后，进行电源切换试验，电源系统动作正常。

控制系统冗余检查：系统上电组态下装后，对控制器、网络进行了冗余切换试验，切换正常，系统所属设备均可正常工作。

ETS检修规程1、 工作原理 ETS （危急遮断系统）是汽机保护的重要组成部分。

它在线检测轴承油压低（LBO ）、EH 油压低（LP ）、凝器真空高（LV ）等压力开关信号及接受来自DEH 的110%的超速遮断及保护的轴位移大遮断等遥控信号来实现相应的汽机遮断。

ETS 系统包括就地的LBO 、LV 、LP 、OPC 、ASP 等压力开关，AST （4只）、OPC （2只）电磁阀，就地LBO 、LV 、LP 实验电磁阀，ETS 实验面板（立屏上）及ETS 机柜部分。

ETS 遮断原理如下：ETS 系统主要靠四个AST 电磁阀完成汽机遮断。

它分为两个通道，其中AST-1、AST-3为#1通道，AST-2、AST-4为#2通道，ASP 为停机先导油压，它的值为AST 油压的1/2。

ETS 的四个AST 电磁阀在运行中处于长带电状态，用以遮断油路。

OPC 电磁阀则在当机组转速≥103%额定转速（3090r/min ）时通电动作，关闭所有的高、中压调门（0.5秒），并联动关闭保护的抽汽逆止门等。

2、 检修ETS 在正常情况下，ETS 的实验面板上的灯应全部熄灭，ETS 机柜里的所有的中间继电器上的小灯应该全亮，LS-1，LS-2的主、副电源灯应全亮，如有不符，则应根据图纸检查响应的回路。

以上的故障分析只是针对于#7号机组的。

我厂的#7号机组的ETS 采用的是继电器控制回路，而#8机组则采用了较为先进PLC 控制回路。

对于#8号的检查，则应检查相应AST —1AST —2#1 通道#2 通道的PLC通道上的状态灯及相应的逻辑图。

故障分析：假如我们发现面板上的LP通道上的#1号灯亮，则应查看上汽厂的ETS原理图中的灯回路部分，检查ETS机柜上的63—1X/LP中间继电器，如继电器上的灯不亮，则需更换该继电器。

3、调试机组在启动时，应保证ETS上的灯全熄，此时汽机才能进行挂闸。

为了保证ETS系统的可靠性，在机组进行大、小修后启动前应进行必要的ETS 试验，分别对ETS的LBO、LV、LP的#1、#2号通道进行测试。

汽轮机ETS保护检修工艺规程3.1 DEH系统失电保护3.1.1保护说明：当DEH01柜A、B两路220VAC电源失去时，发DEH 失电保护号。

3.1.2 保护投切3.1.2.1 大机DEH失电保护切除的操作步骤3.1.2.1.1在ETS柜内ETS保护投切盘上，将“DEH失电保护”钥匙开关切至切除位；3.1.2.1.2调出LPC2板画面，检查“DEH失电保护投入”应由红色变为黑色，调出单点DEHLSPIN，实时值为“0”。

3.1.2.2 #2机组大机DEH失电保护投用的操作步骤3.1.2.2.1调出LPC2板画面，检查“DEH失电”应为黑色，调出单点DEHLOSTP1，实时值为“0”；3.1.2.2.2在ETS柜内ETS保护投切盘上，将“DEH失电保护”钥匙开关切至投入位；3.1.2.2.3调出LPC2板画面，检查“DEH失电保护投入”应由黑色变为红色，调出单点DEHLSPIN，实时值为“1”。

3.2 #2机组低汽温保护3.2.1低汽温保护定值：主汽门前主蒸汽温度任10分钟内下降50℃；过热器出口主蒸汽温度过热度低于90℃；3.2.2低汽温保护说明：低汽温保护仅在锅炉MFT后至锅炉重新点火，运行人员复位保护这段时间内对汽轮机起低汽温保护作用。

当锅炉发生MFT时，MFT信号触发低汽温保护投入运行，该保护监视汽轮机主汽门前蒸汽温度和炉侧主蒸汽过热度。

3.2.3低汽温保护动作条件：3.2.3.1主汽门前主蒸汽温度任10分钟内下降50℃；3.2.3.2过热器出口主蒸汽温度过热度低于90℃；3.2.3.3当软件判别参与保护的四个主汽温都是坏值，低汽温保护动作跳机；3.2.3.4无论低汽温保护投入与否，两台空预器跳闸联跳汽轮机；3.2.3.5无论低汽温保护投入与否，汽包水位高Ⅲ值联跳汽轮机；3.2.4 保护投切3.2.4.1 低汽温保护切除的操作步骤3.2.4.1.1在ETS柜内ETS保护投切盘上，将“低汽温保护”钥匙开关切至切除位；3.2.4.1.2调出LPC1板画面，检查“低汽温保护投入”应由红色变为黑色，调出单点MFTIN，实时值为“0”。

汽轮机安全监控系统检修工艺规范1.1 ETS控制系统规范ETS（EMERGENCY TRIP SYSTEM）是汽轮机危急跳闸系统的简称。

汽轮机危急跳闸系统用以监视汽轮机的重要参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就动作4个AST电磁阀，泄去AST油，同时通过油管路泄去OPC油，关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，实现紧急停机。

调门的安全油为OPC安全油，主汽门的安全油为AST安全油，OPC安全油泄去时，仅关闭所有的调门，AST安全油泄去时关闭所有的主汽门和调门。

在超速保护系统中布置有两个并联的超速保护电磁阀（20/OPC-1、2）当机组转并网前转速超过103%或并网后超过105％额定转速时或机组甩负荷时，或负荷大于60MW，发电机解列，该电磁阀带电打开，迅速关闭各调节汽门，以限制机组转速的进一步飞升。

在保安系统中配置有一只飞锤式危急遮断器和危急遮断器滑阀，危急遮断器滑阀和危急遮断器杠杆的工作介质为0.8-1.0MPa透平油.当转速达到109-110 额定转速时，危急遮断器的撞击子飞出击动危急遮断器杠杆，拨动危急遮断器滑阀，泄掉薄膜阀上腔的保安油，使EH系统危急遮断（AST）母管的油泄掉，从而关闭所有的进汽阀门，实现停机。

除此以外在EH系统中还布置有四个两“或”一“与”的自动停机（20/AST-1、2、3、4）电磁阀，它接受ETS各种保护停机信号，当任一保护动作，通过动作四个AST电磁阀，使汽轮机跳闸，可见，ETS仅控制四个AST 电磁阀，当任一保护动作，使AST电磁阀失电打开，卸去AST 油，使所有主汽门和调门关闭，汽机停机。

6.1.1.保护项目及介绍a.EH油压低保护：EH油压低信号为就地EH油压开关信号，共四路，此四路信号直接引入ETS系统，采用双通道连接方式（63/LP-1、63/LP-3和63/LP-2、63/LP-4），每一通道至少有一开关动作作为停机信号，即63/LP-1或63/LP-3动作与上63/LP-2或63/LP-4动作。

汽机保护系统（ETS）检修规程1、系统简述我厂使用由东方汽轮机有限公司配套的GE公司Fanuc 90-70的危急遮断系统（ETS），根据汽轮机安全运行的要求，接受就地一次仪表或TSI二次仪表的停机信号，控制停机电磁阀，使汽轮机组紧急停机，保护汽轮机的安全。

危急遮断系统（ETS）对参数进行监视，一旦参数超越正常范围，通过停机电磁阀，使所有阀门油动机关闭。

ETS即汽轮机危急遮断系统（Emergency Trip System）。

当汽机故障以及发电机跳闸、锅炉主燃料跳闸时，它能自动启动关断回路快速关闭进汽阀（各主汽阀、调节阀）。

本ETS 由机械-液压、电气-液压二种方式构成。

即故障的检测可采用机械、电气二种方式，但进汽阀的关闭最终总有赖于液压调节保安系统。

1.1机械－液压式危急遮断危急遮断器是机械式的超速故障检测器。

当汽机的转速n≥3300r/min 时，在离心力作用下有一环飞出，使危急遮断装置掉闸。

危急遮断装置牵动遮断隔离阀组中的遮断阀换向，卸掉高压安全油；高压安全油泄压使汽机高、中压主汽阀及调节阀油动机的卸荷阀上的控制油压消失，各卸荷阀开启，从而使各汽阀油动机快速关闭。

主汽阀全关后将给出限位开关信号，经电气控制回路使各止回阀关闭。

1.2 电气－液压式危急遮断它采用电气方式来检测汽机的各种故障以及发电机跳闸、锅炉主燃料跳闸等故障，再将电气遮断信号同时作用到机械遮断电磁铁（3YV）、高压遮断电磁阀（5YV~8YV）上。

电气遮断信号作用到机械遮断电磁铁（3YV）上，使3YV通电，电磁铁牵动停机机构使危急遮断装置掉闸。

电气遮断信号作用到高压遮断电磁阀（5YV~8YV）上，使各电磁阀失电，卸掉了高压安全油压。

ETS装置通过各传感器监测着汽轮机的运行情况,具体监测的参数为：1.3 ETS系统包括的保护(跳机)项目有：轴承润滑油压低（三取二）；凝汽器真空低（三取二）；安全油压力低（三取二）；汽轮机超速（TSI）（三取二）；轴向位移非常高；胀差非常高；轴振高；锅炉主燃料跳闸指令MFT；发电机跳闸；手动紧急停机；汽机EH油压低（三取二）；高旁阀故障（高压缸启动方式下，且负荷小于180MW，且高旁阀没有全关）；高旁/低旁阀故障（高旁阀全关且低旁阀没有全关时，负荷大于定值）；主汽阀入口温度非常低；支持轴承金属温度非常高；高排金属温度非常高；低排A温度非常高（三取二）；低排B温度非常高（三取二）；2、系统组成：低压保安系统由危急遮断器、危急遮断装置、危急遮断装置连杆、手动停机机构、复位试验阀组、机械停机电磁铁(3YV)和导油环等组成2.1危急遮断器危急遮断器是重要的超速保护装置之一。

热控汽轮机紧急跳闸系统ETS技术标准
11.1 范围
本标准规定了ETS系统设备参数、运行参数、零部件清册等相关的技术标准。

本标准适用于ETS系统设备的技术管理工作。

11.2 引用文件和资料
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

《**可编程控制器说明书》
《ETS使用说明书》
11.3 概述
汽轮机危急遮断系统（ETS）是保证汽轮发电机组正常运行必不可少的安全保护装置。

它接受来自TSI系统或汽轮发电机组其他系统来的报警或停机信号，进行逻辑处理，输出指示灯报警信号或汽轮机遮断信号。

为了使用方便，运行可靠，选用双机PLC进行逻辑处理。

ETS提供4路备用远控跳闸接口,实现其它辅助系统对汽轮机的跳闸控制。

ETS危急跳闸系统主要是由AST-OPC电磁阀组件组成，AST-OPC电磁阀组件是超速保护-自动停机危急遮断保护电磁阀组件。

由两只并联布置的超速保护电磁阀（20/OPC-1、2）及两个逆止阀和四个串并联布置的自动停机危急遮断保护电磁阀（20/AST-1、2、3、4）和一个控制块构成的。

共13个接线盒。

11.4 设备参数
表1 ETS系统设备参数
表2 ETS系统运行参数
表3 ETS系统检修参数
表4 ETS零部件清册。

汽轮机危急跳闸保护系统（ETS）检修维护技术标准批准：闫威力复审：魏小兵初审：张海舰编制：张海舰标准目录清单汽轮机危急跳闸保护系统（ETS）检修维护技术标准1 目的1.1 规范检修行为，保证汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)检修符合检修工艺质量要求、文明生产管理要求，责任到人。

1.2 本技术标准为所有参加本项目的工作人员所必须遵循的质量保证程序。

2 适用范围2.1 适用于柳林电力有限责任公司#、#2机组汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)的检修工作。

2.2 汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)定期大、小修及日常维护消缺的检修工作。

2.2.1汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)定期大、小修。

2.2.2汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)的整体检查、测试。

2.2.3汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)的一次元件拆除。

2.2.4汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)的电缆检查测试、更换。

2.2.5汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)的一次元件校验、定值检查。

2.2.6汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)一次元件回装、测试。

2.2.7汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)继电器、接触器检查测试。

2.2.8汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)系统控制回路检查。

2.2.9汽轮机危急跳闸保护系统（ETS)动、静态传动试验。

3 作业前准备：3.1检修开工条件：3.2 测量工具及工器具准备详见附页2.1-2.2。

3.3 材料及备品配件准备详见附页3.1-3.2。

3.4 危险因素分析及控制：1、办理合格工作票，并根据现场实际情况制定危险因素控制措施。

2、所有进入现场的工作人员的工作服必须符合《电业安全工作规程》的要求。

3、凡是动火时，要严格按照《安规》规定执行，防止火灾发生。

4、现场安装设备要轻拿轻放，防止损坏设备。

5、所有工作人员必须了解工作环境和工作内容，每天开工前，工作负责人要向全体工作人员交待安全措施和其它注意事项，对当天工作做好事故预想，制订防范措施。