汽轮机的ETS联锁保护

汽轮机ETS系统的应用及优化摘要：国电某电厂两台单元机组汽轮机均设计有ETS系统（危急遮断系统），该系统由PLC通过各传感器监测汽轮机的运行情况，经逻辑（LD梯形图）运算实现对汽轮机的联锁保护。

硬件系统独立于DCS，通过TCP/IP协议与DCS实现数据交换，为汽轮机的安全运行保驾护航。

笔者就近几年机组实际运行中的应用及优化情况进行梳理，希望能为电厂相关专业提供参考。

关键词：电厂；汽轮机；ETS系统1.系统概述：国电某电厂ETS系统由上海汽轮机有限公司生产，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，保证机组安全。

ETS系统应用了双通道概念，允许重要信号进行在线试验，在线试验时仍具有保护功能（见图一）。

图一该系统主要监视下列参数，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。

具体参数有：· EH油压低（动作定值：≤9.31Mpa）·润滑油压低（动作定值：≤60Kpa）·高压冷凝器真空度低（动作定值：≥-70Kpa）·低压冷凝器真空度低（动作定值：≥-70Kpa）·轴向位移大（设计有1A/1B、2A/2B共4个轴位移探头，动作定值：≥1mm或≤-1mm）。

·轴振动大（设计#1-9瓦任意瓦绝对振动大（≥254um）跳机）。

·高压缸差胀大（动作定值：≥+10.28mm或≤-4.56mm）·低压缸差胀大（动作定值：≥+18mm或≤-1.02mm）·汽机电超速110%RPM（机械超速试验时可屏蔽，3选2逻辑判断）。

·汽机后备电超速114%RPM（不可屏蔽，3选2逻辑判断）·高排压力高1/2（动作定值：≥5Mpa）· RM1-锅炉MFT遥控遮断信号。

· RM2-发电机保护遥控遮断信号。

· RM3-DEH110%电超速遥控遮断信号（机械超速试验时需屏蔽，3选中后逻辑判断）。

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。

汽轮机ETS保护系统可靠性分析及优化措施研究摘要：汽轮机紧急遮断系统(ETS)是保证汽轮机稳定安全运行的必要系统，如果汽轮机出现某种运行故障时，ETS保护系统会即刻启动紧急遮断，对汽轮机机组进行保护[1]，由于ETS保护系统是汽轮机保护装置的最后一个自动保护装置，因此，其运行可靠性对于汽轮机运行具有重要作用，同时也对系统的可靠性和快速性有非常高的要求。

关键词：汽轮机；TSI系统；信号误发；技术改造；提高保护可靠性1引言汽轮机紧急遮断系统(ETS)是保证汽轮机稳定安全运行的必要系统，如果汽轮机出现某种运行故障时，ETS保护系统会即刻启动紧急遮断，对汽轮机机组进行保护，由于ETS保护系统是汽轮机保护装置的最后一个自动保护装置，因此，其运行可靠性对于汽轮机运行具有重要作用，同时也对系统的可靠性和快速性有非常高的要求[1]。

2 汽轮机ETS保护系统可靠性2.1I/O有效分配ETS保护系统通过应用冷凝器真空低保护和润滑油低压保护完成，ETS保护系统的主要原理是充分利用三种冗余设计，对于冷凝器和润滑油母管等安装了独立特点的开关，有效对冷凝器和润滑油母管运行进行监管。

2.2ETS控制系统电源回路通过采取一系列的设计提升ETS系统运行的稳定性和可靠性。

设计使用220VAC电源，其中UPS和保安段的冗余电源进行有效的信号联系，控制柜进行有效的接受。

对于 PLC 组件、AST 电磁阀、IPS、2PS电源转换模块进行有效供电，实现有效的转化后就完成了 PLC 冗余I/O 电源的得到。

通过此种设计的电源回路，在UPS电源出现故障时，系统会向IO电源进行自动切换，始终保证保安段的电源有效供应。

另外，当然，我们需要明确，以前的应用方式还存在一些问题，需要我们应用合理化方法进行完善[2]。

3.TSI测量传感器安装不当及内部逻辑不合理引发的故障3.1异常情况某机组正常运行，负荷121MW，23：29机组跳闸，首出原因为“汽机振动大”。

统系闸保护机轮的紧急跳汽）ETS（紧急跳闸保护系统主要的停止机项目以设备制造厂提供资1X7.5MW 汽轮机的和利料为准。

主要包括：润滑油压、超速、轴位移、轴振动等。

以上保护逻辑均由并自动做跳机首出显示并记录。

，（用特定模块）来实现时公司的DCS）（TSI采集监视系统、A汽轮机数据随着汽轮机组容量的不断增大、蒸汽参数不断提高，热力系统越来越复杂。

为于汽轮了提高机组的热经济性，汽轮机的级间间隙、轴封间隙都选择的比较小。

由求操作机的旋转速度很高，在机组启动、运行或停机过程中，如果没有按规定的要叶片损控制，则很容易使汽轮机的转动部件和静止部件相互摩擦、甚至碰撞，引起，需对坏、大轴弯曲、推力瓦烧毁等严重事故。

为了保证机组安全启停和正常运行械参汽轮机组的轴向位移、偏心度、差胀、振动、转速、油动机和同步器行程等机系统完成。

数进行监控，这些参数的采集和显示通常由 TSI、另外，还需对轴承温度、油箱油位、润滑油压、高压缸上下壁温差、汽缸进水完成，系统凝汽器真空等热工参数进行监视和保护，这些参数的监视功能通常由 DAS系统完成。

ETS SCS 系统和保护功能由以上所有的这些主要参数超过规定值（报警值）时发出报警信号，在超过极限实施紧 ETS 系统，动作汽轮机的遮断保护装置，关闭主汽门，值（危险值）时送到急停机，以避免重大恶性事故的发生。

传轴向位移、偏心度、差胀、振动、转速等汽机保护项目的参数，通常是一些般须配置专用的汽机监测仪表系统感器的非标准信号（电涡流、磁阻信号等），一中作显示和DCS TSI）进行特殊的转换处理。

其所监视的值及相关报警可送入（。

ETSSOE 报警，停机信号送入TSI 基本功能进行电涡流、磁阻等信号的采集和显示；将电涡流、磁阻等信号转换成4-20mA 信号输出，送到DCS、DEH 等系统；对冗余信号进行优选处理，保证信号的真实可靠；对信号进行报警，发送到光字牌；当参数超限达到停机值时，发出保。

汽轮机危急遮断控制系统技术协议书成都松源测控技术有限公司xxxx年xx月xx日目录1.总则 (1)1.1.总的说明 (1)1.2.供方的工作范围 (1)1.3.需方的工作范围 (2)2.规范和标准 (2)2.1.引用的规范和标准 (2)3.技术说明 (3)3.1.总则 (3)3.2.汽轮机保护功能 (3)3.3.硬件说明 (4)3.4.软件说明 (12)3.5.人机接口操作系统 (15)3.6.供货范围（一台机）： (16)4.备品备件和专用工具 (16)4.1.备品备件 (16)4.2.专用工具 (17)5.工作安排 (17)6.工程服务 (17)6.1.项目管理 (17)6.2.工程设计 (17)6.3.现场服务 (18)7.试验、验收和演示 (18)7.1.总则 (18)7.2.工厂验收试验和要求 (18)8.保证期 (19)8.1.总则 (19)8.2.包装、运输、标志和贮存 (19)8.3.标志和贮存 (20)9.技术资料 (20)9.1.总则 (20)9.2.硬件资料 (21)9.3.软件资料 (21)9.4.用户手册 (22)9.5.控制逻辑文件 (22)9.6.I/O清单 (22)9.7.技术图纸 (22)10.培训 (23)10.1.总则 (23)10.2.培训内容 (23)10.3.现场培训 (23)需方：供方：供需双方就[请填写]电厂[请填写]机组“ETS装置”项目的技术细节和供货范围等事宜进行了深入、细致的磋商，并达成如下技术协议。

1.总则1.1.总的说明1.1.1.本协议书对[请填写]工程采用的汽轮机危急遮断控制系统（ETS）作出了技术方面和有关方面的说明，每一台机采用一套汽轮机危急遮断控制系统（ETS）。

本协议书的内容是按对一套汽轮机危急遮断控制系统（ETS）的要求编制的。

1.1.2.供方全面负责提供该系统的设计和设备的供货。

并全面保证提供的该系统是先进的、安全的、可靠的、高质量的产品。

汽轮机ETS保护系统可靠性分析及改进摘要：随着我国科技、经济的快速发展，人们的生活水平也持续升高，使得人们对于电这一能源的需求急速增加，同时关于电厂汽轮机ETS的保护系统的讨论也逐渐被人们所熟知，ETS主要是指在汽轮机的危急遮断系统，这就是说当汽轮机的重要参数超出规定的限额时，ETS遮断系统就会启动，对系统颁布出遮断指令，把所有的汽轮机的进气阀门关闭，让机器的安全可以得到保证。

本文就汽轮机的ETS保护系统的可靠性进行分析和改进，希望对电力发展有所帮助。

关键词：ETS系统；汽轮机；可靠性；改进措施汽轮机作为电厂的常见的一种机器，其危急遮断系统一直是人们研究的重点，同时作为保护汽轮机的发电组正常工作，不可或缺的保护装置，其的可靠性价直接关系到机器的安全，当汽轮机组在运行的过程中突然存在某种故障的时候，就会导致机组处于危险之中，这时候就需要ETS来保护机器的安全，同时因为机器本身的原因，ETS系统作为电厂汽轮机的最后的一层保护程序，对系统的安全性以及可靠性、紧急遮断的快速性都有非常高的要求。

1 ETS系统现状某发电厂2号机组ETS系统为施耐德昆腾系列PLC控制系统，2004年随机组基建投产。

设置一面机柜，PIO模块采用施耐德双机热备配置，CPU为113型号，IO卡件集中配置，电源模块为单配。

2 ETS保护系统可靠性分析（1）#2机组ETS系统跳闸硬回路失电保护拒动风险，手动跳闸及ETS跳闸是通过PLC节点驱动ETS110VDC主跳闸回路，若中间继电器24V电源系统故障，将导致机组危机状态下无法通过“手动停机按钮”和ETS跳闸系统停机。

（2）#2机组ETS系统通讯网络未完全独立的冗余配置，不具备无扰切换功能。

无法满足《防止电力生产事故的二十五项重点要求》9.1.2条要求，分散控制系统的控制器、系统电源、为I/O模件供电的直流电源、通讯网络等均采用完全独立的冗余配置，且具备无扰切换功能。

（3）#2机组ETS系统输入、输出卡件未达到全程相对独立的原则。

提高汽轮机ETS保护系统的可靠性摘要：涡轮临界关闭系统(ETS)和保护回路的可靠性直接影响到涡轮机的安全稳定运行。

正确的ETS保护锁定逻辑和回路设计决定了主保护是否正常工作。

电力生产事故预防的25项关键要求以及电力行业热工自动化系统的相关规定和标准,对汽轮机的基本保护和相应的回路做了具体的要求。

然而,在各种基础设施项目和随后的技术改造中,由于初步设计、技术人员水平等原因,经常会出现一些错误、不合理的设计方法和布线安装,导致许多与设备防护相关的不安全事件。

基于此，对提高汽轮机ETS保护系统的可靠性进行研究，以供参考。

关键词：ETS;电源;可靠性分析;发电厂引言蒸汽涡轮机是发电厂中最重要的主要设备之一,如果蒸汽涡轮机受到网络攻击并因此而损坏,则整个机组可能会瘫痪,无法正常运行。

也就是说,蒸汽轮机的安全稳定运行在很大程度上影响着整个热力发电装置的安全稳定运行,而蒸汽轮机的控制和保护系统是保证蒸汽轮机正常运行的关键,蒸汽轮机的安全可靠的控制和保护系统一方面可以保证蒸汽轮机的正常运行,另一方面可以使蒸汽轮机在危险情况下保持完整性。

1ETS系统组成硬件部分主要包括机柜,触摸屏,PLC,速度测量模块,电源变压器,压力开关,电磁阀和停止按钮。

PLC是ETS逻辑判断的重要组成部分,也是ETS的核心部分。

Shanxi Yaohong ETS 使用 Schneider ModiconTSXQuantum 系列。

一般来说,PLC 由三个机架、两个冗余机架和一个扩展机架组成。

机架式CPU型号为140CPU43412A,RIO总线型号为140CRP93200,热模块型号为140CHS11000。

扩展机架上的RIO CRA总线型号为140CRA93200,DI模块型号为140DDI35300,DO模块型号为140DRA84000。

一组主处理器和两组冗余处理器,可以在一个CPU发生故障时不受干扰地切换CPU,另一个CPU从备用切换到工作状态,以接管整个ETS系统的管理。

ETS汽机保护讲义一、引言汽机保护在电力行业中起着至关重要的作用。

ETS汽机保护作为汽轮机保护系统的核心，具备监测、控制和保护机组设备的功能。

本讲义旨在介绍ETS汽机保护的原理、功能和应用。

二、ETS汽机保护的原理1. 工作原理ETS汽机保护基于多参数监测和逻辑控制，通过实时检测传感器数据并进行运算分析，判断机组设备是否处于安全工作状态，若存在异常情况，则采取相应保护措施。

2. 监测参数ETS汽机保护系统监测的参数主要包括汽轮机的振动、温度、压力、润滑油温度、涡轮轴承温度等。

这些参数对于机组设备的运行状态和稳定性具有重要意义。

3. 逻辑控制ETS汽机保护系统通过设定合理的逻辑控制策略，实现对机组设备的自动保护。

例如，在发现机组振动超过预设阈值时，系统会自动停机以防止进一步损坏。

三、ETS汽机保护的功能1. 检测功能ETS汽机保护系统能够准确检测机组设备的运行状态，包括设备振动、温度、压力等参数。

通过实时监测，系统可以迅速发现设备异常并进行处理。

2. 控制功能ETS汽机保护系统具备自动控制的功能，能够对机组设备进行安全可靠的控制。

系统通过逻辑控制策略，实现对设备的自动启停、负荷调节等操作。

3. 保护功能ETS汽机保护系统的最重要功能是保护机组设备免受损坏。

系统能够根据设定的保护参数，实时监测设备状态，一旦发现异常情况，系统将采取相应的保护措施，如停机、降负荷等。

4. 报警功能ETS汽机保护系统能够及时报警提示操作人员，提醒他们注意设备的异常情况。

通过及时报警，可以防止机组设备出现进一步损坏，保证运行安全。

四、ETS汽机保护的应用1. 电力行业ETS汽机保护在电力行业中应用广泛。

它能够确保汽轮机的运行安全，防止意外事故的发生，提高发电厂的生产效率和可靠性。

2. 工业生产除了电力行业，ETS汽机保护在其他工业领域中也有重要应用。

例如，石化、钢铁等行业都需要大型汽轮机进行能源供应，ETS汽机保护则能确保这些设备的正常运行。

汽轮机ETS保护传动试验操作指导书ETS是汽轮机紧急跳闸系统的简称，全拼为Emergency trip system。

ETS 保护是汽轮机的主保护，它是为了保证汽轮机设备的安全稳定运行，对各个重要参数进行监视，当这些参数超限时，通过人为的措施或自动装置使汽轮机跳闸，关闭所有进汽门，避免事故的发生或扩大。

每次机组启动前都应进行ETS保护传动试验，以保证事故情况下该保护可以正常动作。

一、风险辨识1、DCS控制系统工作未结束，工作票未押回或终结。

DCS控制系统工作未结束就传动相关保护试验，有可能会造成传动失败，动作结果不正确或误动作。

2、DCS热工组态工作未完成，下装工作未结束。

DCS控制系统需热工组态下装后方可正常传动和使用，若组态未完成或组态完成未下装，将造成信号发出后，DCS没有结果输出，设备不动作。

3、走错间隔，误入运行机组。

逻辑传动前必须要再三确认机组和系统正确，走错间隔传动主保护将造成运行机组非停。

4、保护传动前未经当值值长和主值同意，擅自传动保护。

未和当班负责人沟通，擅自传动主保护，有可能会造成传动设备和当值操作设备冲突，值班员不知情的情况下设备动作，严重影响正常监盘。

5、相关设备系统未检修完毕。

与ETS保护传动相关的检修工作未完成，不具备传动条件而传动，会造成无法传动或设备拒动、误动。

6、修改的逻辑未经确认即传动。

ETS保护作为汽轮机的主保护，一般情况下经过调试确认就不会变更，若确因实际工作需要更改保护逻辑时，应先和热控一起检查确认修改逻辑的正确性再传动，防止逻辑错误未及时发现。

7、油质不合格即启动油系统。

汽轮机润滑油系统和EH油系统在启动前应化验油质合格后方可启动，油质不合格就启动系统会造成阀门卡涩、汽轮机进杂质等严重后果。

8、试验过程中多测点的参数只检查一个测点，未进行全部检查试验。

ETS保护测点通常为三个，试验过程中只通过一个测点进行试验有较大片面性，有可能该测点可以正常动作但是其余两个测点不能正常动作，这可能会造成启机后参数异常不能正确动作。

1、ETS系统介绍
ETS（EMERGENCY TRIP SYSTEM）是汽轮机危急跳闸系统的简称。

当某些参数超过运行限制值时，ETS系统保护动作，迅速关闭汽轮机各汽门，起到保护汽轮机安全的作用。

ETS保护动作通过跳闸电磁阀实现。

汽轮机前箱右侧共有6个电磁阀，包括2个OPC电磁阀和4个AST电磁阀。

（1）、OPC电磁阀
OPC,即OVERSPEED PROTECTION CONTROLLER 超速保护，两个电磁阀并联布置，任意一个动作时，卸油关闭高、中压调门，其动作转速3090r/min即通常所说的103.
动作原则：带电动作，断电关闭。

宁可拒动，不可误动。

（2）、AST电磁阀
AST,即AUTOMATIC SHIFT TRIP危机遮断，采用“双通道”原理，当一个通道中的任一只电磁阀打开都将使该通道跳闸；但不能使汽轮机进汽阀关闭，只有当两个通道都跳闸时，才能使汽轮机进汽阀关闭，起到跳闸作用，可有效地防止“误动”和“拒动”。

1、3并联组成第一通道，2、4并联组成第二通道，一、二通道再串联，只有1、3中任意一个和2、4中任意一个同时动作，AST 电磁阀才能打开，实现停机目的。

动作原则：断电动作，带电关闭。

宁可误动，不可拒动。

20-2/AS T
20-1/AS T
20-3/A S T20-4/A S T
（图3）
ASP，危机遮断电磁阀油压，ASP1、ASP2,可根据压力判断电磁阀是否泄漏。

TV 高压主汽门 2个
GV 高压调节门 4个
IV 中压调节门 2个
RSV 中压主汽门 2个。