汽轮机主要保护32页PPT

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5.轴振大保护 动作条件：#1轴振X方向或Y方向、#2轴振X方向或Y方向、#3轴振X方向或Y方向、#4轴振X方 向或Y方向、#5轴振X方向或Y方向，这十个轴振动中任意一个达到250，轴振大保护动作而 停机。 6.瓦振大保护 动作条件：#1瓦振、#2瓦振、#3瓦振、#4瓦振、#5瓦振，这五个瓦振中任意一个达到80， 或大于1.2㎜。两个轴向位移同时满足条件时，轴向位移 大保护动作而停机。
3.高排温度高保护 动作条件：高压缸排汽温度（左）、高压缸排汽温度（右），这两个温度同 时达到420 ， 高排温度高保护动作而停机。
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4.MFT保护 一、电动主汽门前温度（左，右）取平均值 1、电动主汽门前温度平均值曾大于500℃ 锅炉发MFT信号 电动主汽门前温度平均值下降到460℃ 三个条件同时具备，引发MFT联跳汽机。 2、当锅炉发MFT信号时，锁存当时电动主汽门前温度（左，右）平均值与10分钟后的 电动主汽门前温度平均值相比较，当汽温下降大于50℃时，引发MFT联跳汽机。 （ 此期间的MFT应一直存在，若消失重新锁存、判断）。 3、DCS不断检测电动主汽门前温度（左，右）平均值每10分钟的下降值，当下降值大 于50℃时，且此时锅炉发MFT信号，引发MFT联跳汽机。 二、中压缸进汽温度（左，右）取平均值 1、中压缸进汽温度（左，右）平均值曾大于500℃ 锅炉发MFT信号 中压缸进汽温度平均值下降到460℃ 三个条件同时具备，引发MFT联跳汽机。 2、当锅炉发MFT信号时，锁存当时中压缸进汽温度（左，右）平均值与10分钟后的中 压缸进汽温度（左，右）平均值相比较，当汽温下降大于50℃时，引发MFT联跳汽 机。（此期间的MFT应一直存在，若消失重新锁存、判断）。 3、DCS不断检测中压缸进汽温度平均值每10分钟的下降值，当下降值大于50℃时，且 此时锅炉发MFT信号，引发MFT联跳汽机。

遮断动作
当危急遮断器接收到异常信号时，会触发遮断动作，通过 切断进汽管道的供气或关闭进汽阀的方式使汽轮机停机。
危急遮断系统的操作与维护
操作注意事项
操作人员应熟悉危急遮断系统 的原理和组成，严格按照操作 规程进行操作，避免误操作导 致设备损坏或事故发生。
维护保养
定期对危急遮断系统进行维护 保养，检查各部件的工作状态 和性能指标，及时发现并处理 潜在故障，确保系统正常运行 。
提高运行效率
通过有效的保护措施，汽轮机能够保持最佳运行状 态，提高整体运行效率。
降低维护成本
保护系统能够减少不必要的维修和更换部件，从而 降低维护成本。
汽轮机保护系统的组成
80%
传感器
用于监测汽轮机的各种参数，如 温度、压力、转速等。
100%
控制单元
接收传感器信号，进行数据处理 和逻辑判断。
80%
01
利用更先进的传感器和检测技术，提高系统对汽轮机运行状态
的监测精度和响应速度。
优化控制算法
02
采用更高效的控制算法，提高系统的调节性能和稳定性，减少
误动作和故障率。
升级硬件设备
03
对硬件设备进行升级，提高其可靠性和寿命，降低维护成本。
系统智能化与网络化发展
智能化决策支持
通过人工智能和大数据技术，实 现系统智能化决策，提高故障诊 断和预防性维护能力。
汽轮机保护系统故障诊断方法
01
振动分析法
通过监测振动信号判断设备状态。
温度测量法
通过测量设备表面温度判断热状态 。
03
02
油液分析法
通过监测润滑油状态判断轴承等部 件状态。
压力测量法
通过测量设备内部压力判断运行状 态。

3.排汽装置背压高保护：
当排汽装置背压高达65kPa( 开关量）保护动作停机。（三 取二逻辑）
原因：背压高，排汽温度升高 ，低压缸及低压轴承座受热膨 胀，引起中心偏移，振动增大 ；背压高若保持负荷不变，则 进汽量增大，使轴向推力增大 以及叶片过负荷，排汽容积流 量减小，末级叶片要产脱流、 涡流、使叶片颤振，产生较大 激振力，有可能损伤叶片。
原因：机组冷态启动（ TE017＜190℃），高压缸 需要倒暖，机组挂闸后，高压缸倒暖门1、2开启 ，高压缸抽真空门关闭，当汽轮机转速＞ 1020rpm或高压外缸金属温度TE017≥190℃时，高 压缸倒暖结束，到暖门1、2关闭，高压缸抽真空 阀开启。
机组非冷态启动（ TE017≥190℃），高压缸不 需要倒暖，机组挂闸后，倒暖门1、2保 持关闭状态，高压缸抽真空门保持开启
2.5高压缸抽真空阀过流保护：
高压缸抽真空时的抽真空阀后压力≥0.8MPa延 时15s汽轮机跳闸；
原因：高压缸抽真空时，抽真空阀在开启情况下 ，抽真空阀后压力≥0.8MPa，说明高压缸主汽门 、调门或高排逆止门不严，高压缸抽真空失败。
2.6 高压缸排汽口金属温度高保护：
上半高压外缸排汽内表面温度≥420℃跳机。 原因：高压缸蒸汽流量不足，导致高压缸排汽口 金属温度超限，防止高压缸末级叶片损坏。
机组转速到110%额定转速，20－1/AST～20 －4/AST自动停机遮断电磁阀失电开启，使AST油 压消失，高、中压自动主汽门、调门关闭停机。
注： 20－1/AST～20－4/AST电磁阀采用串并联连接 方式，机组挂闸后电磁阀带电关闭，电磁阀失电 开启，安全油泄走，主汽门、调门关闭机组停机 。
1.3 ETS超速保护：
机组转速到110%额定转速，来自ETS的超速保 护信号使20－1/AST～20－4/AST电磁阀失电开启 ，使AST油压消失，高、中压自动主汽门、调门 关闭停机；

上汽300MW危急保安系统
➢单危急保安器 ➢单危急遮断油门 ➢飞锤在线试验
o飞锤单独试验 o实际超速试验 o注油试验 ➢遥控复位 ➢碟阀式危急遮断油门
A&D AS CS2
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
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f0
n0 z 60
电超速保护定植
ft
110%n0z 60
上汽：
f0n 60z030 60 0 803 41H 50 z
ft
11 % n0 0 z1.1308 0 3 0 45H 6z5 60 60
• 热工监视保护装置
• 电气柜 • 电源 • 电子线路板 • 计算机卡件 • 继电器 • 接触器 • 电气线路 • 保护逻辑等。
• 现场检测、执行机构
• 主汽阀及其油动机 • 再热主汽阀及其油动机 • 紧急停机电磁阀 • 各种压力、温度、行程开关
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低润滑油压保护
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润滑油压保护
▪润滑油压力由分成两个通道的4个压力开关检测 ▪当正常运行时，压力开关63－1/LBO和63－3/LBO的接点是闭合的 ▪中间继电器1X/LBO和3X/LBO正常地动作 ▪与遮断控制继电器LBO－1串联的继电器接点1X/LBO和3X/LBO都 是闭合的 ▪这样，继电器LBO－1就动作 ▪通道2具有同样的元件，LBO－2是用于通道2的遮断控制继电器。 •继电器LBO－1和LBO－2线圈的一侧通过选择开关的接点S1和S2而 相连。 •在正常运行时，接点S1和S2是闭合的，所以继电器LBO－1和LBO－ 2的线圈是并联的。 •假如在每一通道中有一只压力开关打开而表明轴承油压过低，那么， 继电器LBO－1和LBO－2就将释放（引起自动停机通道1和2遮断）

纯冲动级：蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶通道中不膨胀。
冲动级：
带反动度的冲动级：蒸在汽现主代要冲在动喷式嘴汽中轮膨机胀中，广在泛动采叶用通，道简中称仅为有冲小动部级分。膨胀。
反动级： 蒸汽在喷嘴和动叶通道中膨胀程度相同。
反动级的效率高于冲动级，但是整级的理想焓降较小。
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大庆石化烷基化筹备组 Nick制作
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大庆石化烷基化筹备组 Nick制作
汽轮机速关
速关阀
速关阀也称为主汽门，它是 主蒸汽管路与汽轮机之间的主要 关闭机构，在紧急状态时能立即 隔断汽轮机的进汽，使机组快速 停机。
速关阀水平装配在汽轮机进 汽室侧面。按照汽轮机进汽容积 流量的不同，一台汽轮机可配置 一只或两只速关阀。
汽轮机停机时速关阀是关闭 的，在汽轮机起动和正常运行期 间速关阀处于全开状态。
• 叶根是将叶片固定在叶轮或转毂上的连接部分。 T型叶根：其结构简单，加工方便，其强度能满足较短叶片的工作需 要，因此普遍使用在较短叶片上。为了增加承载能力，可以采用外 包T型叶根和双T型叶根。
枞树型叶根：其承载截面接近于按等强度分布，承载能力最高。枞 树型叶根属于轴向装配式叶根，可以单装单拆。但是形状复杂、受 力面多、加工精度高，故多用于大型汽轮机的调节级和低压级。
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大庆石化烷基化筹备组 Nick制作
3
汽轮机调速系统
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大庆石化烷基化筹备组 Nick制作
汽轮机调速
汽轮机调速原理
02
电液转换器
调速信号转变为二次油压力变化
错油门 二次油压力变化，改变动 03 力油流向，驱动油动机
转速 调节
01
调速信号 自现场/DCS系统来
调节汽阀
04
油动机通过连杆机构带动调 节汽阀，改变汽轮机进气量

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20
汽轮机保护设置介绍
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汽轮机保护设置介绍
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2
汽轮机保护设置介绍
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汽轮机保护设置介绍
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汽轮机保护设置介绍
一、润滑油压低
保护设置目的：防止润滑油中断造成汽轮机断油烧 瓦。 保护逻辑设置：(定值： ≤0.06MPa)
与
低压凝汽器压力开关1
或
低 压 凝 汽
器
低压凝汽器压力开关3 低压凝汽器压力开关2
或
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低压凝汽器压力开关4
低压凝汽器真空低
与
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汽轮机保护设置介绍
三、EH油压低
保护设置目的：EH油压降低，会造成汽轮机调 节不稳定，阀门关闭不同步。 保护逻辑：（定值： ≤8MPa）
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汽轮机保护设置介绍
ETS动作内容： 一期ETS动作情况：AST电磁阀失电
打开，泄掉EH油压，关闭汽门；停机电 磁阀带电，引起危及遮断器动作，泄掉 EH油压；两路EH油压为并联结构，任一 动作，均会引起EH油压降低、汽门关闭 停机。
二期ETS动作情况： AST电磁阀失电 打开，泄掉EH油压，关闭汽门。
汽轮机保护设置介绍
四、轴向位移大
保护设置目的：轴向位移增大会引起机组动静 摩擦，对机组产生严重损坏。 保护逻辑：（定值： ±1.0mm）
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汽轮机保护设置介绍
五、TSI超速
保护设置目的：防止汽轮机超速、飞车恶性设 备损坏事故。 保护逻辑：（定值： ≥3300rpm）

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单级冲动式汽轮机
左图所示：蒸汽 在喷嘴中发生膨胀，压 力由p0降至p1，流速 从c0增至c1，将蒸汽 的热能转变为动能。蒸 汽进入动叶栅后，改变 流动方向，产生了冲动 作用力使叶轮旋转作功， 将蒸汽动能转变为转子 的机械能。蒸汽离开动 叶栅的速度降至c2。 由于蒸汽在动叶栅中不 膨胀，所以动叶栅前后 压力相等，即p1=p2。
蒸汽热能
动能
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机械能
冲动式汽轮机工作原理
蒸汽在喷嘴中发生膨胀， 压力降低，速度增加， 热能转变为动能。高速 汽流流经动叶片3时， 由于汽流方向改变，产 生了对叶片的冲动力， 推动叶轮2旋转作功， 将蒸汽的动能变成叶轮 轴旋转的机械能。这种 利用冲动力作功的原理， 称为冲动作用原理。
第8页/共39页
反动作用原理
蒸汽的热能转变为动能的 过程，不仅在喷嘴中发生，而 且在动叶片中也同样发生的汽 轮机，叫做反动式汽轮机。
在反动式汽轮机中，蒸汽 不但在喷嘴（静叶栅）中产生 膨胀，压力由p0降至p1，速度 由c0增至c1，高速汽流对动叶 产生一个冲动力；而且在动叶 栅中也膨胀，压力由p1降至p2， 速度由动叶进口相对速度w1增 至动叶出口相对速度w2,汽流 必然对动叶产生一个由于加速 而引起的反动力，使转子在蒸 汽冲动力和反动力的共同作用 下旋转作功。
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双列汽轮机工作原理
第7页/共39页
多级冲动式汽轮机
左图所示为一种具有三 个冲动级的多级冲动式汽轮 机。整个汽轮机的比焓降分 别由三个冲动级加以利用。 蒸汽进入汽缸后，在第一级 喷嘴2中发生膨胀，压力由 p0降至p1，汽流速度由co 增至c1，然后进入第一级动 叶栅3中作功,作功后流出动 叶栅的汽流速度降至c2，由 于蒸汽在动叶栅中不发生膨 胀，动叶栅后的压力（即第 一级后压力）即等于喷嘴后 的压力p1，从第一级流出的 蒸汽，再依次进入其后的两 级并重复上述作功过程，最 后从排汽管中排出。

应具备和熟悉掌握的资料
波德图
应具备和熟悉掌握的资料
4. 正常情况下盘车电源和电流摆动值，以及相应的油温和 顶轴油压。
5. 正常停机过程的惰走曲线，以及相应的真空和顶轴油泵 的开启时间。紧急破坏真空停机过程的惰走曲线。
6. 停机后，机组正常状态下的汽缸主要金属温度的下降曲 线。
7. 通流部分的轴向间隙和径向间隙。
3. 减温水管路阀门应能关闭严密，自动装置可靠，并应设有截 止阀。
其他注意事项
4. 门杆漏汽至除氧器管路，应设置逆止阀和截止阀。
5. 高、低压加热器应装设紧急疏水阀，可远方操作和根据疏水 水位自动开启。
6. 高、低压轴封应分别供汽。特别注意高压轴封段或合缸机组 的高中压轴封段，其供汽管路应有良好的疏水措施。
应具备和熟悉掌握的资料
8. 应具有机组在各种状态下的典型起动曲线和停机曲线， 并应全部纳入运行规程。
9. 记录机组起停全过程中的主要参数和状态。停机后定时 记录汽缸金属温度、大轴弯曲、盘车电流、汽缸膨胀、 胀差等重要参数，直到机组下次热态起动或汽缸金属温 度低于150℃为止。
10. 系统进行改造后，运行规程中尚未作具体规定的重要运 行操作或试验，必须预先制定安全技术措施，经上级主 管部门批准后再执行。
其他注意事项
1. 应采用良好的保温材料和施工工艺，保证机组正常停机后的 上下缸温差不超过35℃，最大不超过50℃。
2. 疏水系统应保证水畅通。疏水联箱的标高应高于凝汽器热水 井最高点标高。高、低压疏水联箱应分开，疏水管应按压力 顺序接入联箱，并向低压侧倾斜45°。疏水联箱或扩容器应 保证在各疏水阀全开的情况下，其内部压力仍低于各疏水管 内的最低压力。冷段再热蒸汽管的最低点应设有疏水点。防 腐蚀汽管直径应不小于F76mm。

一般为奇数，通常开5个或7个（也有开偶数的），这样可避免在同一径向截
面上开设两个平衡孔，从而使叶轮截面强度不过分削弱。
3．用相反流动的布置方法
把蒸汽在汽轮机内的流动方向布置成相反的，使产生的轴向推力方向相 反，相互抵消达到平衡轴向力的目的。也可以让蒸汽在高压缸和低压缸 中的流动方向相反，使轴向力自动平衡。
有一半在喷嘴中进行。带反动度的冲动级0＜ρ ＜0.5。带有不大反动度的冲动级使用最为广
泛，它可以提高冲动式汽轮机的效率。
1.3 按结构形式分类
按汽轮机的结构形式可分为单级汽轮机和多级 汽轮机两种。
（1）单级汽轮机 通流部分只有一级叶轮， 通常为背压式汽轮机。多用于驱动泵、风机 等小型设备。
（2）多级汽轮机 通流部分有两级以上的 叶轮。可为凝汽式、背压式、抽汽凝汽式 、多压式汽轮机等。多用于驱动离心压缩 机、发电机等大型设备。
三， 冲动级和反动级
冲动级有三种不同的形式：
1，纯冲动级： 通常把反动度等于零的级称为纯冲动级。对于纯冲动
级来说， = 、 p1 = 0 p、2 =hb ，蒸汽h流n* 出动 h叶t* 的速度C ,具有一定
的动能 C未被利用而损失，称这种损失为余速损失，用 表示。
凝汽系统
投用步骤： (1) 供冷却水； (2) 起动凝结水泵； (3) 起动抽气设备； (4) 向汽封送密封蒸汽。
凝汽系统
引起真空下降的原因： (1) 冷却水中断 (2) 冷却水量不足 (3) 凝汽器满水 (4) 凝汽器冷却面积垢 (5) 真空系统漏气量增多 (6) 抽气器工作不正常
背压式汽轮机
汽轮机的级
汽轮机的级是汽轮机作功的最基本的单元， 在级中蒸汽的热能转换为转子旋转的动能。它 由喷嘴和叶片组成。

这一现象称为自感现象，所产生的电动势
为自感电动势。L称为自感系数，简称自感
，其大小与线圈匝数、几何形状以及线圈中 铁芯的磁导率有关。
7
3.互感系数
过线两圈个1线产圈生1磁和通2放得，很它近穿时过，线电圈流2的i1那流
部分磁通在线圈2中将产生感应电动势—
互感电动势：
e21
M
di1 dt
式中，M为互感系数，简称互感，H。
Z 2 ( r1 L L 1 K 2 r 2 )L 1 r 2 k 2 K2 L 1 2 L 2 2 ( 1 K 2 ) NhomakorabeaK
L 2 ( r 1 L 2 L 1 K 2 r 2 )22 L 1 2 L 2 2 ( 1 K 2 )2
L r
K 在
Z 的近似下，
对
Z K
2KL1的 偏微分可近似为
2
对汽轮机组的监测由TSI完成
3
4
3.1传感器
传感器可分为电量参数变化型与发电型两类。电参数 变化型传感器是将机械参量转换成电学参数，如电阻、 电容、电感等。由于它本身不能产生电信号，因此， 必须接入具有辅助电源的基本测量电路中。常用的有 电涡流式、电容式、电阻式传感器等。发电型传感器 是将被测机械参量直接变换成电信号，它本身能产生 电信号，无需辅助电源，常用的有磁电式、压电式传 感器等。
i2F '(e,,,,D ,) ZF(e,,,,D ,)
事实上，金属导体内的涡流难以直接测量，但涡流所产生的磁场对
原激励磁场产生影响，使原边线圈的品质因素Q及等效阻抗 Z和等效电
L 感 L发生变化，因此借助于对Q、Z、 的测量，可得到相关的一些参
数。
9
Zf(e,,,,D,
10