汽轮机超速保护系统 (1)
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汽轮机超速主要原因及处理措施目录一、为什么不能超速? (2)二、汽轮机超速的主要原因 (3)1. 调速系统有缺陷 (3)2. 汽轮机超速保护系统故障: (4)3. 运行中操作调整不当: (5)三、防止汽轮机超速事故的措施 (5)(1)加强培训,严格执行技术考核; (8)(3)每班要进行事故预想,以提高处理事故的能力; (9)一、为什么不能超速?(1)汽轮机在运行过程中,叶片所受的离心力和转速的平方成正比,即是说,转速虽然上升不大,但转子上所承受的离心力就成几何倍的增长,这在汽轮机设计的时候就考虑到的,所以超速现象对汽轮机是极为危险的。
(2)转机的转子在设计、制造过程中,都会有一个自身的自震频率,也就是我们冲转的时候要注意的临界转速所对应的频率。
所以,汽轮机正常的工作转速都不在临界转速范围内。
但当汽轮机转速超过工作转速,达到转子自身频率的两倍,这时机组的震动将大大增加,甚至比机组过临界转速的震动还要大的多。
由于机组震动大所造成的动静部分的摩擦,使得机组震动继续增大,这就导致了一个恶性的循环。
严重时,会使汽轮机彻底的报废。
(3)如果是用于发电的机组,由于我国的电网频率定为50Hz,那么对应的,汽轮机转速也应该是3000rpm,如果机组不在额定转速下工作,那么将无法与电网并列运行。
即使是孤网运行,如果频率升高,将直接导致转动机械的转速也对应升高,破坏电机的正常工作,造成泵或风机的出力异常增加,使电机发热,泵或风机震动增大,容易导致烧瓦事故。
同时还会影响滤波器的正常工作,降低用电质量。
二、汽轮机超速的主要原因汽轮机超速事故是由于汽轮机在调速和保护系统故障及本身的缺陷造成的,但往往和运行操作维护有着直接的关系,按不同的事故起因和故障环节,分析讨论。
1. 调速系统有缺陷汽轮机调速系统的任务,不但要保证汽轮机在额定转速下正常运行,而且还保证在汽轮机甩负荷以后转速升高不超过规定的允许值,所以调速系统是防止汽轮机超速的第一措施。
1.电力安全规程中“两票三制”指的是什么答:“两票”是指:① 操作票;② 工作票。
“三制”是指:① 设备定期巡回检测制;② 交接班制;③ 冗余设备定期切换制。
2•测星过程中,产生误差的因素有哪几种答案:产生误差的因素有以下4种:① 测量装置误差;② 环境误差;③方法误差;④人员误差。
3.热工信号报警分为几类答案:可以分为一般报警、严重报警、机组跳闸报警。
4•简述热电偶的测温原理。
答案:当任意两种不同的导体(或者半导体)构成闭合回路,如果两点处于不同的温度,则回路中就会产生电动势,即产生了热电效应。
这个电动势与两点所处的温度存在一定的函数关系。
当固定其中一点温度时,则电动势与另一点温度存在单值函数关系。
热电偶就是利用这个原理测温的。
5. PID自动调节器有哪些整定参数答案:有比例带、积分时间、微分时间3个整定参数。
6.试简述A/D转换器和D/A转换器的作用和应用场合。
答案:A/D转换器能将模拟量转换成数字量,常作为数字电路的输入,D/A转换器能将数字量转换成模拟量,常用作数字电路的输出。
7- DEH控制系统有何主要功能答案:DEH控制系统主要有以下功能:①自动启动功能;②负荷自动控制;③手动操作;④超速保护功能;⑤自动紧急停机功能。
8.试说明电压与电位.电压与电动势间的相互关系。
答:(1)电压是表明电场力做功能力大小的物理量;两点间电位差的大小即为电压。
⑵电动势是表明电源力做功能力大小的物理量;电动势的方向与电压的方向相反。
9.热电阻的测温原理是什么答案:热电阻测温度是利用导体或半导体的电阻随温度变化而变化的特性来达到的。
10.汽轮机本体监视一般包扌2;哪些内容答案:汽轮机本体监视一般包括转速、轴向位移、汽缸热膨胀、胀差、轴偏心、轴承金属温度.推力瓦温度.轴承振动等。
11,汽轮机TSI包拾哪些参数的测量答案:(1)汽轮机转速。
(2) 汽轮机偏心度。
轴承振动。
(4) 汽轮机高低压缸差胀。
汽轮机轴向位移。
汽轮机控制系统超速保护功能分析【Abstract】汽轮机是电力系统中重要的能源装置之一,在其运行过程中,超速保护功能是非常重要的安全防护功能。
该文档主要介绍了汽轮机控制系统的超速保护功能,并分析了其实现方案以及功能特点,期望对工程设计和运行维护人员提供一定的参考价值。
【Introduction】汽轮机是一种能够把热能转化为动能的设备,其主要工作原理是将燃料燃烧后的高温高压气体作为工作介质,在涡轮叶片上产生动能,从而带动机组的旋转,进而发电。
由于汽轮机的运行速度非常高,因此超速保护功能就显得十分重要了。
【Super Speed Protection Function】超速保护功能是汽轮机控制系统的一个重要组成部分。
在汽轮机运转过程中,如果发生突发事件,涡轮转速可能会突然升高,这时候系统需要通过超速保护来进行限速,以保障现场的人员和设备安全。
因此,超速保护功能需要在涡轮机转速超过设定阈值后,以最快的速度控制转速。
超速保护功能通过感知涡轮机转速,监控旋转速度的变化,并在转速接近或者达到临界值时,通过反馈控制系统进行限速,保障机组运行的稳定和安全。
超速保护根据不同的安全要求可分为两种类型:一类是全速全负荷下启动时必须达到的最小转矩,旨在防止机组启动时由于低转矩而造成转速突升;另一类是在机组已经正常运行时,当出现某些特殊情况使涡轮机转速升高时,需要控制涡轮机,恢复到正常转速范围内,以确保设备和人员的安全。
【Realization Scheme】超速保护功能需要通过技术手段来进行实现。
一般情况下,涡轮机控制系统采用的超速保护方案有以下几种:1. 速器式超速保护方案。
速器式保护系统通过一个感应器来感知涡轮机的转速信号,然后将转速信号通过调节器融合到控制系统当中。
当转速超过设定值时,控制系统会发出超速信号,并及时启动超速保护系统,通过控制阀来控制调速器的作用,从而避免汽轮机超速。
2. 生命条盘式超速保护方案。
生命条盘是一种紧急断电保护装置,它的基本原理是在盘面上带有一个气缸,并装有一个弹簧或传动杆以便于形成联锁装置,当汽轮机超速时,生命条盘可以自动动作,使得气缸靠近一个损坏的活塞,将其打开,从而使得活塞提供的油路被截断,这时候控制系统会自动关闭汽轮机并彻底断电,实现超速保护的目的。
汽轮机超速的原因及安全防范措施作者:冯义辉来源:《中国新技术新产品》2011年第08期摘要:汽轮机超速是对人身安全和设备危害极大的恶性事故,严重影响安全生产。
关键词:汽轮机;超速;安全;防止措施中图分类号: TK264.2+1 文献标识码:A汽轮机作为原动机,具有强大的动力矩,超速时转子零件的应力将达到不允许的数值,可能使叶片甩脱、轴承损坏、转子断裂,甚至整个机组报废。
因此,汽轮机超速是对人身安全和设备危害极大的恶性事故。
严重影响安全生产。
下面就汽轮机超速的原因和防范措施做一讨论。
一、汽轮机超速的主要原因汽轮机超速原因大致可分为汽轮机调速和保护系统故障,运行操作维护不当。
按不同的事故起因和故障环节,分别讨论。
1. 调速系统有缺陷:汽轮机调速系统的任务之一,就是保证在汽轮机甩负荷以后转速升高不超过规定的允许值。
当调速系统有缺陷时就可能引起超速。
原因有以下几个方面。
(1)调速汽门不能关闭或漏汽量大。
(2)抽汽逆止门不严或拒绝动作。
(3)调速系统迟缓率过大或调节部件卡涩。
(4)调速系统速度不等率过大。
(5)调速系统动态特性不当。
(6)调速系统整定不当,如同步器调整范围、配汽机构膨胀间隙不符合要求等。
2. 汽轮机超速保护系统故障:(1)危急保安器不动作或动作转速过高危急保安器的动作转速一般规定在高于额定转速的10-12%,这是保护汽轮机使其转速不至过分升高的主要保护设备。
造成危急保安器不动作或动作过迟的原因主要有:①重锤或飞环导杆卡涩。
②重锤或飞环动静部件不同心,在运行时憋劲。
③弹簧在受力产生过大的径向变形,以致与孔壁产生磨擦。
④接吻扣或打击板间隙过大,撞击子飞出后不能使危急保安器滑阀动作。
(2)电磁遮断超速保护装置故障。
(3)危急保安器滑阀卡涩,无法动作。
(4)自动主汽门和调速汽门卡涩。
3. 运行中操作调整不当:(1)油质管理不善,进油时是劣质油或标号不同,领回时未化验加入主油箱运行,再者是检修质量不良,轴封间隙调整未在标准范围内,调整不当,运行中轴封压力调得过大,漏汽到油档,造成油中进水,引起调速和保护部件卡涩。
第23卷第1期 电 站 系 统 工 程 V ol.23 No.1 2007年1月Power System Engineering Jan., 2007文章编号:1005-006X(2007)01-0057-03超临界汽轮机超速保护系统分析武汉大学动力与机械学院 覃 超 谢诞梅* 董 川 李懿靓摘 要:随着我国高参数和大容量机组的快速发展,特别是超临界超长机组的急剧增多,机组自身的安全性,直接影响各大电网的安全性和稳定性。
超临界汽轮机转子由于转动惯量大,转子飞升时间常数小,所以对它进行超速保护尤为重要。
重点分析超临界汽轮机的超速保护系统的特点。
关键词:超临界汽轮机;超速保护;机械超速保护;电超速保护 中图分类号:TK264.2+1 文献标识码:AAnalysis of Overspeed Protection System of Supercritical Steam TurbineQIN Chao, XIE Dan-mei, DONG Chuan, LI Yi-liangAbstract: Nowadays, the number large capacity units with high parameter, especially with supercritical parameter and thin long shafts has been increased rapidly in electric networks. The safety of these units will have great impact on the safety steady of the network. As the inertia moment of supercritical steam turbine is large, and the time constant of rotor speedup is small, the overspeed protection system is very important for unit itself. The main characteristics of the overspeed protection system of supercritical steam turbines are analyzed.Key words: supercritical steam turbine; overspeed protection; mechanical overspeed protection; electric overspeed protection汽轮机是在高温、高压下高速运转的机械,其旋转部件承受巨大的离心力,该离心力是与转速的平方成正比的,因此随着转速的升高,其离心力将快速上升。
OPC是汽轮机的超速保护,它通过两个OPC电磁阀实现.当汽轮机转速达到103%(即3090rpm)或甩负荷时,OPC电磁阀打开,OPC动作,关闭高中压调门和各抽汽逆止门AST是汽轮机紧急停机保护,它通过四个AST电磁阀实现.当汽轮机的某个参数达到停机值时,AST电磁阀失电打开,泄去安全油,汽轮机各汽门迅速关闭.四个AST电磁阀分两组,分别为一通道和二通道,这样既可以防止误动也可以防止拒动ASP是汽轮机AST电磁阀通道的油压,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一次油压一般指控制油压,即主油泵出来的高压油压;二次油压用来控制油动机调节调速汽阀开度大小的,它与电信号有对应关系。
在纯液压系统中,一次油压一般是信号油压,与转速有直接关系,二次油压是控制油压,控制调门等,二次油压一般与一次油压有直接关系。
我们这里是反比的关系。
呵呵,你可以看调速系统图了汽轮机喷油实验原理是怎样的啊?是如何得到并传出试验信号的?又是如何使汽轮机不跳闸的⑴将试验允许钥匙置于允许位置;此时具备允许超速到3150且不小于2800转⑵选择喷油试验按钮并选择投入;此时切断你要做的那一飞锤或飞环的遮断油『安全油』⑶等待试验结果;从2800转开始喷油并逐步升速直到飞锤飞出且转速不大有3150转。
为合格。
如果飞不出需要差明原因。
⑷试验结束后将喷油试验钥匙开关置于正常位置。
原理就是:用来自高压油泵的的压力油去给飞锤一个额外的推力。
是飞锤飞出。
来检查飞锤工作是否正常。
信号有液压信号和电子信号,液点转换信号三种。
现在普遍采用电子信号,电子信号就是当飞环或飞锤飞出时圆周动作变大。
此时通过热控的磁性感应探头捕捉信号后传送到监控系统。
汽轮机超速保护系统
热电圈
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).
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9-11%时动作,迅速切断汽轮机进汽停机。
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。
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。
3、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OPC电磁阀动作原理: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)。
4、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。
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。
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。
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。
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。
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)。
3、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,隔膜阀动作,泄去AST安全油,所有进汽阀关闭,紧急停机。
4、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。
5、复位过程(机械挂闸)。
机组转速下降,飞锤复位,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。
6、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;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。
7、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。
8、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。
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;OPC电磁阀、AST电磁阀全部复位,各油。