汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

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汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)（ETS）

在大型汽輪機(jī)中，由于機(jī)組超速的危害最大，所以特別注意超速保護(hù)，第六章介紹的OPC功能是一種有效的超速保護(hù)手段。但OPC功能并不能保證機(jī)組絕對不會超速，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速超過了允許值時(shí)而危急汽輪機(jī)安全時(shí)，只能通過遮斷汽輪機(jī)（即跳閘）來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。此外，某些其它參數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)也可能釀成設(shè)備損壞、甚至毀機(jī)事故，例如推力軸承磨損。為此，大型汽輪機(jī)都設(shè)有嚴(yán)密的保護(hù)措施，除了設(shè)計(jì)了OPC功能外還設(shè)有危急遮斷系統(tǒng)ETS。因此，除了OPC兼有超速保護(hù)和危急遮斷多重保護(hù)外，其余重要參數(shù)的嚴(yán)重超標(biāo)，將通過危急遮斷系統(tǒng)實(shí)行緊急停機(jī)。

第一節(jié)汽輪機(jī)自動保護(hù)系統(tǒng)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)

一、自動保護(hù)系統(tǒng)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成

在第五章中，我們已經(jīng)介紹過汽輪機(jī)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，參見圖5－12。汽輪機(jī)自動保護(hù)也是通過液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。為便利起見，我們將圖5－12中的蒸汽閥門伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分及低油壓保護(hù)去掉，簡化成圖9－1，來幫助我們分析汽輪機(jī)自動保護(hù)和停機(jī)的過程。

圖9－1自動停機(jī)跳閘系統(tǒng)

汽輪機(jī)自動保護(hù)系統(tǒng)，是OPC保護(hù)、ETS和機(jī)械超速保護(hù)系統(tǒng)的總稱，它的液壓構(gòu)件，稱為保護(hù)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于關(guān)閉汽閥并防止超速或遮斷汽輪機(jī)。其設(shè)備組成如下：

1．超速保護(hù)和危急遮斷組合機(jī)構(gòu)

超速保護(hù)和危急遮斷組合機(jī)構(gòu)，統(tǒng)稱為控制塊，如圖9－2所示，布置在汽輪機(jī)前軸承箱的右側(cè)，其主要組成是控制塊殼體1、2個OPC電磁閥19、四個AST電磁閥17和2個止回閥5，它們均組裝在控制塊上，為OPC和AST總管以及其它管件提供接口，這種組合構(gòu)大大簡化外部連接納道而提高了整體的可靠性，同時(shí)也有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。

（1）超速保護(hù)電磁閥（20/OPC，2個）該閥由DEH調(diào)理器OPC系統(tǒng)所控制。機(jī)組正常運(yùn)行進(jìn)，

該閥是關(guān)閉的，切斷了OPC總管的泄油通道，使高壓和中壓調(diào)理汽閥油動機(jī)活塞的下腔能建立起油壓，起正常的調(diào)理作用。當(dāng)OPC系統(tǒng)動作，例如轉(zhuǎn)速達(dá)到103％額定轉(zhuǎn)速時(shí)，該電磁閥被鼓舞通道信號開啟，使OPC總管泄去安全油，快速卸載閥隨之開啟，并泄去油動機(jī)動力油，使高壓缸和中壓缸的調(diào)理汽閥關(guān)閉。

（2）危急遮斷電磁閥（20/AST，4個），該閥受ETS系統(tǒng)所控制。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，它們也

是關(guān)閉的，切斷了自動停機(jī)危急遮斷總管上高壓油的泄油通道，使所有主汽閥的調(diào)理汽閥油動機(jī)的下腔室能建立油壓，行使正常控制的任務(wù)。當(dāng)被測參數(shù)有遮斷請求時(shí)，該電磁閥開啟，使遮斷總管迅速泄油，通過快速卸載閥，關(guān)閉所有的主汽閥和調(diào)理汽閥，實(shí)行緊急停機(jī)。

（3）止回閥（2個），止回閥即逆止閥，分別安裝在自動停機(jī)危急遮斷油路AST和超速保護(hù)

控制油路OPC之間。當(dāng)OPC電磁閥鼓舞、AST電磁閥失勵時(shí)，單向閥維持AST油路的油壓，使高、中壓主汽閥保持全開。當(dāng)OPC動作，OPC電磁閥鼓舞時(shí)，OPC油管泄油，

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

高、中壓調(diào)理汽閥關(guān)閉，待轉(zhuǎn)速降低到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，OPC電磁閥失勵，OPC油壓重新建立，高、中壓調(diào)理汽閥重新開啟，繼續(xù)行使控制轉(zhuǎn)速的任務(wù)。當(dāng)AST電磁閥失勵、即使OPC電磁閥鼓舞時(shí)，AST油路的油壓下降，OPC油路通過兩個回閥的油壓也下降，關(guān)閉所有的進(jìn)汽閥和抽汽閥，進(jìn)行停機(jī)。

2．隔膜閥

該閥裝在前軸承箱的側(cè)面，用于機(jī)械超速系統(tǒng)與ETS系統(tǒng)的動作聯(lián)系，其作用是機(jī)械超速系統(tǒng)動作、潤滑油壓下降時(shí)，泄去危急遮斷油總管上的安全油，遮斷汽輪機(jī)。當(dāng)汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，潤滑油系統(tǒng)的汽輪機(jī)油通入閥蓋內(nèi)隔膜閥的上部腔室中，其作用力大于彈簧約束力，隔膜閥處于關(guān)閉位置，切斷危急遮斷油總管通向回油的通道，使調(diào)理系統(tǒng)能正常工作。當(dāng)機(jī)械超速機(jī)構(gòu)或圖9－12的手動遮斷杠桿分別動作或同時(shí)動作時(shí)，通過危急遮斷滑閥泄油，可使該范圍內(nèi)的潤滑油壓局部下降或消失，壓彈簧開啟隔膜閃，泄去危急遮斷總管上的安全油，通過快速卸載閥，快速關(guān)閉所有的進(jìn)汽閥和抽汽閥，實(shí)行緊急停機(jī)。

圖9－2超速保護(hù)和危急遮斷控制塊結(jié)構(gòu)圖

二、OPC電磁閥的連接及其工作原理

從圖5－12及9－1看出，超速保護(hù)控制系統(tǒng)的2個電磁閥，即（20－1）/OPC和（20－2）/OPC，采用并聯(lián)回路，其中只要有一路動作，便可通過高壓和中壓調(diào)理汽閥的油動機(jī)的快速卸載閥，釋放油動機(jī)內(nèi)的控制油，快速關(guān)閉調(diào)理汽閥，防止超速。何時(shí)重新開啟，是由DEH調(diào)理器根據(jù)故障分析結(jié)果，然后發(fā)出指令來進(jìn)行的。這種聯(lián)接方法可以做到：

（1）防止一路OPC不起作用時(shí)，另一路仍可工作，確保系統(tǒng)的可靠和機(jī)組的安全。

（2）可以進(jìn)行在線試驗(yàn)，即當(dāng)1個回路進(jìn)行在線試驗(yàn)時(shí)，另一回路仍具有連續(xù)的保護(hù)功能，

避免保護(hù)系統(tǒng)失控。

OPC電磁閥只對DEH調(diào)理器來的信號產(chǎn)生響應(yīng)，例如機(jī)組負(fù)荷下跌，引起機(jī)組突然升速，或其它原因使機(jī)組超速達(dá)到103％no時(shí)，由DEH調(diào)理器對電磁閥發(fā)出指令，通過快速卸載閥，把高、中壓調(diào)理汽閥油動機(jī)內(nèi)的控制油泄去，從而關(guān)閉調(diào)理汽閥，防止繼續(xù)超速而引起AST電磁閥的動作。與此同時(shí)，止回閥的逆止作用，保證AST遮斷總管不會泄油，使各主汽閥仍保持在全開狀態(tài)。在各調(diào)理汽閥關(guān)閉后，待機(jī)組的轉(zhuǎn)速下降，DEH調(diào)理器重新發(fā)出指令關(guān)閉OPC電磁閥，OPC總管建立油壓，調(diào)理汽閥才能恢復(fù)控制任務(wù)。該方法可避免機(jī)組停機(jī)，減少重新啟動的損失，儉約時(shí)間，間接地提高了電廠運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性。

三、AST電磁的連接及其工作原理

自動停機(jī)脫扣系統(tǒng)（ETS），可以認(rèn)為是OPC的上一層保護(hù)，由于此時(shí)要涉及停機(jī)，所以要求更加可靠和確鑿地工作，為此，AST電磁閥采用串聯(lián)混合連接系統(tǒng)，其連接過程可見圖9－1。從圖中看出，該連接的特點(diǎn)是：

（1）串聯(lián)油路中的任何一路電磁閥〔（20－1）/AST，（20－2）/AST或（20－3）/AST，

（20－4）/AST〕動作，都可以進(jìn)行停機(jī)；而任何一個電磁閥誤動作，也不會引起錯誤停機(jī)。

（2）并聯(lián)油路中，任何一個奇數(shù)號電磁閥〔（20－1）/AST和（20－3）/AST〕和任

何一個偶數(shù)號電磁閥〔（20－2）/AST和（20－4）/AST〕動作，系統(tǒng)都可以順序或交織動作并停機(jī)。

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

這樣，由于采取了雙路雙閥門的順序或交織連接系統(tǒng)，不僅確保系統(tǒng)的動作可靠，而且當(dāng)任何一個閥門不動作或作在線試驗(yàn)時(shí)，系統(tǒng)依舊具有保護(hù)功能。換言之，該系統(tǒng)只有在一對奇數(shù)號或偶數(shù)號電磁閥都不起作用的雙重故障下，保護(hù)系統(tǒng)才會失效，這種機(jī)遇顯然微小。綜觀前面所述，從液壓系統(tǒng)看AST四個電磁閥為混合串聯(lián)并聯(lián)連接系統(tǒng)，而從繼電器控制規(guī)律系統(tǒng)看又是雙通道〔（20－1）/AST，〕（20－3）/AST和（20－2）/AST，（20－4）/AST〕系統(tǒng)，因此，可使保護(hù)系統(tǒng)中的任意一個電氣或液壓元件發(fā)生故障時(shí)，都保證系統(tǒng)能可靠地工作，而且誤動作的可能性也減至最小。

其次節(jié)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)電氣危急遮斷系統(tǒng)

一、電氣危急遮斷系統(tǒng)的任務(wù)和保護(hù)項(xiàng)目

汽輪機(jī)電氣危急遮斷系統(tǒng)的任務(wù)，是用來監(jiān)視對機(jī)組安全有重大影響的某些參數(shù)，以便在這些參數(shù)超過安全限定值時(shí)，通過該系統(tǒng)去關(guān)閉汽輪機(jī)的全部進(jìn)汽閥門，緊急停機(jī)。

300MW機(jī)組的危急遮斷項(xiàng)目和參數(shù)為（各機(jī)組的定值可能有所區(qū)別，所以這里的定值僅供參考）：

（1）超速保護(hù)：轉(zhuǎn)速達(dá)到110％no(3300r/min)時(shí)遮斷機(jī)組；

（2）軸向位移保護(hù)：極限位移離基準(zhǔn)位置的兩側(cè)達(dá)1mm左右時(shí)遮斷機(jī)組；

（3）軸承供油低油壓和回油高油溫保護(hù)：軸承供油油壓低到48.26kPa以下和回油油溫

高到82.2度時(shí)遮斷機(jī)組；

（4）EH（抗燃）油低油壓保護(hù)：EH油壓低到9.31MPa時(shí)遮斷機(jī)組。

（5）凝汽器低真空保護(hù)：汽輪機(jī)的排汽壓力高于20.33kPa(abs)時(shí)遮斷機(jī)組。

此外，DEH系統(tǒng)還提供一個可接受所有外部遮斷信號的遙控遮斷接口，這里包括振動大請求汽輪機(jī)跳閘、鍋爐跳閘請求汽輪機(jī)跳閘以及運(yùn)行人員手動跳閘（供運(yùn)行人員緊急時(shí)使用）等信號。

二、電氣危急遮斷規(guī)律

圖9－3為電氣危急遮斷規(guī)律的總系統(tǒng)圖。為了安全可靠起見，遮斷規(guī)律通過繼電器柜中的硬件實(shí)現(xiàn)。機(jī)組的所有電氣遮斷信號，均通過該系統(tǒng)去遮斷汽輪機(jī)。

為了提高保護(hù)的可靠性，系統(tǒng)采用了雙通道連接方法，即奇數(shù)通道電磁閥（20－1）/AST和（20－3）/AST，偶數(shù)通道電磁閥（20－2）/AST和（20－4）/AST（參見圖9－1），每一通道均由遮斷項(xiàng)目的相應(yīng)繼電器控制。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，脫扣繼電器A、B的觸點(diǎn)閉合，使系統(tǒng)處于通電狀態(tài)，各AST電磁閥因通電而關(guān)閉，危急遮斷油總管即可建立安全油壓。當(dāng)遮斷項(xiàng)目中的任一個處于不遮斷水平或外部接口請求遮斷時(shí)，對應(yīng)項(xiàng)目遮斷繼電器的觸點(diǎn)，由原來的閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)。此時(shí)，A、B繼電器的線圈失電，AST電磁閥緊急開啟排油通道，泄去危急遮斷總管安全油，從而緊急關(guān)閉所有的主汽閥的調(diào)理汽閥，實(shí)行緊急停機(jī)。

圖9－3300MW機(jī)組電氣危急遮斷規(guī)律總系統(tǒng)圖

三、軸承油壓過低遮斷系統(tǒng)（LBO）

軸承油壓過低，引起供油量不足，簡單造成軸頸與軸瓦間的干摩擦，燒壞瓦片，引起機(jī)組猛烈振動等，為此，汽輪機(jī)都設(shè)有軸承低油壓遮斷系統(tǒng)。軸承油管的壓力測量，可用一般帶觸點(diǎn)的壓力變送器進(jìn)行。

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

圖9-4為軸承油壓過低遮斷控制繼電器規(guī)律系統(tǒng)。該系統(tǒng)為雙通道系統(tǒng)，將軸承油管引支管到低油壓保護(hù)設(shè)備處，分兩路經(jīng)節(jié)流后分別與四個觸點(diǎn)式壓力計(jì)相聯(lián)，其中一路為（63－1/LBO和（63－3）/LBO，另一路為（63－2）/LBO和（63－4）/LBO，它們分別與中間繼電器01X/LBO和02X/LBO串聯(lián)，而兩通道則是并聯(lián)的（1X/LBO、3X/LBO和2X/LBO、4X/LBO），其中LBO－1和LBO－2為遮斷控制繼電器，S1和S2為選擇開關(guān)。

圖9-4軸承油壓過低遮斷控制繼電器規(guī)律

軸承油壓正常時(shí)，以第一通道為例，壓力開關(guān)（63－1）/LBO和（63－3）/LBO的接點(diǎn)是閉合的，與遮斷控制繼電器LBO－1串聯(lián)的中間繼電器接點(diǎn)1X/LBO和3X/LBO都是閉合的。當(dāng)軸承油壓低到規(guī)定值時(shí)，壓力開關(guān)斷開，串聯(lián)的中間繼電器、遮斷控制繼電器LBO－1的觸點(diǎn)均斷開，脫扣控制繼電器斷電，同時(shí)也引起20/AST電磁閥釋放，將自動停機(jī)遮斷總管的高壓油泄去，汽輪機(jī)也因快卸閥動作而緊急停機(jī)。

在雙通道系統(tǒng)中，要求每一個通道內(nèi)至少有一個中間繼電器動作，才能使脫扣繼電器動作，只有此時(shí)，才會緊急停機(jī)。這種做法可避免某一個觸點(diǎn)壓力開關(guān)或中間繼電器誤動作而錯誤停機(jī)，提高了遮斷系統(tǒng)工作的可靠性。

采用雙通道系統(tǒng)，還可以保證系統(tǒng)能進(jìn)行在線試驗(yàn)。

ETS試驗(yàn)通過ETS盤進(jìn)行。ETS盤如圖9－5所示。

圖9－5ETS盤

例如，通道1進(jìn)行低油壓試驗(yàn)時(shí)，將盤上TEST＃1開關(guān)打到LBO位置，即開啟選擇開關(guān)S1，這樣允許繼電器LBO－1在試驗(yàn)時(shí)釋放，而LBO－2不釋放。然后，利用電動閥或手動閥將排油管漸漸開啟泄油，待油壓下降到規(guī)定值后，觀測通道1的動作狀況。由于自軸承油管來的油是經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入低油壓保護(hù)設(shè)備的，因此，試驗(yàn)時(shí)油壓的降低，不會影響整個潤滑油壓，從而也不會影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

假使此時(shí)果真出現(xiàn)軸承油壓過低的狀況，此4個開關(guān)仍繼續(xù)感受油壓的變化。2個遮斷控制繼電器LBO－1和LBO2中，另一個可以繼續(xù)釋放而緊急停機(jī)，遮斷系統(tǒng)是安全的。

四、EH油壓過低遮斷系統(tǒng)（LP）

EH油（抗然油）是DEH系統(tǒng)中的控制和動力用“油〞，是用來控制所有主汽閥和調(diào)理汽閥的，當(dāng)油壓過低時(shí)也能導(dǎo)致機(jī)組失控，因此，必需進(jìn)行低油壓保護(hù)，以便緊急停機(jī)。

EH低油壓遮斷系統(tǒng)也是雙通道四壓力觸點(diǎn)開關(guān)系統(tǒng)，其遮斷控制規(guī)律與軸承低油壓遮斷控制規(guī)律系統(tǒng)一致。

五、機(jī)組低真空遮斷系統(tǒng)（LV）

一般來說，機(jī)組真空過低，主要是由循環(huán)水系統(tǒng)或抽氣系統(tǒng)發(fā)生故障引起的。當(dāng)真空過低時(shí)，引起排汽溫度升高，會使低壓缸變形，機(jī)組振動過大，嚴(yán)重時(shí)也會釀成事故，因此，一般的汽輪機(jī)都設(shè)有低真空保護(hù)系統(tǒng)。

300MW機(jī)組的低真空保護(hù)，采用兩級保護(hù)系統(tǒng)。

一級保護(hù)是類似軸承低油壓保護(hù)那樣的遮斷電器控制規(guī)律系統(tǒng)，所不同的是壓力觸點(diǎn)開關(guān)監(jiān)視的工質(zhì)是蒸汽。

二級保護(hù)是機(jī)械保護(hù)，它是基于電氣遮斷保護(hù)系統(tǒng)失靈，而排汽壓力又過高的狀況下采用的高一級保護(hù)系統(tǒng)。顯然，這是一種防止排汽壓力過高的雙重保護(hù)，其措施就是在排汽缸

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

處裝置排大氣閥。

圖9－6排大氣閥的結(jié)構(gòu)圖，它裝設(shè)在排汽缸蓋，并用螺釘4緊固在汽法蘭上，是由一個鉛質(zhì)薄膜環(huán)5構(gòu)成的，該薄膜環(huán)緊壓在環(huán)形墊片6和閥蓋7的外密封面間，其內(nèi)部也用螺釘3壓緊在壓環(huán)2和承壓板1的內(nèi)密封面中，承壓板由圖中虛線所示的組焊式格柵來支托，借以承受來自外部的大氣壓力。

圖9－6排大氣的結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)汽輪機(jī)排汽壓力超過設(shè)計(jì)的最大安全值時(shí)，排大氣閥的承壓板1即推向外側(cè)，引起鉛質(zhì)薄膜環(huán)5在壓環(huán)外緣和閥蓋內(nèi)圓間剪斷，則薄膜環(huán)斷裂，汽流自汽缸向上排出，而閥蓋7可防止鉛質(zhì)薄膜環(huán)、承壓板和壓環(huán)甩出，設(shè)在外徑上的擋板，起引導(dǎo)汽流向上排出的作用，以免傷人。

2對薄膜環(huán)的承壓要求，一般在排汽壓力達(dá)到34.47～48.28kPa（0.3515～0.4921kg/cm）

時(shí)即行破碎。

六、電氣超速遮斷系統(tǒng)（OS）

1．電氣超速遮斷系統(tǒng)的工作原理

電氣超速遮斷系統(tǒng)由一個安裝在盤車設(shè)備處的磁阻發(fā)信器和一個安裝在遮斷電氣柜中的轉(zhuǎn)速插件所組成。

圖9－7為電氣超速遮斷系統(tǒng)原理圖。圖左邊的磁阻發(fā)信器是用來將被測轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換成頻率信號的測量元件，它是由測速齒盤和測速頭兩部分組成。測速齒盤隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。測速頭內(nèi)裝有永久磁鐵、鐵芯和線圈組件，它裝在齒盤徑向位置旁邊的固定支架上，間隙1mm左右。當(dāng)齒盤隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，鐵芯與齒盤的間隙便不斷變化，每經(jīng)過一齒，氣隙磁阻變化一次，而磁路中的磁通量也隨之變化，套在鐵芯上的線圈就感應(yīng)出一個交變電勢的波形。此感應(yīng)電勢，就是測速頭的輸出信號。設(shè)齒盤的齒數(shù)為z，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速為n(r/min)，則輸出信號的頻率為

由于齒數(shù)z是固定的，f與n為單值關(guān)系，因而很便利地將頻率f代替轉(zhuǎn)速n信號。該信號經(jīng)過整形、濾波等處理后，便可得到一個模擬轉(zhuǎn)速的電壓信號。

圖9－7的右邊，一路是經(jīng)過由運(yùn)算放大器組成的緩沖放大器，它把信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速的指示值。另一路則與規(guī)定的超速脫扣電壓作比較。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于脫扣轉(zhuǎn)速時(shí)，說明被測轉(zhuǎn)速的模擬電壓低于脫扣電壓，經(jīng)比較后輸出的電壓為正值；當(dāng)被測轉(zhuǎn)速高于整定轉(zhuǎn)速時(shí)，經(jīng)比較后輸出的電壓為負(fù)值，使控制繼電器的晶體管V1導(dǎo)通，繼電器的線圈OST帶電，通過超速遮斷繼電器規(guī)律系統(tǒng)，最終緊急停機(jī)。

圖中的頻率發(fā)生器，是為啟動前輸出頻率，代替測速頭的信號，用以檢查轉(zhuǎn)速指示表的指示是否正確。固定電阻R1（粗調(diào)）和可變電阻R2（細(xì)調(diào)）用于調(diào)整給定電壓，以保證在給定轉(zhuǎn)速下，脫扣繼電器能確鑿動作并通過AST停機(jī)。

圖9－7電超速遮斷系統(tǒng)原理圖

圖9－8電氣超速遮斷控制繼電器規(guī)律

2．電氣超速遮斷控制繼電器規(guī)律

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

圖9－8為電氣超速遮斷控制繼電器規(guī)律系統(tǒng)。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，繼電器S1、S2的觸點(diǎn)是閉合的，觸點(diǎn)OST斷開，線圈OS1和OS2帶動ETS規(guī)律總系統(tǒng)的觸點(diǎn)閉合。當(dāng)機(jī)組達(dá)到脫扣轉(zhuǎn)速（110％N額定）時(shí)，OST的線圈通電，其觸點(diǎn)閉合，斷開了ETS上相應(yīng)的觸點(diǎn)OS1和OS2，切斷規(guī)律總系統(tǒng)的電源，使AST電磁閥動作并泄去安全油，從而關(guān)閉所有的主汽閥、調(diào)理汽閥和抽汽閥，進(jìn)行緊急停機(jī)，以確保機(jī)組的安全。

同樣，可以對電氣超速試驗(yàn)通道進(jìn)行試驗(yàn)。例如在對通道1進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，S2斷開，這樣當(dāng)OST閉合時(shí)，只會使OS1動作，而不會引起OS2動作。

當(dāng)進(jìn)行電氣超速試驗(yàn)時(shí)，由于未采用實(shí)際轉(zhuǎn)速，所以當(dāng)真正超速時(shí)，不能發(fā)現(xiàn)。所以萬一發(fā)生真正的汽機(jī)超速，那么危急遮斷功能將由機(jī)械超速遮斷裝置來完成。

七、軸向位移遮斷系統(tǒng)（TB）

在運(yùn)行中，汽輪機(jī)的軸向位移是受到嚴(yán)格限制的，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的推力過大，產(chǎn)生超過允許值的位移時(shí)，會引起推力軸承的磨損，嚴(yán)重的會使汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動部分和靜止部分產(chǎn)生摩擦，甚至?xí)斐扇~片斷裂等重大事故，因此，汽輪機(jī)都必需設(shè)置軸向位移遮斷系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)組的安全保護(hù)。相對而言，電氣遮斷規(guī)律總系統(tǒng)還是比較可靠的，這樣，軸向位移的遮斷問題，實(shí)質(zhì)上就是如何保證軸向位移測量確鑿性的問題，以便在軸向位移超標(biāo)時(shí)，向危急遮斷系統(tǒng)提供最可靠的遮斷信息。

1．軸向位移遮斷機(jī)構(gòu)

引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的總長度為17.269m，而允許的軸向位移量，兩側(cè)之和也不過2mm，是轉(zhuǎn)子總長的0.116％，由于允許的位移量很小，因此，軸向位移遮斷機(jī)構(gòu)起著十分重要的安全保障作用。

在正常狀況下，轉(zhuǎn)子的軸向推力是由推力軸承平衡的，機(jī)組的失常導(dǎo)致軸向位移的超標(biāo)，首先由這里有所覺察，因此，監(jiān)視轉(zhuǎn)子軸向位移的傳感器，應(yīng)當(dāng)裝在推力軸承的附近。

軸向位移測量裝置由測量盤和傳感器組成。測量盤裝在推力軸承附近，而在該盤的發(fā)電機(jī)側(cè)直徑的兩水平端面上，各裝有2個作為重保護(hù)的傳感器，用來測量轉(zhuǎn)子向機(jī)頭側(cè)和發(fā)電機(jī)側(cè)兩個方向的軸向位移，測量盤和傳感器之間間隙的變化，即表示軸向位移的變化。轉(zhuǎn)子正常的軸向位移，由推力軸承的間隙、推力軸承的靜擾度和推力瓦塊的磨損來確定，會有一些正常緩慢的變化，但變化很小。當(dāng)推力軸承損壞時(shí)，若轉(zhuǎn)子向發(fā)電機(jī)方向移動，傳感器與測量盤間的間隙變小；若向機(jī)頭方向移動，則該間隙變大，這種間隙變化將引起傳感器內(nèi)磁阻的變化，通過變送器使輸出的電氣信號改變。

變送器提供的信息有兩種監(jiān)控功能，第一種是報(bào)警功能，表示過度的軸承撓曲和瓦片磨損使軸向位移超過第一個規(guī)定值，通過繼電器向運(yùn)行人員發(fā)出報(bào)警信號以提醒注意。其次種是遮斷功能，表示位移已增加到其次個規(guī)定值，機(jī)組轉(zhuǎn)動部分與靜止部分即將接觸，監(jiān)控系統(tǒng)一方面通過聲光信息說明位移已達(dá)到遮斷狀態(tài)，另一方面使繼電器遮斷觸點(diǎn)動作，通過危急遮斷系統(tǒng)使汽輪機(jī)緊急停機(jī)。

2．軸向位移遮斷控制繼電器規(guī)律

圖9-9為軸向拉移遮斷控制繼電器規(guī)律系統(tǒng)。為了確保動作的可靠，系統(tǒng)設(shè)有兩個完全一致的獨(dú)立通道，每個通道都由同一個安裝板上的相鄰兩個變送器組成。

根據(jù)制造廠的規(guī)定，每個通道中的軸向位移整定值均一致，即以3.56mm處的零位整定點(diǎn)為基準(zhǔn)，每個通道的報(bào)警值分別為：調(diào)速器方向2.66mm，發(fā)電機(jī)方向4.39mm；而遮斷（TB）值則相應(yīng)為2.54mm和4.57mm。任何一個傳感器，只要測到的位移超過報(bào)警位移值，都可以通過報(bào)警繼電器發(fā)出聲光報(bào)警。當(dāng)位移達(dá)到其次個規(guī)定值時(shí)，只有在一個通道中的兩個傳感器同時(shí)測到，才能發(fā)出遮斷報(bào)警信號，并通過危急遮斷系統(tǒng)緊急停機(jī)，這種做法可以避免因

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

單個傳感器缺陷而引起錯誤停機(jī)。

由于該系統(tǒng)采用雙傳感器和雙通道，當(dāng)K1、K2都閉合時(shí)，遮斷汽輪機(jī)?？蛇M(jìn)行在線試驗(yàn)，即當(dāng)一個通道進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，另一個仍起保護(hù)作用。

圖9-9軸向位移遮斷控制繼電器規(guī)律

八、外部遙控遮斷系統(tǒng)（REM）

ETS系統(tǒng)提供了一個遙控接口，用于接受外部遮斷機(jī)組的命令，包括運(yùn)行人員在緊急狀況下的緊急停機(jī)按鈕命令。

圖9－10為遙控遮斷控制繼電器規(guī)律，它也是一個雙通道系統(tǒng)，每個通道各控制2個20/AST電磁閥，通過選擇開關(guān)S1、S2（取消S1和A2的跳接線），可對兩個20/AST進(jìn)行在線試驗(yàn)，而另外兩個20/AST仍可繼續(xù)執(zhí)行遙控任務(wù)，確保遮斷的可靠。

圖9－10遙控遮斷控制繼電器規(guī)律

遙控遮斷命令包括：人工命令（2個）、MFT、DEH失電、高排溫度高、高排壓力高、發(fā)電機(jī)保護(hù)動作、旁路故障、冷段再熱器壓力變送器故障、高壓缸壓比低（或高排壓力高）。

當(dāng)用戶遙控遮斷機(jī)組的命令用單通道系統(tǒng)時(shí)，可取消虛線的繼電器，但需保存S1和S2的跳接線，此時(shí)，遙控遮斷機(jī)組的觸點(diǎn)，將短接兩個繼電器RM1和RM2，并將圖9－10上的2個觸點(diǎn)REM1和REM2同時(shí)斷開，釋放4個20/AST電磁閥，實(shí)行緊急停機(jī)。此時(shí)，遙控通道將不能作在線試驗(yàn)。

第三節(jié)機(jī)械超速危急遮斷系統(tǒng)

一、機(jī)械超速危急遮斷系統(tǒng)的工作原理

在DEH系統(tǒng)中，對轉(zhuǎn)速的保護(hù)是多重的。機(jī)械超速遮斷系統(tǒng)是1個獨(dú)立的系統(tǒng)，與常規(guī)液壓調(diào)理系統(tǒng)中的超速保護(hù)基本一致，在機(jī)組超速時(shí)通過機(jī)械動作而實(shí)現(xiàn)停機(jī)。

圖9－11為機(jī)械超速危急遮斷系統(tǒng)的工作原理圖。它的傳感器為飛錘式傳感器，裝于轉(zhuǎn)子延伸軸的橫向孔中，其重心與轉(zhuǎn)子的幾何中心偏置，通過壓彈簧，將飛錘緊壓在橫向小孔中，利用彈簧約束力與飛錘離心力平衡的原理來設(shè)計(jì)動作轉(zhuǎn)速。設(shè)飛錘的質(zhì)量為G，飛錘的重心與轉(zhuǎn)子的幾何中心距離為a，飛錘出擊距離為x,離心力為c，轉(zhuǎn)子角速度ω，重力加速度為g，則飛錘的離心力與轉(zhuǎn)子角速度的關(guān)系為

從上式中看出，只要規(guī)定了動作轉(zhuǎn)速ω，則離心力便可以求出。然后，設(shè)計(jì)壓彈簧，其約束力p的方向與離心力的方向相反，當(dāng)cp時(shí)，飛錘不出擊；當(dāng)cp，飛錘出擊，通過碰鉤使機(jī)械危急遮斷機(jī)構(gòu)動作并實(shí)行停機(jī)。

機(jī)械超速保護(hù)系統(tǒng)的油系統(tǒng)，與電超速系統(tǒng)（ETS）互為獨(dú)立，采用的是與潤滑油主油泵相連接的油系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，脫扣油母管中的油，自主油泵出口管經(jīng)節(jié)流后分兩路進(jìn)入遮斷油滑閥，其中一路經(jīng)二級節(jié)流后，作用在危急遮斷油滑閥并使之緊壓在閥座上，把滑閥的泄油口關(guān)閉；另一路只經(jīng)一級節(jié)流，引入超速保護(hù)試驗(yàn)滑閥，再進(jìn)入危急遮斷滑閥。由于危急遮斷滑閥左側(cè)的面積小于右鍘的面積，所以油壓的作用力把滑閥推和左側(cè)，使蝶閥緊壓在閥座上，堵住了泄油孔，結(jié)果，脫扣油母管中的油壓等于主油泵出口的油壓，遮斷系統(tǒng)處于等待備用狀態(tài)。

飛錘出擊的轉(zhuǎn)速，一般為額定轉(zhuǎn)速的110％～112％，。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，飛錘因偏心所

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

產(chǎn)生的離心力，不足以戰(zhàn)勝彈簧反方向的約束力，飛錘不能出擊。當(dāng)機(jī)組超速時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速的升高，離心力和約束力隨之增加，當(dāng)離力大于約束力時(shí)，飛錘外移，偏心距加大，根據(jù)飛錘的設(shè)計(jì)特性，到達(dá)整定的轉(zhuǎn)速后，離心力增加，戰(zhàn)勝約束而使飛錘出擊。出擊的飛錘作用在脫扣碰鉤上，使碰鉤圍繞其短軸旋轉(zhuǎn)，帶動危急遮斷滑閥向右運(yùn)動，碟閥隨之離開閥座并泄油，導(dǎo)致機(jī)械脫扣油母管中的油壓降低，通過隔膜閥的作用，危急遮斷管中的油泄放，使汽輪機(jī)緊急停機(jī)，關(guān)于這一點(diǎn)，下面將進(jìn)一步介紹。

當(dāng)遮斷系統(tǒng)動作，汽輪機(jī)中止進(jìn)汽后，轉(zhuǎn)速將逐漸下降，離心力減小，彈簧的約束力使飛錘退回到出擊前的原位。

由于脫扣碰鉤轉(zhuǎn)動時(shí)可使曲臂脫鉤，曲臂受彈簧拉力的作用而向下轉(zhuǎn)動，所以，當(dāng)飛錘復(fù)位以后，若要重新建立脫扣油壓，運(yùn)行人員必需手動復(fù)位，使曲臂轉(zhuǎn)動并重新返回到掛鉤位置，此時(shí)，危急遮斷滑閥才能在油壓的作用下向左移動，使蝶閥重新壓在閥座上并建立脫扣油壓，繼續(xù)行使超速遮斷保護(hù)功能。

圖9－11機(jī)械超速遮斷系統(tǒng)的工作原理圖

二、機(jī)械超速遮斷機(jī)構(gòu)

圖9－12為機(jī)械超速遮斷機(jī)構(gòu)圖。自動超速遮斷部分的主要組成部件是：轉(zhuǎn)軸21、碰鉤24、遮斷與復(fù)位連桿30、手動遮斷與復(fù)位杠桿33、手動試驗(yàn)杠桿34、蝶閥座42、飛錘彈簧48、飛錘49、彈簧定位螺圈50、定位銷51、蝶閥54、危急遮斷滑閥58、滑閥套筒59和節(jié)流孔塞等。其動作大原理上面已經(jīng)介紹，整定時(shí)對主要工作間隙的要求是：正常位置時(shí)碰鉤與飛錘的間隙為1.6～2.4mm；遮斷位置時(shí)碰鉤與飛錘的間隙不小9.5mm；遮斷碰鉤與復(fù)位連桿18間應(yīng)有

1.6mm的搭接。

除了自動超速遮斷機(jī)構(gòu)外，300MW機(jī)組還配置有手動遮斷與復(fù)位機(jī)構(gòu)和手動試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，它們均裝在機(jī)組的前軸承箱前面，屬于就地操作機(jī)構(gòu)。

手動遮斷機(jī)構(gòu)是供危急狀況下，就地操作使用的。當(dāng)手動遮斷時(shí)，用手將手動遮斷與復(fù)位杠桿33從“正常〞位置推到“遮斷〞位置，此動作可使復(fù)位連桿18推動碰鉤24旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致危急遮斷滑閥向右移動，蝶閥離開閥座位置并泄油，與飛錘的出擊狀況一致，將所有的主汽閥和調(diào)理汽閥進(jìn)行關(guān)閉。當(dāng)超速遮斷機(jī)構(gòu)已經(jīng)遮斷機(jī)組，需要重新復(fù)位時(shí)，必需用手推動手動遮斷與復(fù)位杠桿33至“復(fù)位〞的位置，才能使其復(fù)位，但是，必需等待轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低，并在飛錘恢復(fù)到正常的位置以后，才能進(jìn)行操作。

圖9－12機(jī)械超速遮斷機(jī)構(gòu)

手動遮斷與復(fù)位機(jī)構(gòu)也可用來在機(jī)組不超速的條件一試驗(yàn)超速機(jī)械的工作是否正常，但試驗(yàn)時(shí)必需先用手向外拉著試驗(yàn)手柄，使與之相連的試驗(yàn)滑閥拉向左側(cè)的“試驗(yàn)〞位置，切斷脫扣油管至危急遮斷滑閥的主通道。在手動脫扣試驗(yàn)危急遮斷滑閥上的蝶閥泄油時(shí)，僅使經(jīng)過一次節(jié)流的油泄去，由于泄油量較小，雖使脫扣油壓有所下降，但不會引起控制停機(jī)的隔膜閥動作，所以能避免汽輪機(jī)停機(jī)。設(shè)置二次節(jié)流油路到危急遮斷滑閥去的作用，是使滑閥上有一油壓的作用力，以保證滑閥的復(fù)位，因此，在試驗(yàn)超速遮斷機(jī)構(gòu)動作是否正常時(shí)，一定要用手拉住手倆，以保證不會因試驗(yàn)而引起停機(jī)。

危急遮斷滑閥也可通過自動復(fù)位裝置，在遙控室內(nèi)遙控操作復(fù)位。從圖9－9看出，該裝置是由四通電磁閥、遙控復(fù)位汽缸、活塞連桿和復(fù)位－遮斷杠桿等組成。在危急遮斷滑閥復(fù)位前，四通電磁閥斷電，關(guān)斷進(jìn)入汽缸的壓縮空氣通道，遮斷機(jī)構(gòu)處于脫鉤狀態(tài)，為了使之復(fù)位，電磁閥經(jīng)通電后開啟，使汽缸的一端壓縮空氣，另一端排大氣，壓縮空氣推動力連

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

桿使之向下移動，經(jīng)旋轉(zhuǎn)杠桿使支點(diǎn)另一側(cè)的碰鉤掛鉤，并關(guān)閉超速遮斷滑閥，當(dāng)快速限位開關(guān)動作時(shí)，說明汽缸已達(dá)到其行程的終點(diǎn)，超速遮斷滑閥已處于復(fù)位狀態(tài)。隨后，即可切斷電磁閥的電源，壓縮空氣進(jìn)入汽缸的另一端，使活塞重新返回原位，“復(fù)位－遮斷〞手柄也回到正常位置，此后，只要危急遮斷滑閥仍舊關(guān)閉，該手柄就一直保持在此位置不變，等待下一次的遙控復(fù)位指令。

三、機(jī)械超速遮斷系統(tǒng)與ETS系統(tǒng)的聯(lián)動原理

機(jī)械超速遮斷系統(tǒng)，也可認(rèn)為是更上一級的保護(hù)，即當(dāng)OPC超速保護(hù)系統(tǒng)、電氣超速遮斷系統(tǒng)(ETS)均不起作用時(shí)，由機(jī)械超速遮斷系統(tǒng)行使保護(hù)機(jī)組的任務(wù)。因此，它的動作轉(zhuǎn)速應(yīng)整定得比電超速遮斷的轉(zhuǎn)速略高，一般為(111％一112％)n0。

機(jī)械超速遮斷系統(tǒng)使用的潤滑油與EH系統(tǒng)的抗燃油互不相干，它與危急遮斷安全油系統(tǒng)的唯一聯(lián)系是隔膜閥。因此，它沒有獨(dú)立的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而是在該系統(tǒng)動作、使隔膜閥的上部油壓消失時(shí)，依靠壓力彈簧的張力，開啟隔膜閥，卸去危急遮斷總管上的安全油，使快速卸載閥動作而實(shí)現(xiàn)停機(jī)。

第四節(jié)ETS的新發(fā)展

前述ETS介紹的引進(jìn)型300MW機(jī)組DEH，包括ETS，實(shí)際上是西屋公司早期推出的系統(tǒng)。近年來我國也直接從西屋公司引進(jìn)了一批機(jī)組，在這些機(jī)組上采用的ETS系統(tǒng)，從總的思想上來看，與前述引進(jìn)型300MW機(jī)組上采用的ETS無太大區(qū)別，但有一些變化。新系統(tǒng)有兩個重要特點(diǎn)：一是跳閘規(guī)律不是采用硬繼電器電路實(shí)現(xiàn)，而是由WDPF的DPU用軟件組態(tài)而成；相應(yīng)的其ETS盤及CRT界面也有變化。另一個特點(diǎn)是，在電氣超速規(guī)律中增加了114％跳閘功能。這里作一介紹，可供參考。

一、ETS規(guī)律

西屋ETS監(jiān)視的參數(shù)：

1）汽輪機(jī)超速；

2）高壓缸排汽溫度高；

3）推力軸承被磨損；

4）軸承潤滑油壓低；

5）冷凝器真空低；

6）抗燃油（EH）壓力低；

7）軸承振動值過高；

8）排汽缸蒸汽溫度過高。

另外，也有一個遙控接口，可接受外部其它跳閘指令，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。

ETS規(guī)律如圖9－13。該系統(tǒng)同樣使用了雙通道的方式，使得在線試驗(yàn)成為可能，而且在試驗(yàn)過程中依舊具備保護(hù)作用。但軸承振動高跳閘和排汽溫度高跳閘這二者只有單通道概念，不能進(jìn)行在線試驗(yàn)，這兩個跳閘條件在西屋原始設(shè)計(jì)中是沒有的，系按中方要求加上去的。軸承振動是監(jiān)測7個徑向軸承在X軸和Y軸上的雙向振幅，只要有一個軸承的雙向振幅均超過跳閘極限即引發(fā)跳閘。排汽溫度高跳閘是在位于兩側(cè)低壓缸排汽處的溫度開關(guān)同時(shí)動作時(shí)觸發(fā)。

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

圖9－13緊急跳閘系統(tǒng)規(guī)律圖

當(dāng)跳閘條件消失之后，跳閘電磁閥不能自動復(fù)位，必需通過以下三種方式才能使之復(fù)位（通電）：

（1）按下ETS操作盤上的RESETTESTTRIP按鈕；

（2）在DEH手操盤上按LATCH按鈕；

（3）或者通過CRT上的ETS圖形選擇試驗(yàn)跳閘復(fù)位功能。

對于機(jī)組真正的跳閘只能由（2）來復(fù)位，而（1）和（3）都是對試驗(yàn)操作進(jìn)行復(fù)位，不能復(fù)位完全的跳閘。

1．EH油壓低保護(hù)

對EH油壓低保護(hù)，冷凝器低真空保護(hù)和軸承油壓低保護(hù)，都分別兩次使用了二取一規(guī)律，確保動作的可靠。下面僅以EH油壓低保護(hù)為例，介紹其保護(hù)動作規(guī)律。

EH油壓低保護(hù)裝置，共有四只壓力開關(guān)63－1/LP~63-4/LP，經(jīng)節(jié)流孔與自動停機(jī)跳閘母管相聯(lián)，采用雙通道對稱結(jié)構(gòu)。除四個壓力開關(guān)以外還有兩只電磁閥，兩個壓力表和四只針形閥，用于試驗(yàn)。

在正常狀況下，EH油壓高于跳閘極限值，四只壓力開關(guān)（63－1/LP~63－4/LP）的觸點(diǎn)都閉合，沒有EH油壓低信號。若沒有其它跳閘信號，則TRIP1A，TRIP1B，TRIP2A和TRIP2B四只繼電器帶電，其常開觸點(diǎn)1A，1B，2A和2B的閉合接通了20－1/AST，20－3/AST，20－2/AST和20－4/AST電磁閥的電源，阻塞了圖9－1中的泄油通道，保持AST母管油壓正常。

當(dāng)63－1/LP和63－3/LP任何一個反映低EH油壓時(shí)，生成EH油壓低信號LP1。當(dāng)63－2/LP和63－4/LP任何一個反映低EH油壓時(shí)，生成EH油壓低信號LP2。

也就是說每個通道中的兩個壓力開關(guān)采用二取一規(guī)律。當(dāng)實(shí)際EH油壓值低于整定值時(shí)，在每個通道中只要有一只壓力開關(guān)動作，就能生成LP信號，當(dāng)LP1或LP2生成后，在圖9－13的每個通道中又會引起兩個跳閘繼電器失電，而只要每個通道中有一個跳閘繼電器動作，就能引起該通道泄油閥接通。這里再一次使用了二取一規(guī)律。綜合而言，當(dāng)每個通道中至少有一個壓力開關(guān)發(fā)出EH油壓低信號時(shí)，才能夠確保泄掉AST母管中的油壓，實(shí)現(xiàn)自動停機(jī)。

這種設(shè)計(jì)除了能夠?qū)崿F(xiàn)自動停機(jī)外，還能滿足在線試驗(yàn)的要求。下面再來看看在線試驗(yàn)的過程，以通道1為例，可以通過遙控按鈕開啟常閉試驗(yàn)電磁閥20－1/LPT，也可以就地手動緩慢開啟逆止閥639，使相應(yīng)的油路中的油壓緩慢下降（由于節(jié)流閥的存在，試驗(yàn)不會影響到AST母管油壓），當(dāng)該油路中的壓力低至壓力開關(guān)63－1/LP和63－3/LP的整定值以下時(shí)，其觸點(diǎn)斷開，生成LP1。在圖9－1的停機(jī)通道中斷開了跳閘繼電器TRIP1A和TRIP1B的電源，從而使圖9－1中的跳閘電磁閥20－1/AST和20－3/AST失電，開通（常開電磁閥）。在通道1進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，另一油路的試驗(yàn)電磁閥20－2/LPT被閉鎖，不可同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，但此時(shí)假使真的出現(xiàn)EH油壓低的問題，則另一油路上的壓力開關(guān)63－2/LP和63-4/LP也會因感受到低油壓信號而動作，從而使TRIP2A和TRIP2B繼電器失電，造成通道2跳閘電磁閥失電泄油，使機(jī)組完成停機(jī)保護(hù)，也就是說，即使在進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，也同樣能起到保護(hù)作用。

關(guān)于試驗(yàn)結(jié)果的確認(rèn)是由63－1/ASP和63－2/ASP（圖9－1）兩只壓力開關(guān)來完成的。正常狀況下AST母管壓力大于2000Psig，而回油壓力近似為0Psig，調(diào)整上下游節(jié)流孔的大小可使中間點(diǎn)的壓力（即壓力開關(guān)處）約為1000Psig，當(dāng)進(jìn)行通道1試驗(yàn)時(shí)，中間點(diǎn)將與AST母管相通，壓力將升至2000Psig，以此說明通道1試驗(yàn)成功；當(dāng)試驗(yàn)通道2時(shí)，中間點(diǎn)與回油相通，壓力將降至0Psig。因此，63－1/ASP和63－3/ASP的動作狀況可檢驗(yàn)試驗(yàn)是否成功。

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

以上以EH油壓為例分析了油壓低保護(hù)動作和在線試驗(yàn)的過程，冷凝器真空保護(hù)和軸承潤滑油壓保護(hù)與EH油壓保護(hù)具有完全一致的跳閘規(guī)律，而且使用的是一致結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)塊，故不再表達(dá)。

2．電超速保護(hù)

電超速保護(hù)是在機(jī)組實(shí)際發(fā)生超速時(shí)由電氣信號觸發(fā)機(jī)組跳閘的一種手段，不要與超速保護(hù)控制（OPC）及快關(guān)控制（CIV）混淆。它采用三個獨(dú)立的速度傳感器測量汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速（見圖9－3），測得的轉(zhuǎn)速信號首先進(jìn)行中值選擇，然后將該值與超速跳閘設(shè)定值比較，尋常狀況下，設(shè)定值為額定轉(zhuǎn)速的110％，即當(dāng)轉(zhuǎn)速中值超過3300RPM時(shí)，兩個通道同時(shí)失電使機(jī)組跳閘。在進(jìn)行機(jī)械超速跳閘試驗(yàn)時(shí)，電超速保護(hù)的定值會提高到額定轉(zhuǎn)速的114％，這樣，既不會阻礙機(jī)械超速脫扣試驗(yàn)（約110～112％），又對機(jī)組的實(shí)際超速加了一道保護(hù)屏障。

圖9－14ETS電氣超速跳閘信號形成

電超速保護(hù)也可以進(jìn)行在線試驗(yàn)，每次只能選擇一個通道，將一個超過電超速跳閘定值的模擬信號（3301）取代實(shí)際轉(zhuǎn)速中值信號，從而觸發(fā)被試驗(yàn)通道的跳閘。需特別注意的是，在單通道電氣超速跳閘模擬試驗(yàn)過程中，由于實(shí)際轉(zhuǎn)速被3301代替，圖9－14中的超速狀態(tài)就產(chǎn)生了，既然是進(jìn)行單通道試驗(yàn)，就只能使一個通道跳閘，所以規(guī)律將使另一個跳閘通道閉鎖。這時(shí)假使真的出現(xiàn)汽輪機(jī)超速的狀況，甚至轉(zhuǎn)速高達(dá)114％額定轉(zhuǎn)速以上，另一通道也不會跳閘，機(jī)組的超速保護(hù)功能只能由其它的方式來實(shí)現(xiàn)（例如機(jī)械超速跳閘的動作），這與以前講到的低油壓，低真空等試驗(yàn)是不同的。

一般狀況下，電氣超速跳閘保護(hù)應(yīng)當(dāng)時(shí)刻投入，也就是在ETS操作盤上的鑰匙開關(guān)應(yīng)置于“NORMAL〞位置。如前所敘，當(dāng)要進(jìn)行機(jī)械超速跳閘試驗(yàn)時(shí)，可將該開關(guān)扳至“INHIBIT〞方式，則跳閘定值自動地由原來的110％升至114％額定轉(zhuǎn)速。

我們知道，汽輪機(jī)上共裝有六只轉(zhuǎn)速傳感器，當(dāng)ETS的轉(zhuǎn)速信號出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，由OPC模件三取二規(guī)律選中的轉(zhuǎn)速信號（參見第六章）會切至ETS規(guī)律，以保證超速保護(hù)的可靠性，當(dāng)ETS轉(zhuǎn)速信號質(zhì)量恢復(fù)后，至少連續(xù)30秒鐘內(nèi)質(zhì)量可靠，才重新切回到ETS選擇的轉(zhuǎn)速中值信號。假使所有轉(zhuǎn)速信號全部存在質(zhì)量問題且持續(xù)時(shí)間超過5秒鐘，則機(jī)組請求跳閘（圖9－13中的OS1或OS2信號包括了兩層含義：1，超速狀態(tài)；2，轉(zhuǎn)速信號質(zhì)量壞5秒鐘后。）。

3．推力軸承磨損保護(hù)

在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子推力盤的附件裝有一個小的圓環(huán)，由位移傳感器監(jiān)視著圓環(huán)的位置變化，它所反映的正是推力盤的軸向位移。

在機(jī)組運(yùn)行中，一些異常狀況的出現(xiàn)可能引起推力過大或油膜破壞，造成推力瓦塊烏金磨損甚至燒熔，例如，負(fù)荷大幅度突變，高中壓缸水沖擊，葉片結(jié)垢造成通流面積減少，真空下跌使容積流量減少等，都會引起推力軸承過負(fù)荷，潤滑油系統(tǒng)故障也系統(tǒng)會引起油膜破壞。推力瓦塊的磨損或燒熔，會使轉(zhuǎn)子竄動，造成汽輪機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)動部件與靜止部件之間的軸向間隙消失，使動靜部件之間發(fā)生磨擦和碰撞，從而造成設(shè)備損壞的嚴(yán)重事故，例如葉片斷裂，大軸彎曲等。

西屋軸向位移保護(hù)系統(tǒng)中共有四只位移傳感器，用于測量汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子朝調(diào)速器方向和發(fā)電機(jī)方向兩側(cè)的軸向位移，四只傳感器布置成兩個通道，PU/RP1A和PU/RP1B與1通道TSI轉(zhuǎn)子位移監(jiān)視器相連，PU/RP2A和PU/RP2B與2通道TSI轉(zhuǎn)子位移監(jiān)視器相連，每個通道上的兩只傳感器同時(shí)檢測到軸向位移超過跳閘極限時(shí)，該監(jiān)視通道上的觸點(diǎn)（TBW1

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

或TBW2）閉合，只要有一個觸點(diǎn)閉合，即可使汽輪機(jī)ETS母管上的兩個通道同時(shí)失壓，實(shí)現(xiàn)機(jī)組跳閘。

二、緊急跳閘系統(tǒng)操作盤及CRT畫面

（一）操作盤

緊急跳閘系統(tǒng)與操作員之間的聯(lián)系除了ETS圖形畫面外還配備了一只硬接線盤，硬盤主要用于系統(tǒng)監(jiān)視和執(zhí)行一些手動功能，其外型如圖9－15所示，功能有以下三類：

圖9－15緊急跳閘系統(tǒng)盤面布置圖

A：指示燈

盤面上共有13只指示燈，圖中以雙線框表示，它們分別是：

1．電源監(jiān)視――兩路13V直流供電系統(tǒng)中只要有一路故障該燈點(diǎn)亮。

2．轉(zhuǎn)速通道監(jiān)視――轉(zhuǎn)速通道的三取二規(guī)律出現(xiàn)故障或者其輸入/輸出卡件故障時(shí)該燈點(diǎn)亮。

3．試驗(yàn)監(jiān)視――以上談到對ETS的好多規(guī)律可以進(jìn)行在線試驗(yàn)，當(dāng)某種試驗(yàn)正在進(jìn)行時(shí)，該燈點(diǎn)亮。

4．EH油壓報(bào)警――在EH油系統(tǒng)中的四只壓力開關(guān)中有一只以上檢查到油壓低于壓力定值時(shí)該燈點(diǎn)亮。

5．潤滑油壓力報(bào)警――功能與EH油壓報(bào)警一致。

6．低真空報(bào)警――功能與EH油壓報(bào)警一致。

7．推力軸承報(bào)警――當(dāng)兩只推力軸承磨損傳感器中至少一只說明位移過大時(shí)，該燈點(diǎn)亮。

8．遙控跳閘報(bào)警――遙控跳閘輸入請求機(jī)組跳閘時(shí)該燈點(diǎn)亮。

9．超速跳閘報(bào)警――出現(xiàn)超速現(xiàn)象時(shí)點(diǎn)亮。

10．第一通道跳閘――在第一通道存在跳閘條件，引起20－1/AST或20－3/AST電磁閥失電時(shí)點(diǎn)亮，由63－1/ASP和63－2/ASP兩只壓力開關(guān)來印證（參見圖9－2）。

11．其次通道跳閘――與通道1跳閘情形相像。

12．高壓排汽溫度監(jiān)視――當(dāng)高壓缸排汽溫度傳感器信號故障或某I/O卡故障時(shí)該燈點(diǎn)亮。

13．高壓排汽溫度報(bào)警――燈亮說明高壓缸排汽溫度過高。

B：按鈕

1．燈試按鈕――按下后點(diǎn)亮所有指示燈，檢驗(yàn)燈光是否完好。

2．試驗(yàn)跳閘復(fù)位按鈕――這個按鈕只能用于復(fù)位跳閘試驗(yàn)后的跳閘通道，前已敘及，當(dāng)對某個通道的跳閘條件進(jìn)行時(shí)，即使跳閘條件已經(jīng)消除，該通道也不能自行復(fù)位，必需等到按下RESETTESTTRIPS按鈕之后才會復(fù)位。當(dāng)然也可以在ETS畫面上復(fù)位，這是由跳閘閉鎖功能決定的。

3．汽輪機(jī)跳閘按鈕――這是一只帶有保護(hù)罩的紅色按鈕，在異常狀況下開啟保護(hù)罩按下此按鈕就可使汽輪機(jī)緊急停機(jī)，保護(hù)罩是為了防止誤動作，汽機(jī)跳閘后該按鈕的背景燈光也點(diǎn)亮。

C：超速跳閘鑰匙開關(guān)

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

這個開關(guān)位于危急遮斷盤的左下方，它有兩個固定位置，左側(cè)為投入（INSERVICE）位置，正常狀況下應(yīng)置于此位置，并把鑰匙卸下來存放到安全的地方。右側(cè)位置為閉鎖狀態(tài)，當(dāng)置于此位置時(shí)，電超速保護(hù)動作的定值被抬高到較高水平（約114％額定轉(zhuǎn)速），只有在機(jī)組每次進(jìn)行真實(shí)的超速操作以校驗(yàn)其機(jī)械超速跳閘系統(tǒng)的動作狀況時(shí)，才將該鑰匙開關(guān)置于閉鎖（INHIBIT）位置，試驗(yàn)終止后應(yīng)馬上返回投入位置。

（二）ETS畫面

ETS與操作員的另一接口就是通過WDPF的CRT圖形畫面，關(guān)于WDPF薄膜盤的基本操作已在第四章中作過介紹，這里僅就與ETS相關(guān)的畫面及由此產(chǎn)生的操作進(jìn)行簡單說明。進(jìn)入ETS畫面尋常有三種途徑，一是使用薄膜鍵盤上的功能鍵直接調(diào)出畫面；二是在WestationCRT上選擇CUSTOMGRAPIC調(diào)出用戶畫面菜單項(xiàng)選擇項(xiàng)；三是在屏幕上部的POKEFIELDS區(qū)通過翻頁進(jìn)入所需畫面。

ETS畫面如圖9－16所示，顯示所有緊急跳閘系統(tǒng)的輸入狀態(tài)和四只跳閘電磁閥20－1～4/AST的狀態(tài)（振動跳閘和排汽缸溫度高跳閘是后加上去的，也應(yīng)當(dāng)顯示在畫面上）。該畫面上還有一幅簡化的緊急跳閘控制塊框圖，上面包括四只跳閘電磁閥，兩只OPC保護(hù)電磁閥和兩只ASP壓力開關(guān)等，通過這幅畫面，操作員能對全部跳閘條件及電磁閥狀態(tài)一目了然。

圖9－16ETSCRT畫面

除此之外，緊急跳閘系統(tǒng)畫面上還有一個報(bào)警信息行，用于顯示跳閘系統(tǒng)中出現(xiàn)的十分狀況，它們的內(nèi)容及所代表的含義是：

UNITTRIPPED――說明汽輪機(jī)處于跳閘。

TRIPCHANNEL1――通道1觸點(diǎn)輸出產(chǎn)生跳閘信號并由壓力開關(guān)證明。

TRIPCHANNEL2――通道2跳閘，同上。

OVERSPEEDTRIPINHIBITED――說明電氣超速跳閘被阻止。

TESTINPROGRESS――說明某個通道正在進(jìn)行跳閘試驗(yàn)。

POWERSUPPLYFAILED――說明某只13V電源故障。

SPEEDINPUTFAILED――說明轉(zhuǎn)速三取二規(guī)律故障。

（三）試驗(yàn)

以上談到的緊急跳閘系統(tǒng)畫面也可用于每個通道的跳閘條件的在線試驗(yàn)，試驗(yàn)一般按通道進(jìn)行，依次閉鎖兩個通道上的跳閘電磁閥，在不停機(jī)的狀況下檢驗(yàn)其跳閘功能。

西屋建議在每次啟動前都要試驗(yàn)所有跳閘功能，以后每個月進(jìn)行一次檢驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中遵循以下原則：

1．在同一時(shí)間只能對一個通道進(jìn)行試驗(yàn)，而且要進(jìn)行試驗(yàn)的通道只有“TESTOFF〞欄背光敞亮而其它項(xiàng)目均無背光時(shí)，才說明允許試驗(yàn)，否則不能進(jìn)行試驗(yàn)（見圖9－16）。

2．被選擇的試驗(yàn)項(xiàng)目在試驗(yàn)開始后背景顯示變?yōu)榧t色，試驗(yàn)終止后應(yīng)進(jìn)行復(fù)位，否則選擇其它試驗(yàn)項(xiàng)目無效。

3．假使存在著某個跳閘條件，則不允許進(jìn)行試驗(yàn)。

4．當(dāng)所有試驗(yàn)完成之后，重新選擇“TESTOFF〞位置，避免誤操作而啟動了某項(xiàng)試驗(yàn)。

下面我們以第一通道的某一個試驗(yàn)項(xiàng)目――EHPRESSURE為例來說明試驗(yàn)過程和步驟，其它功能的試驗(yàn)，以及通道2的試驗(yàn)均與此相像。

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

1．在通道1上選擇EHPRESSURE項(xiàng)目（參見圖9－16），選擇的方法是將鼠標(biāo)移至該位置確認(rèn)，此時(shí)其背景顯示變?yōu)辄S色。

2．試驗(yàn)通道1的結(jié)果是使20－1和3/AST電磁閥失電動作，但你若不想使兩只閥同時(shí)遮斷，則可使用TESTLOCKOUT按鈕（這里的所謂“按鈕〞是指CRT畫面的一個顯示框，不是硬的按鍵，以下同），將某只電磁閥閉鎖，試驗(yàn)時(shí)不動作。

3．選擇位于中上部的STARTTEST按鈕，則試驗(yàn)開始，表征試驗(yàn)正在進(jìn)行的標(biāo)志是EHPRESSURE的背景顯示由黃變紅。

4．試驗(yàn)使得通道1中油壓傳感器產(chǎn)生一個虛擬的跳閘信號（只有超速跳閘試驗(yàn)和高壓缸排汽溫度高試驗(yàn)例外），在“跳閘系統(tǒng)狀態(tài)〞畫面上可以看到傳感器送來的觸點(diǎn)輸入信號。

5．當(dāng)現(xiàn)場傳感器送來模擬的跳閘條件時(shí)，ETS將使通道1中的20－1和3/AST遮斷。假使在上述其次條中指定了某個電磁閥閉鎖，則此時(shí)顯示為“LOCKOUT〞，不會“TRIP〞，這在跳閘系統(tǒng)狀態(tài)畫面上可見。

6．20－1和3/AST電磁閥在試驗(yàn)中是否動作，可由閥后的壓力開關(guān)63－1/ASP來確認(rèn)，假使通道1電磁閥開通則壓力開關(guān)處的油壓會升高。

7．在試驗(yàn)過程中可隨時(shí)用“RESETTESTTRIP〞按鈕來清除跳閘條件，以及在試驗(yàn)之后用來復(fù)位，假使電磁閥沒有馬上復(fù)位，需再次選擇RESETTESTTRIP，直至20/AST電磁閥復(fù)位。

注意遙控跳閘條件不允許進(jìn)行試驗(yàn)。在全部試驗(yàn)完成之后，重新回到TESTOFF狀態(tài)。

DEH系統(tǒng)中順序閥試驗(yàn)方案

一、概述

#7機(jī)組自168小時(shí)后一直在單閥方式下運(yùn)行，按哈汽的啟動說明書，應(yīng)在半年后具備投順序閥方式。當(dāng)機(jī)組在單閥方式下運(yùn)行時(shí)，蒸汽通過高壓調(diào)理閥和噴嘴室，在360℃全周進(jìn)入調(diào)理級動葉，調(diào)理級葉片受熱均勻，有效地改善了調(diào)理級葉片的應(yīng)力分派，使機(jī)組可以較快改變負(fù)荷；但由于所有調(diào)理閥均部分開啟，節(jié)流損失較大。

機(jī)組在順序閥方式下運(yùn)行，調(diào)理閥依照預(yù)先設(shè)定的次序2、3—4—1逐個開啟和關(guān)閉，在一個調(diào)理閥完全開啟之前，另外的調(diào)理閥保持關(guān)閉狀態(tài)，蒸汽以部分進(jìn)汽的形式通過調(diào)理閥和噴嘴室，節(jié)流損失大大減小，機(jī)組運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性得以明顯改善，但同時(shí)對葉片存在產(chǎn)生沖擊，簡單形成部分應(yīng)力區(qū)，機(jī)組負(fù)荷改變速度受到限制。

關(guān)于順序閥開啟順序的說明：在超臨界機(jī)組一般采用3、4—1—2的順序是由于主汽壓力高，有把轉(zhuǎn)子往下壓的作用，機(jī)組振動較??；在亞臨界機(jī)組一般采用1、2—3—4的順序是由于主汽壓力較低，有利于減小機(jī)組上下溫差；在我公司機(jī)組中綜合了上述優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)哈汽廠熱機(jī)試驗(yàn)后，擬采用2、3—4—1的順序，可以使機(jī)組振動和溫差達(dá)到比較理想的水平。假使根據(jù)實(shí)際狀況確實(shí)需要改變開啟順序，必需經(jīng)過哈汽廠熱機(jī)的再次試驗(yàn)后，才可以實(shí)施。據(jù)了解XX盤山電廠就采用了此方式。

二、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、做出單閥方式下四個高調(diào)門的開度與蒸汽流量的特性曲線。

汽輪機(jī)的危急遮斷系統(tǒng)

2、做出順閥方式下四個高調(diào)門的開度與蒸汽流量的特性曲線。

3、通過試驗(yàn)，找出單/順序閥切換的最正確鑿換點(diǎn)，保證機(jī)組安全。

三、試驗(yàn)時(shí)間

計(jì)劃于2023.03.31機(jī)組并網(wǎng)帶上一定負(fù)荷時(shí)做此試驗(yàn)。

四、單/順序閥切換原理

在運(yùn)行中要實(shí)現(xiàn)閥門轉(zhuǎn)換，須保證汽機(jī)負(fù)荷及主汽壓力不發(fā)生大的變化，這就必需保證在轉(zhuǎn)換過程中流量不發(fā)生大的變化，而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必需使DEH有一個合理的算法，并采取相應(yīng)的措施。

DEH的算法如下：

Z=af(X1)+bf（X2）

式中：Z調(diào)理閥的閥位給定，％；

a單閥系數(shù)，0～1之間的小數(shù)；

f(X1)—單閥配汽曲線，%；

b—順序閥系數(shù)，0～1之間的小數(shù)；

f（X2）順序閥配汽曲線，％．

a，b之間滿足的關(guān)系為a＋b＝1，由式中可以看出，當(dāng)a＝1，b＝0時(shí)，調(diào)理閥的閥位給定Z取決于f(X1)，此時(shí)，汽輪機(jī)為單閥方式運(yùn)行；當(dāng)a＝0，b＝1時(shí)，調(diào)理閥的閥位給定Z取