汽輪機(jī)危急跳閘裝置(ETS)原理

1 1 1 8 危急遮斷控制簡(jiǎn)介汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)ETS(EmergencyTripSystem)是在汽輪發(fā)電機(jī)危急情況下的保護(hù)系統(tǒng)，它接收來(lái)自汽輪發(fā)電機(jī)組安全監(jiān)視儀表系統(tǒng)(TSI)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)及其它系統(tǒng)主要參數(shù)，進(jìn)行邏輯處理后，統(tǒng)一輸出停機(jī)、停爐、快關(guān)調(diào)門、關(guān)閉抽汽逆止門等保護(hù)信號(hào)及各種報(bào)警信號(hào)。ETS是電廠熱控設(shè)備中最重要的保護(hù)系統(tǒng)之一，無(wú)論其拒動(dòng)或誤動(dòng)，都將造成非常嚴(yán)重的后果，必須保證汽輪機(jī)ETS的準(zhǔn)確性、快速性和可靠性。本次主要介紹汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)的AST遮斷控制部分。2.1.危急跳閘控制塊主要元件4只AST電磁閥分為兩個(gè)通道。通道1包括20-1/AST與20-3/AST,而通道2則20-2/AST與20-4/AST。每一通道由在危急遮斷系統(tǒng)控制柜中各自的繼電器保持供電。危急遮斷系統(tǒng)的作用為，在傳感器指明汽輪機(jī)的任一變量處于遮斷水平時(shí)，打開(kāi)所有的AST電磁閥，以遮斷機(jī)組。系統(tǒng)設(shè)計(jì)成在任一電磁閥故障拒動(dòng)時(shí)，不會(huì)影響系統(tǒng)功能。這就是如前所述，設(shè)計(jì)成兩相同獨(dú)立通道的原因。每一通道有其本身的繼電器、電源和監(jiān)測(cè)所有汽機(jī)遮斷變量的能力。遮斷汽輪機(jī)需要兩個(gè)通道同時(shí)動(dòng)作。如果發(fā)生一偶然性遮斷事故，至少在每一通道中有一AST電磁閥應(yīng)動(dòng)作，才能遮斷汽輪機(jī)。每一通道可以分開(kāi)地在汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)作試驗(yàn)而不會(huì)產(chǎn)生遮斷或?qū)嶋H需要遮斷時(shí)拒動(dòng)。在試驗(yàn)時(shí)，通道的電源是隔離的，所以一次只能試驗(yàn)一個(gè)通道。正常選行時(shí)：2只0PC電礎(chǔ)閥汽機(jī)掛間。4個(gè)AST閥帶電AST1正常達(dá)行時(shí)：其EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up1(v),0)AST3AST480PC電磁閥試驗(yàn)：任一電磁閱通電,OPC壓力開(kāi)關(guān)發(fā)信號(hào)，所有調(diào)門快AST電磁閥試驗(yàn)：AST1或3動(dòng)作ASP1作ASP2發(fā)訊號(hào)，兩均不變【圖中黃線表示高壓油，紅線表示AST油，綠線表示無(wú)壓回油。四個(gè)AST電磁閥分別是1、2、3、4。1、3一組，2、4一組。我們先以圖中AST1閥為例，介紹一下(注意，只看圖中SAT1部分)。SAT是個(gè)二級(jí)閥，電磁閥帶點(diǎn)后，圖中左側(cè)Y型的小閥關(guān)閉，高壓油進(jìn)入后形成壓力腔室，頂住圖右側(cè)閥座，封住AST油通道。反之，電磁閥失電，左側(cè)小閥打開(kāi)，高壓油卸掉，右側(cè)閥座在第一部分：圖1中的紅線就是EH油泵出來(lái)的油經(jīng)過(guò)節(jié)流孔和一個(gè)逆止閥后出油動(dòng)機(jī)來(lái)到AST母管的AST油(其實(shí)OPC油也是這樣來(lái)的，只不過(guò)OPC油是經(jīng)過(guò)調(diào)門油動(dòng)機(jī)出來(lái)到OPC母管，而AST油是經(jīng)過(guò)主汽門油動(dòng)機(jī)出來(lái)來(lái)到AST母管，而且OPC母管到AST母管是有個(gè)單向閥的，也就是說(shuō)OPC這路能到AST,但是AST這路不能到OPC,所以當(dāng)OPC電磁閥動(dòng)作，卸壓后，由于OPC的壓力比AST高，所以O(shè)PC也通過(guò)單向閥流到AST管路而卸荷閥1和3并聯(lián)后經(jīng)過(guò)節(jié)流孔A再與并聯(lián)的卸荷閥2和4串聯(lián)，串聯(lián)后再經(jīng)你系統(tǒng)實(shí)際需求的流量來(lái)決定它的輸出流量，第三部分：接下來(lái)請(qǐng)?jiān)试S我再介紹一下圖2的卸荷閥，卸荷閥分三個(gè)腔，安全油腔就是上面的這個(gè)油口1,壓力油腔就是下面的這個(gè)油口4,還有回油腔第四部分：如果對(duì)于油動(dòng)機(jī)上的卸荷閥，油泵出腔，而油動(dòng)機(jī)的高壓腔與我們卸荷閥的壓力腔也就是圖2的4處是通的，而另外一路就是分到圖2中的3處，經(jīng)過(guò)一個(gè)節(jié)流孔2處后(這時(shí)它已變成AST或者過(guò)卸荷閥流掉。而且這時(shí)的安全油在圖2的1處另外的小孔流出經(jīng)過(guò)油動(dòng)機(jī)上的逆止閥進(jìn)入AST或者OPC母管，這樣一來(lái)油動(dòng)機(jī)的安全油壓力就完全由AST.OPC模塊控制了，也就是回到本問(wèn)最上面的一段話，只要AST.opc模塊做第五部分：再回到我們的AST.OPC模塊，看了圖1就知道，其實(shí)AST.OPC模塊中的卸荷閥和油動(dòng)機(jī)上卸荷閥唯一的區(qū)別在于AS電磁閥(圖1中5YV、6YV、7YV、8YV)控制安全油是建立還是流到無(wú)壓回油，也就是說(shuō)油動(dòng)機(jī)的安全油油AST.OPC模塊控制，而AST.OPC的安全油油電磁閥失電時(shí)彈簧讓電磁閥工作在右位位置),此時(shí)安全油流到卸荷閥上腔，而紅色的AST油打不開(kāi)第一級(jí)1或3的卸荷閥的閥芯，只能從節(jié)流孔走，壓力損失掉一半，進(jìn)入串聯(lián)結(jié)構(gòu)的中間，流到第二級(jí)卸荷閥2或4的下腔，同樣也打不開(kāi)閥芯而只能從節(jié)流孔走進(jìn)入無(wú)壓回油，壓力損失到0。當(dāng)串聯(lián)的兩級(jí)中都有一個(gè)電磁閥失電而使卸荷閥打開(kāi)，比如卸荷閥“1和2”無(wú)壓回油，這樣前面一級(jí)的AST油就打開(kāi)卸荷閥的閥芯通過(guò)回油口繞過(guò)節(jié)流孔壓回油。這樣一來(lái)AST油就沒(méi)有任何阻礙將壓力全部損失掉。從而由于第四部分介紹的原因油動(dòng)機(jī)的安全油失壓而關(guān)閉油動(dòng)機(jī)不到),這樣這么多油動(dòng)機(jī)在同時(shí)排油，泵輸出流量肯定不夠而不能穩(wěn)定壓力；即使這個(gè)閥不在打開(kāi)位置，這個(gè)高壓油流過(guò)油動(dòng)機(jī)里的節(jié)流孔后經(jīng)過(guò)AST或者流孔其實(shí)是并聯(lián)的，幾個(gè)節(jié)流孔并聯(lián)起來(lái)就不是節(jié)是很大的，基本上泵也不能保證維持在14.5,但肯定比剛才說(shuō)的情況要壓力高點(diǎn)，估計(jì)在10MPa左右。但是這時(shí)電機(jī)電流是很高的，應(yīng)該超過(guò)40A,因?yàn)楸霉β士隙ㄉ先チ恕＿@個(gè)時(shí)候壓力雖沒(méi)14.5但是也不是很低，再加上泵全流量輸還有另外一級(jí)節(jié)流孔工作，系統(tǒng)的AST油仍舊能建立起壓力，只不過(guò)需要提供靠，不至于一旦哪個(gè)電磁閥突然失靈而造成以外停興8W8WB3帶電，可用鐵絲試一下4只AST電磁閥線圈部位是否有吸力，有吸力就是帶電可通過(guò)ASP壓力開(kāi)關(guān)和ASP壓力表讀數(shù)確認(rèn)AST.OPC模塊的工作狀況，如果中間點(diǎn)ASP的壓力為13.5MPa以上，說(shuō)明第一級(jí)當(dāng)中的卸荷閥1或3卡澀不嚴(yán)或其對(duì)應(yīng)的電磁閥沒(méi)得電或電磁閥本身卡澀。如果中間點(diǎn)ASP的壓力為0,則說(shuō)明第二級(jí)當(dāng)中的卸荷閥2或4卡澀不嚴(yán)或其對(duì)應(yīng)的電磁閥沒(méi)得電或電磁閥是多了一個(gè)黃色油路，就是從各調(diào)門出來(lái)后匯集到此的的OPC油母管。仔細(xì)比較第一張圖就發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在這張圖AST就處在打閘位置，AST電磁閥不帶電，卸荷閥的安全油經(jīng)電磁閥流到無(wú)壓回油。雖然此處的OPC電磁閥工作在正常位置從而關(guān)閉調(diào)門實(shí)現(xiàn)超速限制),但是可以看到黃線和紅線連接點(diǎn)的單向閥方向是遮斷遮斷AST?超速OPC?壓力開(kāi)關(guān)組件9YV8YVw6YV再通過(guò)節(jié)流孔到回油。ASP油壓通常在7.0MPa左右。當(dāng)AST電磁閥1或3動(dòng)作時(shí)，ASP壓力升高，ASP1壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作；當(dāng)AST電磁閥2或4動(dòng)作時(shí)，ASP電磁閥1或3故障。可以將電磁閥1與電磁閥2互換位置，如果此時(shí)仍為高報(bào)警，則說(shuō)明電磁閥3故障，如果此時(shí)變?yōu)榈蛨?bào)警，說(shuō)明電磁閥1故障。找到了【備注】出現(xiàn)遮斷信號(hào)：AST電磁閥失電P?↓→0P]油缸下腔與回油接通危急遭斷泊油缸壓力油快速關(guān)門1圖2-15油動(dòng)機(jī)電液伺服閥1—濾芯；2—節(jié)流孔；3—滑閥；4—噴嘴；5—線圈杠桿；6—電磁加路；7—線圈；8—柔性管；9—擋板；10—反饋針；11—進(jìn)口節(jié)流孔板以上汽H156型300MW汽輪機(jī)為例，上汽H156型300MW汽輪機(jī)的危急遮斷器裝在轉(zhuǎn)子延伸軸上，由如圖所示部套組成，飛錘時(shí)，離心力小于彈簧的預(yù)壓縮力，因此飛錘由彈簧和彈簧定位圈將其保持在內(nèi)側(cè)位置上，不能擊出。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速10-12%時(shí)，增加的離心力就會(huì)克服彈簧的壓力，使飛錘向外擊出即危急遮斷器動(dòng)作碰鉤，引起碰鉤繞軸旋轉(zhuǎn)，這就推動(dòng)了遮斷滑閥向蓋板方1彈簧定位螺圈2飛錘3飛錘彈簧4平衡組塊5遮斷器體為了改變飛錘彈簧的調(diào)整值，應(yīng)拆下鎖環(huán)10,拉出定位銷11。把飛錘彈簧定位螺圈3退出一定角度，以減少?gòu)椈?的壓力。然后，重新裝配定位銷11,使其插入飛錘彈簧定位螺圈的缺口中，并用鎖環(huán)固定。將飛錘彈簧定位螺圈移過(guò)1只缺口，將改變動(dòng)作值約40轉(zhuǎn)/分。如果機(jī)組在比汽輪機(jī)控制整定值簧的作用力，使得安全油壓總是無(wú)法建立，當(dāng)就地強(qiáng)制速造成飛錘出擊、或者注油試驗(yàn)、或者透平安全油失去簧),即使通過(guò)AST遠(yuǎn)方打閘停機(jī)，在停機(jī)后油泵油壓低，透平安全油壓消失，危急遮斷油門也會(huì)在彈簧遮斷手柄處彈簧的作用下打開(kāi)。,因此每次停機(jī)后再么呢?其實(shí)就是9注油試驗(yàn)滑閥，也即系統(tǒng)圖中的手動(dòng)油動(dòng)超速遮斷閥。手動(dòng)油動(dòng)超速遮斷閥在正常運(yùn)行時(shí)處于通路狀態(tài)，注油試驗(yàn)的目的就是通過(guò)注油試驗(yàn)來(lái)檢查飛錘是遮斷閥的安全油來(lái)源，附加安全油經(jīng)過(guò)節(jié)流孔供油保證節(jié)流孔又能保證安全油母管不失壓，故而無(wú)論其后的通電磁閥帶電，壓縮空氣進(jìn)入氣缸上部，下部通大氣壓3.工作原理信號(hào)，即第一個(gè)到來(lái)的跳閘信號(hào)指示燈閃動(dòng)亮，其它跳閘塊安裝在前箱的右側(cè)，塊上共有6個(gè)電磁閥，2個(gè)OPC電磁閥是220VDC,常閉電磁閥；4個(gè)AST電磁閥是220VDC,常開(kāi)閥。正常情況下，ASTP1點(diǎn)壓力為130kg/cm2左右。通過(guò)節(jié)流孔J1、J2使P2點(diǎn)壓力為65kg/cm2左右。在作實(shí)驗(yàn)時(shí)，20-1/AST和20-3/AST動(dòng)作130kg/cm2若20-2/AST和20-4/AST動(dòng)作，則P2點(diǎn)壓力降為0kg/cm2。壓力開(kāi)關(guān)K1、K2設(shè)定值分別為K1:90kg/cm2,K2:40kg/cm2。通道1(20-1/AST,使該通道跳閘；但不能使汽輪機(jī)進(jìn)汽閥關(guān)閉，只有ETS控制柜是系統(tǒng)的核心部分，完成系統(tǒng)的控制和監(jiān)視。它是由邏輯組件、電源組件及端子排組成。機(jī)柜上部裝有ETS電源一臺(tái)，中間部分為ETS操作盤(pán)。機(jī)柜下部為兩組PC機(jī)。機(jī)柜端子排上留有遠(yuǎn)控停機(jī)及遠(yuǎn)方復(fù)位接口，以便遠(yuǎn)方進(jìn)行打閘停機(jī)及復(fù)操作盤(pán)上設(shè)有跳閘指示燈、電源狀態(tài)指示燈及手動(dòng)跳閘按鈕、試燈按鈕和跳閘復(fù)位按鈕；并設(shè)有20/AST-1、20/AST-2、20/AST-3、20/AST-4四個(gè)在線試驗(yàn)按鈕。在操作盤(pán)中間還有一個(gè)鑰匙開(kāi)關(guān)，設(shè)有三種運(yùn)行工況，即：超速抑當(dāng)機(jī)組跳閘時(shí)，第一個(gè)引起跳機(jī)的信號(hào)相應(yīng)的信號(hào)燈閃動(dòng)，隨后的跳機(jī)信關(guān)，通過(guò)跳閘試驗(yàn)塊上的電磁閥引起相應(yīng)的通道跳閘，相應(yīng)通道的ASP指示燈在任何時(shí)候，按下試燈按鈕時(shí)，操作盤(pán)上面兩排指示燈全亮。3.3.2.邏輯組件邏輯組件采用OMRON系列PC機(jī)完成邏輯控制。合上兩路電源開(kāi)關(guān)，兩臺(tái)可編程序控制器同時(shí)工作，如一臺(tái)PC機(jī)損壞，需要維修，可讓另一臺(tái)單機(jī)運(yùn)行，并且故障那臺(tái)機(jī)所對(duì)應(yīng)的通道為跳閘狀態(tài)。在機(jī)組啟動(dòng)或運(yùn)行過(guò)程中，有些保護(hù)條件不滿足機(jī)組的啟動(dòng)或運(yùn)行條件，但仍需啟動(dòng)或運(yùn)行機(jī)組，或在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行在線維修，則可將輸入端子模塊上的撥斷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)以解除保護(hù)信號(hào)，但此項(xiàng)功能必須由專職人員進(jìn)行操作。4.調(diào)試步驟作盤(pán)上各電源指示燈常亮為正常狀態(tài)，如果指示燈的燈也會(huì)亮起來(lái)，而隨后到來(lái)的其它信號(hào)為平光燈不閃爍，在這時(shí)4個(gè)AST電磁閥失電，會(huì)引起ASP2壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作，在操作盤(pán)上ASP2指示燈會(huì)點(diǎn)亮在做超速試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先把操作盤(pán)上的鑰匙開(kāi)關(guān)擰到作盤(pán)上的超速抑制燈會(huì)亮起來(lái)，表示機(jī)組已進(jìn)入超號(hào)到來(lái)時(shí)(約332