《熱力過程自動化》課件-26 單元機組熱工保護

單元機組熱工保護熱工保護的定義及任務(wù)熱工保護的技術(shù)設(shè)備熱工保護動作123目錄CONTENTS451熱工保護熱工保護是火電廠熱工自動化的重要組成部分。當(dāng)機組的異常情況嚴(yán)重并繼續(xù)惡化，可能危及設(shè)備及人身安全時，應(yīng)通過保護動作使機組局部退出工作或整套機組停止運行，以保證整體安全。當(dāng)機組出現(xiàn)異常且不十分嚴(yán)重時，通過事故處理回路采取各種措施使異常情況消除。如鋼爐因制粉設(shè)備損壞而不能維持蒸汽參數(shù)時，應(yīng)降低負荷以適應(yīng)制粉設(shè)備的能力。機組正常運行時，依靠檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)監(jiān)視和控制機組各部分的工作情況和運行參數(shù)。1熱工保護任務(wù)1.鍋爐機組的熱工保護熱工保護的任務(wù)就是當(dāng)單元機組某一部分發(fā)生事故時，根據(jù)事故的具體情況迅速、準(zhǔn)確她將單元機組按預(yù)先擬定好的保護程序減負荷或停機。2.汽輪機組熱工保護3.爐、機、電大連鎖保護1熱工保護系統(tǒng)熱工保護系統(tǒng)一般由輸入信號單元、邏輯處理回路以及執(zhí)行機構(gòu)等組成。熱工保護可分為兩級保護，即事故處理回路和事故跳閘回路的保護。例如汽輪機潤滑油壓低時，依次啟動交、直流潤滑油泵，此時事故處理的目的是維持機組繼續(xù)運行。但是，當(dāng)事故處理回路或其它自動控制系統(tǒng)處理事故無效，致使機組設(shè)備處于危險工況下，或者這些自動控制系統(tǒng)本身失靈而無法處理事故時，只能被迫跳閘處理使機組的局部退出工作或整套機組停止運行。跳閘處理的目的是防止機組產(chǎn)生機毀人亡的惡性事故，所以跳閘處理是熱工保護最極端的保護手段。1熱工保護基礎(chǔ)知識模擬量控制系統(tǒng)開關(guān)量變送器將被測物理量或機械量按照一定的預(yù)期參考值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的開關(guān)量信號輸出。1.壓力開關(guān)2.差壓開關(guān)3.流量開關(guān)4.液位開關(guān)5.溫度開關(guān)1熱工保護基礎(chǔ)知識開關(guān)量變送器按鈕開關(guān)控制開關(guān)行程開關(guān)(限位開關(guān))繼電器電流繼電器中間繼電器時間繼電器固態(tài)繼電器接觸器1熱工保護基礎(chǔ)知識基本邏輯電路AND“與”邏輯K1=K2*K3OR“或”邏輯K1=K2+K3NOT“非”邏輯K1=K2根據(jù)這三種邏輯控制電路可以組成各種熱工保護回路，實現(xiàn)各種控制功能。ORANDNOT1開關(guān)量信號的攝取熱工保護系統(tǒng)能否可靠動作，先決條件是攝取的保護信號是否真實可靠。如果輸入信號不能正確反映被監(jiān)視的參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)，熱工保護系統(tǒng)就無法正常地動作。單一信號法：單一信號法是指用單個檢測元件組成信號單元的方法。結(jié)構(gòu)簡單，但可靠性差，由此產(chǎn)生了以下幾種信號攝取法：串聯(lián)、并聯(lián)、三取二及其它信號攝取法。1開關(guān)量信號的攝取熱工保護系統(tǒng)能否可靠動作，先決條件是攝取的保護信號是否真實可靠。如果輸入信號不能正確反映被監(jiān)視的參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)，熱工保護系統(tǒng)就無法正常地動作。信號串聯(lián)法：為了減少信號單元的誤動作率，將反映同一故障的檢測元件信號進行串聯(lián)。例如汽輪機軸向位移保護中將兩個安裝于同一位置的軸向位移探頭信號進行串聯(lián)，減少誤動作率，但同時信號單元的拒動作率比單一信號時增加了近一倍。因此，信號串聯(lián)法只適用于特別強調(diào)減小保護系統(tǒng)的誤動作率，而對拒動作率要求不高的場合。1開關(guān)量信號的攝取熱工保護系統(tǒng)能否可靠動作，先決條件是攝取的保護信號是否真實可靠。如果輸入信號不能正確反映被監(jiān)視的參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)，熱工保護系統(tǒng)就無法正常地動作。信號并聯(lián)法：為了減少保護拒動作率，將幾個檢測元件輸出信號并聯(lián)。因而只要有一個檢測元件能正常工作，信號單元就能正常工作?；蛘哒f，只有當(dāng)所有檢測元件都拒動作時，信號單元才發(fā)生拒動作。例如，在高加保護中，為了防止高壓加熱器水位過高而引起汽輪機進水，將兩個高加水位信號并聯(lián)成一個高加水位信號，只要有一個水位過高時，即將高加切除。拒動作率大大下降，而誤動作率卻增加了近一倍。所以信號并聯(lián)法只能用于要求拒動作率小，而對誤動作率要求不高的場合。1開關(guān)量信號的攝取熱工保護系統(tǒng)能否可靠動作，先決條件是攝取的保護信號是否真實可靠。如果輸入信號不能正確反映被監(jiān)視的參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)，熱工保護系統(tǒng)就無法正常地動作。在實際應(yīng)用中，為了提高重要參數(shù)的準(zhǔn)確度和保護系統(tǒng)的可靠性，普遍采用了信號多重化攝取法如“三取二”、“串、并混聯(lián)”、“二取大”、“二取均”、“三取中”、“三取均”、“四取三”等信號攝取法。這些多重化攝取法，雖然增加了變送器的數(shù)量，增加了投資，但對提高測量準(zhǔn)確度、增加系統(tǒng)的可靠性等方面是很有必要的。1熱工保護的技術(shù)保護常用的控制手段稱為聯(lián)鎖的控制技術(shù)。所謂聯(lián)鎖是指機器許可、禁止等的約束條件。它是利用被控對象之間存在的簡單邏輯關(guān)系，使這些對象的動作關(guān)系相互牽連，形成聯(lián)鎖反應(yīng)，從而實現(xiàn)自動保護的一種控制方式。具體地說，就是當(dāng)某種操作或狀態(tài)完成之前，不允許有別的操作或狀態(tài)進入。甲動作是乙動作的必要條件，則這種關(guān)系為閉鎖關(guān)系。例如：引風(fēng)機未運行時，則送風(fēng)機、給煤機、磨煤機等相繼不允許啟動。這種控制關(guān)系稱閉鎖控制。聯(lián)鎖控制分閉鎖控制和聯(lián)動控制兩種方式。1熱工保護的技術(shù)保護常用的控制手段稱為聯(lián)鎖的控制技術(shù)。所謂聯(lián)鎖是指機器許可、禁止等的約束條件。它是利用被控對象之間存在的簡單邏輯關(guān)系，使這些對象的動作關(guān)系相互牽連，形成聯(lián)鎖反應(yīng)，從而實現(xiàn)自動保護的一種控制方式。具體地說，就是當(dāng)某種操作或狀態(tài)完成之前，不允許有別的操作或狀態(tài)進入。甲動作是乙動作的充分條件，則這種關(guān)系為聯(lián)動關(guān)系。汽輪機潤滑油壓低時，自動啟動交流油泵，油壓繼續(xù)降低時，啟動直流油泵，停止交流油泵的運行等。這種控制關(guān)系稱聯(lián)動控制。聯(lián)鎖控制分閉鎖控制和聯(lián)動控制兩種方式。1熱工保護的技術(shù)熱工保護系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)有防止誤動作和拒動作的措施，保護系統(tǒng)電源中斷或恢復(fù)不會發(fā)出誤動作指令。在控制臺上必須設(shè)置的按鈕，應(yīng)直接接至停爐、停機的驅(qū)動回路。停爐、停機保護動作的原因應(yīng)設(shè)事件順序記錄。單元機組還應(yīng)有事故追憶功能。熱工保護系統(tǒng)輸出的操作指令應(yīng)優(yōu)先于其他任何指令，即執(zhí)行“保護優(yōu)先”的原則。保護回路中不應(yīng)設(shè)置供運行人員切、投保護的任何操作設(shè)備。揭秘火電廠司令部——集控室1鍋爐熱工保護的類型⑴限值保護。根據(jù)鍋爐和輔機的運行工況對鍋爐的最大出力的變負荷速度予以限制，對鍋爐的各種調(diào)節(jié)閥門和擋板的最大、最小開度加以限制。⑵聯(lián)鎖保護。鍋爐在啟停和運行中，一旦出現(xiàn)誤操作，聯(lián)鎖保護裝置能自動加以限制。⑶緊急停爐保護。當(dāng)某些重要輔機發(fā)生故障時，應(yīng)迅速降低鍋爐的負荷停止鍋爐的運行；當(dāng)鍋爐運行中，某些主要參數(shù)超過允許值時，保護裝置立即動作，采取緊急措施，直至緊急停爐保護，以免事故發(fā)生或擴大。1鍋爐主蒸汽壓力高保護保護的原則要求1.安全門保護⑴安全門保護自成系統(tǒng)。⑵必須有機械式和電動（或氣動）式兩種安全門，而再熱機組必須是汽包、過熱器、再熱器均設(shè)安全門。1鍋爐主蒸汽壓力高保護保護的原則要求1.安全門保護脈沖式安全閥的工作原理是：當(dāng)汽包或過熱器的壓力超過規(guī)定值時，蒸汽通過沖量導(dǎo)管、閥門，進入脈沖彈簧安全閥，將閥芯頂開，經(jīng)脈沖彈簧安全閥，蒸汽又進入主安全閥活塞上部，使活塞向下移動、打開主安全閥，使蒸汽排出泄壓。當(dāng)壓力恢復(fù)到正常壓力時，脈沖彈簧安全閥關(guān)閉，使主安全閥活塞上部蒸汽中斷，主安全閥閥芯在蒸汽和彈簧的作用下關(guān)閉。1鍋爐主蒸汽壓力高保護保護的原則要求當(dāng)汽機突然甩負荷造成鍋爐主蒸汽壓力升高超過規(guī)定值時，高壓快速旁路閥快速將鍋爐蒸汽從旁路系統(tǒng)排出，經(jīng)減溫減壓后的蒸汽進入汽機的凝汽器，發(fā)揮安全保護作用。2.充分利用旁路系統(tǒng)1鍋爐主蒸汽壓力高保護保護的原則要求3.鍋爐壓力高保護設(shè)置要求⑴鍋爐壓力高保護一般按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個定值整定。Ⅰ值：先停選擇好的給粉機；Ⅱ值：進一步停選定的給粉機，同時打開對空排氣；Ⅲ值：打開安全門，對空排氣。1鍋爐主蒸汽壓力高保護主汽壓力高Ⅰ值汽輪機甩負荷&切除部分燃燒器主汽壓力高Ⅱ值主汽壓力高Ⅲ值報警報警≥1打開安全門投旁路系統(tǒng)投油鍋爐汽壓保護系統(tǒng)1汽包水位保護1.鍋爐缺水時能及時保護該保護的作用是避免“干鍋”和燒壞水冷壁，具體要求是：⑴水位低保護按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個定值設(shè)定：⑵當(dāng)水位由低Ⅰ值低至Ⅱ值時，保護系統(tǒng)應(yīng)動作采用補救措施⑶“虛假水位”的保護1汽包水位保護2.出現(xiàn)滿水時能及時保護該保護的作用是打開事故放水門，具體要求是：⑴“虛假水位”的保護：安全門開啟⑵水位高保護：按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個定值設(shè)定。水位高于Ⅰ值報警，當(dāng)安全門未動或動作閉鎖或動作閉鎖在規(guī)定時間之后，水位高至Ⅱ值報警并打開事故放水門，而在水位恢復(fù)至Ⅰ值以下時應(yīng)關(guān)閉事故放水門，若水位上升至Ⅲ值，實施緊急停爐。1汽包水位保護3.水位測量高度可靠采取“三取二”或“二取一”的辦法，也可采用步進式鑒別方法，即Ⅱ值中串?、裰担笾抵写、蛑档姆椒ā?汽包水位保護水位高1水位高3＆水位高1開事故放水門＆水位高2＆關(guān)事故放水門＆安全門動作計算機指令Ω＆緊急停爐汽包水位高保護邏輯圖其他停爐保護+50+150+250報警停爐1汽包水位保護水位低1水位低3＆關(guān)定排總門水位低2＆關(guān)備用給水門OR安全門動作計算機指令Ω＆緊急停爐汽包水位低保護邏輯圖其他停爐保護-150-250-50報警停爐60s＆開備用給水門1汽包水位保護汽包水位A＆MFT邏輯ORDCS系統(tǒng)鍋爐汽包水位保護邏輯汽包水位B汽包水位CLOLOLOHiHiHi＆＆＆＆＆OR1直流鍋爐保護㈢直流鍋爐斷水保護此保護的作用是防止直流鍋爐發(fā)生斷水故障，導(dǎo)致受熱面嚴(yán)重超溫而損壞；如果在斷水后幾秒鐘內(nèi)不能恢復(fù)供水時，必須停爐。1直流鍋爐保護直流鍋爐斷水保護系統(tǒng)給水流量低Ⅰ值給水流量低Ⅱ值＆OR緊急停爐其它停爐保護1再熱器保護㈣再熱器保護通常再熱器保護分為再熱器壁溫高保護和再熱器控制兩個方面。1.再熱器壁溫高保護2.再熱器汽溫控制1再熱器保護甲側(cè)爐膛煙溫高乙側(cè)爐膛煙溫高鍋爐啟動結(jié)束＆停若干個油燃燒器延時運行MFT煙溫超高限值？YN