汽轮机ETS保护分解

汽轮机ETS保护刘德生一、概述：ETS是汽轮机危急跳闸系统的简称。汽轮机危急跳闸系统用以监视汽轮机的某些参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，紧急停机。以保证汽轮机安全运行，被监控的这些参数是：以下任一保护动作，4个AST电磁阀均失电动作，直接泄掉AST安全油压和OPC油压，迅速关闭高中压主汽门、调门实现停机DEH超速：汽机转速＞3300rpm（信号来自DEH）TSI超速：汽机转速＞3300rpm（信号来自TSI）轴向位移大：汽机轴位移达到±1.0mm（零位在推力中心线）真空低：汽机凝汽器真空小于70kPa（绝对压力大于28.0kPa）润滑油压低：汽机润滑油压低于0.06MPaEH油压低：汽机EH油压低于8.0MPa轴振大：汽机任意一个轴振大于250um，同时其它任意一个轴振大于150um，延时2s保护动作推力瓦温度高：任一推力轴承温度超过107℃（并网前有效，并网后自动退出）汽机压比保护：调节级压力/高排压力1.734（90MW以上有效）汽温突降：过热汽温/再热汽温突降50℃/10分钟高排温度高：高压缸排汽温度高427℃(两个测点执行逻辑与)发电机保护：发电机跳闸联跳汽轮机（内冷水断水保护动作发电机）锅炉保护：锅炉MFT联跳汽轮机DEH失电手动停机（同时按下两个按钮）系统应用了双通道概念，布置成“或─与”门的通道方式，这就允许在线试验，并在试验过程中装置仍起保护作用，另外三低信号的每个接点连接成在线监视状态，从而保证此系统的可靠性。ETS系统发出的跳闸信号分别送到下列系统，并动作相应设备：汽机EHA系统：EHA系统接受ETS跳闸信号后，动作主汽门、调门跳闸电磁阀（采用反逻辑时使电磁阀线圈失电；采用正逻辑时则使电磁阀线圈带电），将跳闸油压泄掉，快速关闭主汽门和调门。二工作原理：系统机柜放在电子间，采用两套PLC并联运行，即定义为A机和B机，A、B机冗余控制。当运行机故障时，另外机立即切至运行状态。触摸屏上设有跳闸“首出”信号记忆灯，且每一组信号都可以给出“首出”记忆信号，即第一个到来的跳闸信号指示灯闪动亮，其它跳闸信号指示灯常亮，手动复位后，跳闸信号消失。一般跳闸电磁阀会采用四取二逻辑。四个跳闸电磁阀采用串并联方式，即AST1和AST3并联，AST2和AST4并联，然后串联。只有当AST1、AST3中有一个动作且AST2、AST4中有一个动作才跳闸，闸块工作原理：跳闸块安装在前箱的右侧，块上共有6个电磁阀，2个OPC电磁阀是110VDC，常闭电磁阀，OPC电磁阀由DEH控制；4个AST电磁阀由ETS控制，电磁阀电源为110VDC，常开阀。正常情况下，AST电磁阀是常带电结构，两路110VDC电源取自电气直流屏。其中一路电源控制AST1、AST3电磁阀，另一路电源控制AST2、AST4电磁阀。机柜中有各路电源检测继电器检测电源工作状况。跳闸块电磁阀连接如下图：J120-2/AST20-1/AST20-3/AST20-4/ASTK1（63-2/ASP-1）K2（63-2/ASP-2）J2P1P2（图1）四只AST串、并联连接，即1、3号电磁阀并联，2、4号电磁阀并联，1、3和2、4串联。如图示。当两只并联的AST电磁阀1、3同时或其中之一打开，虽然打开的电磁阀控制的AST油与该电磁阀上AST泄油口接通，但由于与之串联的2、4电磁阀未打开，AST油与无压回油油路未接通，不会对AST油压产生大的影响。会产生ASP油压高报警，但机组正常工作。同理，当两只并联的AST电磁阀2、4同时或其中之一打开，虽然打开的电磁阀控制的AST油与该电磁阀上AST泄油口接通，但此时泄走的AST油是经节流孔流进的AST油，泄走的AST油有限，由于与之串联的1、3电磁阀未打开，不会对AST油压产生大的影响。会产生ASP油压低报警，机组正常工作。而当只要1、3或1、3之一和2、4或2、4之一电磁阀同时打开，AST油与无压回油油路接通，AST油将快速泄压，引起OPC同时泄压，主汽门和调门关闭。由于整个跳闸块采用“双通道”原理，当一个通道中的任一只电磁阀打开都将使该通道跳闸；但不能使汽轮机进汽阀关闭，只有当两个通道都跳闸时，才能使汽轮机进汽阀关闭，起到跳闸作用，因此大大提高其可靠性，可有效地防止“误动”和“拒动”。跳闸试验块工作原理：该系统共有4个试验块，EH油试验块，LBO润滑油试验块和LV1、LV2真空试验块。每个块的原理均相同。原理图如下：S1F1(20-1/LP)J2J1FF2S2(20-2/LP)(图2)B2K2(63-2/LP-1)K4(63-4/LP-1)(63-1/LP-1)K1(63-3/LP-1)K3B1每个试验块都被布置成双通道。J1、J2为节流孔；F、F1、F2为手动阀；S1、S2为电磁阀；B1、B2为压力表；K1、K2、K3、K4为压力开关。节流孔的作用是将两路隔离开，试验时互不干扰。试验可以手动就地试验，也可以在主控室通过试验按钮远方试验。用远方试验时，电路上有闭锁，保证不会两路同时试验，一路试验时，另一路还有保护功能。用就地手动阀试验时，不能两路同时作，否则将会引起误跳机。手动试验时，尤其要注意。正常情况下，压力油通过节流孔送到压力开关和指示表B1和B2，指示表将指示正常油压，一旦油压降低，两边的4个压力开关只要各有一个开关动作，将引起跳机。试验时，打开F1或S1，则B1上指示将缓缓下降达到设定值时，K1、K3将动作。ETS远方在线试验时，对应试验盘上指示灯亮，表示出相应跳闸控制阀上某一路在试验。由于跳闸阀布置成双通道，所以只试验一路不会产生跳闸信号，若此时被测参数真的达到停机值，则试验块上的压力开关将全部动作，两路信号通过“与”的作用，产生跳闸信号，通过跳闸控制块使机组停下来。所以说该试验块可以在线试验，并不影响机组的保护功能。试验块电磁阀的电源是220VAC。试验完毕后，要注意表压是否恢复到正常值，否则不准试验另一路，以免引起误跳机.设备正常工作时，首出跳闸信号灯是绿色的，当有信号跳闸时，相应信号的灯会不断的闪烁（由绿变红色在变绿…），随后到来的报警信号只能是常亮（平光红色），这就是具有首出的功能。ETS跳闸后，汽机停机灯会常亮(由绿色变为红色)。试灯：当按下此健后可以看到所有的报警灯会变成红色，这个功能主要是检查报警信号与plc通讯是否正常。在线试验功能：盘上面有一个开关，当旋转到在线试验位置时，在线试验灯会亮，表示可以进行下列试验。两个通道的按钮是互锁的关系并且ASP1和ASP2也参与两个通道的互锁关系，用以防止两个通道同时试验引起误跳停机。做在线试验时应当注意：刚试验过的通道恢复正常后，才可以进行另一路试验。这要观察一下ASP1和ASP2指示灯的状态。否则另一通道的试验就做不了，因为通道是互锁的关系ETS电源监视灯：ETS正常工作时，盘上的电源监视灯是红色常亮的，在停机状态和故障状态时该灯是绿色的。当盘下钥匙开关旋转到机组运行位置时，超速抑制灯和再线试验灯都不亮，相应的功能也不起作用。保护项目1、EH油压低保护：EH油压低信号为就地EH油压开关信号，共四路，此四路信号直接引入ETS系统，采用双通道连接方式（63/LP-1、63/LP-3和63/LP-2、63/LP-4），每一通道至少有一开关动作做为停机信号，即63/LP-1或63/LP-3动作与上63/LP-2或63/LP-4动作。压力开关的整定值为8MPa。2、汽轮机润滑油压低保护：汽轮机润滑油压低信号为就地压力开关信号，共四路。此四路信号直接引入ETS系统，采用双通道连接方式，每一通道至少有一开关动作做为停机信号。压力开关的整定值为0.06MPa。3、凝汽器真空低：凝汽器真空低信号为就地真空开关信号，共八路，每一低压缸对应四路，任意一个低压缸真空低保护动作即发出保护动作。真空开关的整定值为28KPa(绝对压力)；4、汽轮机轴向位移大：汽轮机轴向位移大信号取自TSI，在前箱推力瓦西侧一共安装四支轴向位移传感器，轴向位移1和轴向位移2安装在测量盘西侧，轴向位移3和轴向位移4安装在测量盘东侧，其零点位置为推力瓦中心，当同向安装的两个轴向位移都达到-1.0mm或+1.0mm时，即侧1和3都动作或2和4都动作，轴向位移检测仪表发出轴向位移大接点信号送到ETS系统，实现轴向位移保护。5、TSI超速：TSI超速信号取自TSI；TSI系统检测的三路转速信号，三路转速探头安装在盘车处88齿测速盘，当任意一路转速信号达到3300RPM时，都将使转速检测仪表发出一电超速接点信号，三路信号经三取二逻辑送到ETS系统，实现电超速保护。6、轴振大：该汽轮发电机组共有九个轴瓦，#1-#8轴瓦分别设置X方向和Y方向轴振传感器，共有十六个测点，任意一个轴振大于250чm，同时其它任意一个轴振大于150чm，保护动作。此保护要在DCS中先判断轴振大于250чm外不同的另一点的轴振大于150чm，输出一DO点，到ETS中和TSI中任一点轴振大于250чm相与后保护动作。7、相对位移/膨胀大：所谓的胀差就是汽轮机缸体和转子之间的热膨胀差。信号取自TSI系统，高压缸胀差安装两个探头，输出为两探头复合输出，低压缸胀差为LVDT传感器。原设计汽轮机高压缸胀差达到：正向+11.1mm，负向–4.7mm；汽轮机低压缸胀差达到：正向+23.5，负向–1.52mm。此四项中的任何一项都会使汽轮机胀差保护动作。目前汽机“高低缸胀差大”保护决定取消，改为一级报警，提醒运行人员手动停机。8、DEH失电：DEH接口电源和控制电源共四路保护，当任意一路电源保护动作，向ETS发出DEH失电保护动作。9、手动停机：手动停机按扭安装在控制室操作台，两个按扭同时按下，向ETS发出手动停机保护。10、DEH110%超速：DEH判断三路转速信号，实行三取中，当转速大于3300RPM时发出保护动作信号，到ETS停机。11、发电机保护动作：当发电机保护动作时，发出保护动作信号，到ETS停机。其中发电机断水保护由内冷水站内冷水进出口差压低开关三取二延时30S实现，逻辑做在SC4控制器，DO输出硬接线经ETS机柜至电气。12、炉MFT：当锅炉MFT保护动作，发出保护动作信号，到ETS停机。13、推力轴承温度高：推力瓦块共安装4支温度元件，推力轴承温度(正)P4，推力轴承温度(正)P2，推力轴承温度(付)G4，推力轴承温度(付)G2，当任意一支温度元件温度超过107℃，汽机“轴承温度高”保护决定引入各支持轴承金属温度[带防跳切除]，任一支持轴承金属温度高或推力轴承温度高均汽机跳闸，并且该保护并网前有效，并网后自动退出。14、汽轮机压比低：调节级压力1、2、3信号为高选，高排压力1、2为高选，当调节级压力/高排压力1.734，发出汽轮机压比低保护动作。15、高排温度高跳机：汽机“高排温度高”保护定值修改为427℃，并增加防跳切除功能，采取逻辑与，高压排汽蒸汽温度1、2均高时该保护动作。16、过热汽温突降：主汽温度10分钟下降50度，向ETS发出高排温度高保护动作信号。17、再热汽温突降：再热汽温度10分钟下降50度，向ETS发出高排温度高保护动作信号。谢谢