汽轮机危急跳闸装置说明.docx

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汽轮机危急跳闸装置说明

汽轮机危急跳闸装置说明（东汽机组）

ETS即汽轮机危急遮断系统,它接受来自TSI系统或汽轮发电机组其它系统来的报警或停机信号,进行逻辑处理,输出指示灯报警信号或汽轮机遮断信号。

为了使用方便,运行可靠,我们选用了双机PLC（可编程控制器）进行逻辑处理。

双机PLC同时工作,任一动作均可输出报警信号。

当任一台故障时,PLC发出本机故障报警信号,并自动切断其停机逻辑输出,而另外一台仍能正常工作。

该装置能与其它系统通讯，满足电厂自动化需求

装置简介

1.        ETS装置包括一个控制柜，内部逻辑采用了德国西门子公司S7－300系列可编程控制器（PLC）实现,取代了传统的继电器逻辑。

为了提高ETS装置的可靠性、安全性,我们还采用了双PLC结构。

硬件配置如下：

    PLC处理器          6ES73141AE040AB0

    输入模块              6ES73211BH020AA0

    输出模块              6ES73221HH010AA0

    PLC电源                    6ES73071EA000AA0

2  环境条件

运行环境:

5℃～55℃

    相对湿度:

35%～85%RH（无凝露）

    振动：

2..0G（10～55Hz）

    无腐蚀性气体、导电尘埃

3  备用电池

    电源模块上均有一个用来容纳电池的槽位以便向处理器内部RAM供电，以及在PLC掉电后保护数据。

这种电池，与CPU模块一起提供。

接通电源时，CPU模块监视电池的状态。

出现问题时可在BAT指示灯上看到红色的报警信号，必须马上更换。

更换电池必须在接通电源或关断电源短时间内完成。

取掉电池10分钟后，RAM中的数据将遗失。

重要：

作为一项保护措施，电池（6ES79711AA000AA0）应该每年更换。

工作原理

1  ETS装置的双机PLC同时工作。

从现场来的输入信号进入本装置后同时到A机和B机,经过内部逻辑自动处理后,给出相应的输出信号。

以"汽机超速"为例,当电超速停机信号输入本装置后,同时进入A机和B机进行处理,同时输出停机信号。

2      任一机A（B）发生故障时,都会给出本机的报警信号,同时自动切断本机的停机输出接点,而由另一机正常工作。

双机工作停机逻辑见图。

3  该ETS装置设有双路电源切换回路,在某一电源出现故障时,自动切换到另一电源回路中继续工作，如果主副电源同时故障，则输出一交流电源失电报警信号。

两个QUINT-PS电源冗余后提供整个装置的＋24V电源，该电源及6ES73071EA000AA0故障均输出一个＋24V电源失电报警信号。

4  本装置严格按照用户要求的逻辑进行设计。

功能

    1  上电

    合上主，副电源断路器，主，副电源指示灯亮，电压表示正常。

2          停机项：

当有下列任一情况，PLC将送出停机信号，汽机将打闸停机。

a）    汽机超速（三取二）；

b）    轴向位移大；

c）    排汽缸温度超限；

d）    轴承金属温度超限；

e）    EH油压过低（三取二）；

f）    凝汽器真空过低（三取二）；

g）    润滑油压过低（三取二）；

h）    胀差超限；

i）    汽机轴承振动大；

j）    DEH打闸；

k）    发电机跳闸；

l）    锅炉主燃料；

m）    手动停机；

n）    停机备用1；

…

r）停机备用5。

上电自检

将两路220VAC电源线接至ETS装置主、副电源断路器输入端,合上断路器开关,装置面板上的电压表指示正确,主、副电源指示灯亮,且装置＋24V电源指示正常。

此时PLC进入自检，自检完成后，CPU的“RUN“指示灯点亮。

此时ETS装置进入正常工作状态,即可进行现场投运。

上电自检

将两路220VAC电源线接至ETS装置主、副电路器输入端,合上断路器开关,装置面板上的电压表指示正确,主、副电源指示灯亮,且装置＋24V电源指示正常。

此时PLC进入自检，自检完成后，CPU的“RUN“指示灯点亮。

此时ETS装置进入正常工作状态,即可进行现场投运。

维护

    该装置属全电脑控制装置,在投运前需作全面检查和试验,确认正确无误后方可正式投入使用,包括以下几方面的内容:

a）  检查主、副电源是否工作正常；

b）  为了防止现场强干扰信号进入控制柜,特设有抗干扰抑制器。

平时应特别注意装置柜上的电压表指示是否正确。

控制柜电源配置图见图0-5-1；

c）      清除控制柜内的灰尘；

d）      更换有故障的元器件。

盘车操作装置（东汽）

概述

    自动盘车操作装置向盘车装置提供操作回路，该装置可实现手动和自动（接收来自TSI系统的零转速信号）盘车。

该装置选用了可编程控制器PLC进行逻辑控制。

为改善盘车投入的启动特性，本装置还选用了软起动－软停止单元，并能在顶轴油泵关闭、润滑油压低于一定值时和盘车电流过大等情况下自动停止盘车。

3    工作原理

根据盘车装置系统逻辑要求：

在正常盘车情况下，必须使自动盘车操作装置控制柜接收到顶轴油压正常、润滑油压正常的压力接点有效信号，即满足外部允许盘车条件。

否则控制柜将拒绝启动盘车电机。

  为正常投入盘车，我们对该装置三种启动盘车方式的相关操作及逻辑关系进行简要说明：

a）      转速自动投入盘车

    在满足外部允许盘车条件下，允许盘车并选择自动盘车方式后，只要TSI发出零转速信号到盘车控制柜，盘车控制柜的PLC在确认已收到

零转速信号（通常，在收到稳定的零转速信号后会自动延时30秒左右才

被系统确认），自动接通电磁阀，使液压执行机构与汽机盘车齿轮啮合。

盘车控制柜PLC在电磁阀通电后30秒开始检测是否收到啮合到位信号，如果未收到啮合到位信号，盘车电机将周期性通过软起动器短时间启动电机正转，使盘车电机微动，以利于齿轮间的啮合。

如果收到啮合到位信号，则电机将自动启动并维持盘车电机的运行，同时电机运行5秒后，电磁阀自动断电，从而完成自动盘车投入；如果未收到啮合到位信号，盘车电机微动两次后第三次将强行启动盘车。

    任何时候按下“停盘车”按钮，将停止盘车电机。

停盘车按钮在啮合到位有效的情况下是一个交替式开关，以防止停盘车按钮松开时，由于未甩开或啮合到位信号仍然存在的情况下又自动启动盘车电机。

b）      手动自动盘车方式

  手动自动盘车方式与上述工作原理相似，不过需要人为地进行一系列操作：

首先必须满足外部允许盘车条件，在盘车允许条件下，选择手动盘车方式，按下“电磁阀动作”按钮后，使液压机构完成盘车齿轮啮合，如果盘车控制装置接收到啮合到位信号后，将自动启动盘车电机，并在5秒后断开电磁阀电源。

如果接收不到啮合到位信号，说明盘车齿轮还未啮合，盘车电机微动两次后第三次将强行启动盘车。

    任何时候按下“停盘车”按钮，将停止盘车电机。

停盘车按钮在啮合到位有效的情况下是一个交替式开关，以防止停盘车按钮松开时，由于未甩开或啮合到位信号仍然存在的情况下又自动启动盘车电机。

c）紧急投入盘车

  紧急投入盘车是在外部条件并不允许盘车的情况下，例润滑油压低、顶轴油压不正常，或者是其它电气故障下，为保证汽轮机转子能转起来，必须采用紧急投入盘车的方式，此方式会使轴承轴瓦发生额外磨损或损坏。

请谨慎使用！

  在手动盘车的情况下，任何时候，只要按下“检验及旁路”按钮，电机所有安全保护失效，如按“点动及投入”按钮，直接启动盘车电机运转。

当然，也可以先按“电磁阀动作”按钮来试图完成啮合。

必须注意：

“检验及旁路”是交替式按钮，正常情况下必须按此按钮使其上的指示灯灭，以解除此功能。

    任何时候按下“停盘车”按钮，将停止盘车电机，同时将自动清除“检验及旁路”功能并使该灯熄灭。

DEH

1.1.1            功率变送器

DEH要求用户提供三只独立的变送器，作为DEH的功率反馈。

变送器的测量范围：

输出信号：

4-20mA

精    度：

0.25级

1.1.2压力变送器

        要求压力变送器精度0.25级

名称          量程              输出信号        变送器数量

主汽压力                        4-20mA              2

调节级压力                      4-20mA              3

抽汽压力                        4-20mA              1        

中排压力                        4-20mA              1

凝汽器真空                      4-20mA              2

再热器出口压力                  4-20mA              1

1.1.3速度传感器

    三只独立的测速探头（CS-1），供DEH用作三取二处理。

    转速传感器测速轮齿数    齿，输出波形为正弦波，进入测速卡件。

  1.1.4热电阻RTD

        热电阻类型Pt100

  1.1.5热电偶TC

        热电偶类型K分度

1.1    与自动同期装置接口（AS）

DEH通过开关量与AS接口，AS给DEH的开关量为无源触点，触点闭合有效，触点容量24VDC,1A。

信号名称    信号流向          说明

1    同期允许  电气到DEH

2    同期增    电气到DEH  接点闭合时，缺省升速率1转/秒

3    同期减    电气到DEH  接点闭合时，缺省降速率1转/秒

用户要求：

同期增/减速率为：

        。

1.  3与协调控制系统接口（CCS）

DEH与CCS通过开关量和模拟量接口。

CCS给DEH无源接点，接点闭合有效，接点容量24VDC，1A。

DEH输出无源接点给CCS，接点闭合有效，接点容量24VDC，1A。

信号名称          信号流向          说明

1CCS允许        CCS到DEH

2CCS指令        CCS到DEH    模拟量，4-20mA-0-100%

3CCS投入        DEH到CCS  

4汽机阀位参考量  DEH到CCS    模拟量，4-20mA-0-100%

1.  4快卸负荷接口（RUNBACK）

DEH系统有快卸负荷（RUNBACK）功能，当辅机设备发生事故时，可以快速减负荷。

DEH提供了三个RUNBACK无源接点，接点容量24VDC，1A。

。

当某一接点闭合时，DEH按RUNBACK设定的速率减负荷，一旦该接点断开或负荷达到RUNBACK设定的负荷下限值，DEH停止减负荷。

在CCS方式下发生RUNBACK时，DEH自动切除CCS控制，进入操作员自动方式。

信号名称　　　　　负荷下限值　　　　　　减负荷率

RUNBACK1            20%              200MW/min

RUNBACK2            20%              100MW/min

RUNBACK3            20%              50MW/min

用户要求：

负荷限制值    ，    ，    ，

            减负荷率    ，    ，    。

1.5    DEH与TSI接口

　下列信号是由TSI送到DEH，在DEH处进行模拟量隔离后，进入DEH系统。

名称　　　　　　　量程　　　变送器输出    数量

轴振　　　　　　              4-20mA

盖振　　　　　　              4-20mA

偏心　　　　　　              4-20mA

胀差　　　　　　            4-20mA

轴向位移　　　　　            4-20mA

热膨胀　　　　　              4-20mA

DEH输入／输出说明

２.1        电源

DEH要求用户提供二路交流电源，一路厂用UPS，一路厂用保安电源。

每路电源要求：

220VAC,50HZ,最大电流为20A。

DEH另要求用户提供二路直流电源，经DEH转换后供现场机侧电磁阀。

每路电源要求：

220VDC,10A。

DEH操作员站和工程师站及打印机的电源由设计院统一考虑。

２.2接点输入

无源常开接点输入：

闭合有效，输入的DEH的接点必须是独立的无源接点，不允许与其它系统共用一个接点。

2.3接点输出

无源常开接点输出：

闭合有效，容量：

250VDC/3A或24VDC/1A。

2.4模拟量输出

输出范围为4-20mA或1-5V,输出隔离。

2.5模拟量输入

所有的模拟量输入信号经过隔离后进入DEH内部。

２.5.1热电偶（TC）

热电偶选用非接触式，所有热电偶均用补偿导线接到DEH端子排，DEH提供参考点温度补偿，补偿导线带屏蔽线。

2.5.2热电阻（RTD）

热电阻采用三线制（见传感器接线图）。

热电阻输入电缆不允许有转接点，每一路RTD电缆的屏蔽层在DEH机柜侧接地，在回路中应无其他接地点。

２.5.3电流输入

　　　信号范围　　４-20mA

    信号连接电缆的屏蔽层在DEH机柜侧接地，回路中不能有其它接地点。

2.5.4测速探头信号

　　转速信号为０-4000HZ正弦波信号。

为避免相互干扰，一路转速信号用一根屏蔽电缆，屏蔽层在DEH柜内接地，不允许有其它接地点。

２.6伺服回路信号

２.6.1            伺服阀信号

　　每个伺服油动机均由一个伺服阀控制，DEH输出两路冗余信

号到伺服阀。

为保证可靠，接线采用双绞电缆，电缆屏敝层在DEH柜内接地，不允许有其它接地点。

２.6.2            LVDT信号

DEH到LVDT为一交流电压信号，频率由DEH板件确定。

现场每根LVDT返回两个交流电压信号。

电缆屏蔽层在DEH机柜内部接地，不允许有其它接地点。

电缆采用对绞对屏电缆

D300P型汽轮机调节保安系统说明书

前  言

汽轮机调节保安系统可分为：

低压保安系统，高、低压接口装置，高压抗燃油系统及汽轮机安全监视保护系统。

本说明书着重对保安系统及部套，高、低压接口装置,高压抗燃油系统，现场安装调整及试验等进行说明。

0-1  概述

    调节保安系统是高压抗燃油数字电液控制系统（DEH）的执行机构，它接受DEH发出的指令，完成挂闸、驱动阀门及遮断机组等任务。

本机组的调节保安系统满足下列基本要求:

1  挂闸

2  适应高、中压缸联合启动的要求

3              适应中压缸联合启动的要求

4              具有超速限制功能

5  需要时，能够快速、可靠地遮断汽轮机进汽

6  适应阀门活动试验的要求

7  具有超速保护功能

7.1机械式超速保护：

动作转速为额定转速的110%∽111%（3300∽3330r/min），此时危急遮断器的飞环击出，打击危急遮断器装置的撑钩，使撑钩脱扣，机械遮断机构使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作，将高压保安油的排油口打开，泄掉高压保安油。

快速关闭各主汽、调节阀门，遮断机组进汽。

7.2电气超速保护和TSI超速保护：

当其检测到机组转速达到额定转速的110%（3300r/min）时，发出电气停机信号，使高压遮断模块电磁阀和机械停机电磁铁动作，泄掉高压保安油，遮断机组进汽。

8          调节保安系统介绍

8.1    汽轮机调速系统

汽轮机调速系统是由测速元件（或测功元件）、放大元件、执行元件及调节对象（汽轮机转子）四部分组成的带负反馈的自动调节系统。

在纯冷凝

工况时，不论是单机运行还是并网运行，它都能根据转速（或功率）自动调整汽门开度以适应外界负荷的变化，液压调节保安系统图D300P-002001C。

    该系统是通过测速元件（或测功元件）获得电气信号，通过DEH与给定信号作比较，若两信号不一样，DEH对其进行计算、校验等综合处理，并将其差值信号经功率放大后，送到调节阀油动机电液伺服阀，通过电液伺服阀控制油缸下腔的进、排油量，从而控制阀门的开度，同时与油动机活塞相连的LVDT将其指令和LVDT反馈信号综合处理后使调节阀油动机电液伺服阀回到平衡位置，使阀门停留在指定的位置上。

2  汽轮机调压系统

    调压系统采用以热定电方式，即在供热工况下，机组以热负荷为调节对象，满足外界供热需求后，剩余的蒸汽用来发电。

汽轮机调压系统与汽轮机调速系统基本一致，由测压元件、放大元件、执行元件及调节对象（抽汽压力）四部分组成，系统根据抽汽压力的变化自动调整供热蝶阀的开度以适应外界供热需求的变化也可通过手动增减按钮，由操作员控制蝶阀的开度。

测压传感器获得抽汽压力信号（电气信号），通过DEH对其进行计算、校验等综合处理，并将其差值信号经功率放大后，送到蝶阀执行机构电液伺服阀，通过电液伺服阀控制油缸下腔的油量，使活塞上下移动，从而控制蝶阀的开度（蝶阀的关闭靠弹簧力来保证）；同时与油动机活塞相连的角位移传感器将其行程信号反馈至DEH，当阀门开大或关小到需要的位置时，DEH将其指令和角位移传感器反馈信号综合处理后，使蝶阀执行机构电液伺服阀回到平衡位置，使阀门停留在指定位置上。

  为确保供热机组的安全运行，防止热电联供甩负荷时，若抽汽管道上的阀门因故不能关闭，供热系统蒸汽大量倒灌，引起严重超速，要求工程具有多重冗余安全功能的设计，使可靠性获得切实保证。

l      每根供热抽汽管道上除按常规要求设置一个逆止阀及一个电动阀外，还串联一个具有快关功能的抽汽调节阀，其主要目的是为甩负荷（包括只甩热负荷）时快关而设。

l      甩负荷信号即联动抽汽快关调节阀快关，也联动蝶阀暂关，使高、中压缸短时作负功，以阻止机组超速。

l      甩热负信号联动抽汽快关调节阀与逆止阀快关，迅速切除供热抽汽，同时联动蝶阀快开，让抽汽快速改道进入低压缸，将供热工况转为纯凝汽工况。

l      在供热工况甩负荷时，还应密切注意调压系统工作情况，如有异常应采取措施。

建议供热工况甩负荷，应停机，不要求机组再维持空转。

低压保安系统

    低压保安系统由危急遮断器、危急遮断器装置、遮断隔离阀组、机械遮断机构、手动停机机构、复位试验阀组、机械停机电磁铁和导油环等组成,见图0-2-1

润滑油经复位试验阀组（1YV）进入危急遮断器装置活塞腔室，接受复位试验阀组（1YV）的控制；透平油压力油经复位试验阀组（2YV），从导油环进入危急遮断器腔室,接受复位试验阀组（2YV）的控制。

手动停机机构、机械停机电磁铁、遮断隔离阀组、通过机械遮断机构与危急遮断器装置相连，高压保安油通过遮断隔离阀组与油源无压排油管相连。

系统主要完成如下功能:

1  挂闸

系统设置的复位试验阀组中的复位电磁阀（1YV），机械遮断机构的行程开关ZS1、ZS2供挂闸用。

挂闸程序如下:

按下挂闸按钮（设在DEH操作盘上）,复位试验阀组中的复位电磁阀（1YV）带电动作,将润滑油引入危急遮断器装置活塞侧腔室，活塞上行到上止点，使危急遮断器装置的撑钩复位，通过机械遮断机构的杠杆将遮断隔离阀组的机械遮断阀复位，将高压保安油的排油口封住，建立高压保安油。

当压力开关组件中的三取二压力开关检测到高压保安油已建立后，向DEH发出信号，使复位电磁阀（1YV）失电，危急遮断器装置活塞回到下止点，DEH检测行程开关ZS1的常开触点仍为闭合、ZS2的常开触点仍为断开，DEH判断挂闸程序完成。

2  遮断

    从可靠性角度考虑,低压保安系统设置有电气、机械及手动三种冗余的遮断手段。

2.1电气停机

    实现该功能由机械停机电磁铁和高压遮断模块来完成。

本系统设置的电气遮断本身就是冗余的，一旦接受电气停机信号，同时使机械停机电磁铁带电，高压遮断模块失电。

机械停机电磁铁带电动作，通过机械遮断机构的杠杆使危急遮断器装置的撑钩脱扣，机械遮断机构使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作，将高压保安油的排油口打开，泄掉高压保安油。

快速关闭各主汽、调节阀门，遮断机组进汽。

而高压遮断模块失电，直接泄掉高压保安油，单独快速关闭各阀门。

若危急遮断器装置的撑钩脱扣，即使高压遮断模块失电拒动，系统仍能遮断所有调门、主汽门，以确保机组安全。

另外各种电气停机信号也同时送到各阀油动机的遮断电磁阀，使其带电，直接泄掉各油动机的安全油，快速关闭各阀门。

2.2机械超速保护

    由危急遮断器、危急遮断器装置、遮断隔离阀组和机械遮断机构组成。

动作转速为额定转速的110－111%（3300～3330r/min）。

当转速达到危急遮断器设定值时,危急遮断器的飞环击出,打击危急遮断器装置的撑钩,使撑钩脱扣,通过机械遮断机构使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作，泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。

2.3手动停机

    系统在机头设有手动停机机构供紧急停机用。

手拉手动停机机构按钮，通过机械遮断机构使危急遮断器装置的撑钩脱扣,泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。

2.4系统设置了复位试验阀组,供危急遮断器作喷油试验及提升转速试验用。

部套说明

1  危急遮断器

1.1危急遮断器是重要的超速保护装置之一

    当汽轮机的转速达到110∽111%（3300～3330r/min）额定转速时。

危急遮断器的飞环在离心力的作用下迅速击出，打击危急遮断器装置的撑钩,使撑钩脱扣。

通过机械遮断机构使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作，泄掉高压保安油，从而使主汽阀、调节阀迅速关闭。

为提高可靠性，防止危急遮断器的飞环卡涩，运行时借助遮断隔离阀组、复位试验阀组,可完成喷油试验及提升转速试验。

调整危急遮断器的飞环弹簧的予紧力可改变动作转速。

2  复位试验阀组

2.1  复位试验阀组的作用

2.1.1  在掉闸状态下,根据运行人员指令使复位试验阀组的复位电磁阀1YV带电动作,将润滑油引入危急遮断器装置活塞侧腔室，活塞上行到上止点，通过机械遮断机构的连杆使危急遮断器装置的撑钩复位。

2.1.2        在飞环喷油试验情况下,使喷油电磁阀2YV带电动作,将透平油压力油

从导油环注入危急遮断器腔室,危急遮断器飞环被压出。

3  遮断隔离阀组

3.1  遮断隔离阀组的作用

3.1.1        在提升转速试验下,遮断隔离阀组的机械遮断阀处在关断状态,将高压

保安油的排油截断，待其上设置的行程开关ZS4的常开触点断开、ZS5的常开触点闭合并对外发讯，DEH检测到该信号后，将转速提升到动作值，危急遮断器飞环被击出，打击危急遮断器装置的撑钩,使危急遮断器装置撑钩脱扣,通过机械遮断机构使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作，泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。

3.1.2在飞环喷油试验情况下,先使遮断隔离阀组的隔离阀4YV带电动作,高压保安油的排油被隔