机组的危急跳闸保护系统

张南工业知识 2024-04-25 21:48:58
【主机培训】危急跳闸保护系统

发电运行安全屋

一、概述

在机组运行中,为防止部分设备失常造成汽轮机严重损坏,机组装有危急跳闸保护(AST)。在发生异常情况时,使汽轮机危急停机,保护汽轮机安全。危机跳闸系统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。另外汽轮机还装有超速保护系统(OPC)。当电网全部故障时发电机负荷较大幅度减少时,为防止汽轮发电机与电网解列后,造成重新并网的困难,以及防止解列以后造成电网不稳定,超速保护系统使调节阀暂时关闭,减少汽轮机的进汽量及功率,待电网故障排除后再重新开启。因此机组设有 AST 和 OPC。

危急跳闸系统监视汽机的某些运行参数,当这些参数超过其运行限制值时,该系统就送出遮断信号关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门。被监视的参数有如下各项:

汽轮机超速、推力轴承磨损、轴承油压过低、冷凝器真空过低、抗燃油油压过低。另外,还提供了一个可接所有外部遮断信号的遥控遮断接口。

危急跳闸系统的主要执行元件由一个带有四只自动停机遮断电磁阀(20/AST)和二只超速保护控制阀(20/OPC)的危急遮断控制块(亦称电磁阀组件)、隔膜阀、空气引导阀和几只压力开关等所组成。见图如下:

二、主要设备及结构

1. 四只自动停机电磁阀电磁阀(20/AST)

在正常运行时,它们是被通电励磁关闭,从而封闭了自动停机危急遮断(AST)母管上的抗燃油泄油通道,使所有蒸汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起来。当电磁阀失电打开,则总管泄油,导致所有汽阀关闭而使汽机停机。电磁阀(20/AST)是组成串并联布置,这样就有多重的保护性。每个通道中至少须一只电磁阀打开,才可导致停机。同时也提高了可靠性,四只AST电磁阀中任意一只损坏或拒动作均不会引起停机。

四个AST电磁阀构造相同,它们均是二级阀。以20-1/AST为例,正常运行时,电磁阀带电关闭,此时第一级阀关闭,高压抗燃油经节流孔通到第一级阀处被堵住,故在二级阀左边作用着高压抗燃油,加上弹簧的作用,使二级阀紧紧地压在阀座上阻止了危急跳闸油路油流的泄出。当电磁阀失电,第一级阀开启,高压抗燃油经一级阀至回油管路,作用在二级阀右边的AST油在油压作用下,克服了弹簧力向左移动,二级阀开启。危急跳闸油路泄压漏至并联的#1和#4电磁阀。正常运行时,四只电磁阀同时通电和断电,故从#1电磁阀来的危急跳闸油流作用下#2及#4电磁阀的二级阀均开启,危急跳闸油路泄压,高中压主调速汽门相继关闭。如果后两个并联的电磁阀有一只拒动,并不影响危机跳闸油路泄压及进汽阀的关闭。同样,#1和#3电磁阀也是并联连接的,当危急跳闸信号作用在这两只并联的电磁阀上,若有一只拒动,也不会影响危机跳闸油路泄压及进汽阀的关闭。反之,如果有一只电磁阀误动,也不会使危急跳闸油路泄压而影响正常运行。

2.二只超速保护控制电磁阀(20/OPC)

OPC电磁阀是超速保护控制电磁阀,它们是受DEH控制器的OPC部分所控制。并联布置。正常运行时,该二个电磁阀是不带电常闭的,封闭了OPC总管油液的泄放通道,使调节汽阀和再热调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立起油压,一旦OPC控制板动作,例如转速达103%额定转速时,该二个电磁阀就被励磁(通电)打开,使OPC母管油液泄放。这样,相应执行机构上的卸荷阀就快速开启,使调节汽阀和再热调节汽阀迅速关闭。因此,当有故障信号时,即使一路信号消失,另一路仍可动作。

3.危急遮断控制块

为了方便调整及集中管理,四只AST电磁阀,二只OPC电磁阀均放在一个危急跳闸控制块上,该控制块主要功能是为自动停机危急遮断(AST)与超速保护控制(OPC)母管之间提供接口。控制块内部有二只逆止阀,当AST油路泄油时,逆止阀打开,OPC油路也泄油,当OPC油路泄油时,逆止阀关闭,保持AST油路油压不变。控制块内加工了必要的通道,以连接各元件。所有孔口或为了连接内孔而必须钻通的通孔,都用螺塞塞住,每个螺塞都用“O”型圈密封。

4.二个单向阀

二个单向阀安装在自动停机危急遮断(AST)油路和超速保护控制(OPC)油路之间,当OPC电磁阀通电打开,单向阀维持AST的油压,使主汽门和再热主汽门保持全开。当转速降到额定转速,OPC电磁阀失电关闭,调节阀和再热调节阀重新打开,从而由调节汽阀来控制转速,使机组维持在额定转速,当AST电磁阀动作,AST油路油压下跌,OPC油路通过两个单向阀,油压也下跌,将关闭所有的进汽阀而停机。

5.隔膜阀

它联接着润滑油(低压安全油)系统与EH油(高压安全油)系统,其作用是当润滑油系统的压力降到不允许的程度时,可通过EH油系统遮断汽轮机。隔膜阀装于前轴承座的侧面,当汽轮机正常运行时,润滑系统的透平油通入阀盖内隔膜(或活塞)上面的腔室中,克服了弹簧力,使阀保持在关闭位置,堵住EH危急遮断油母管通向回油的通道, 使EH系统投入工作。机械超速遮断机构或手动超速试验杠杆的单独动作,或同时动作,均能使透平油油压力降低或消失,因而使压缩弹簧打开隔膜阀阀门把EH危急遮断油排到回油管,AST安全油迅速失压将关闭所有的进汽阀。

6.空气引导阀

空气引导阀安装在汽轮机前轴承座旁边,该阀用于控制供给气动抽汽逆止阀的压缩空气。该阀由一个油缸和一个带弹簧的青铜阀体组成,油缸控制阀门的打开而弹簧提供了关闭阀门所需的力。当OPC母管有压力时,油缸活塞往外伸出,空气引导阀的提升头便封住“通大气”的孔口,使压缩空气通过此阀进入抽汽逆止阀的通道,打开抽汽逆止阀。

当OPC母管失压时,该阀由于弹簧力的作用而关闭,提升头封住了压缩空气的出口通路,截留在到抽汽逆止阀去的管道中的压缩空气经“通大气”阀口排放,这使得抽汽逆止阀快速关闭。

7.EH油压低试验装置

在EH系统中,当EH油压低于9.5MPa时,由63-1,4/LP压力开关输出遮断信号,通过ETS系统迅速遮断汽轮机,以确保机组安全、可靠运行。

EH 油压低试验装置主要用于在线试验 63-1,4/LP 压力开关的正常与否。它提供了完全对称的二个通道,当机组正常运行时,通过操作其中的一个通道,便会测出压力的动作正常而不会引起跳机。

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