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【技术学习】汽轮机超速保护系统(转载)
发布时间:2019-10-13
 

不学不成 不问不知

温电维护部仪控一班

【技术学习

 

汽轮机超速保护分为三层

1、OPC超速:动作转速103%额定转速(OPC电磁阀动作).
2、AST超速:动作转速110%额定转速(AST电磁阀动作).
3、机械超速:动作转速111~112%额定转速和手动脱扣(薄膜阀动作).


汽轮机超速保护的意义

     汽轮机是高速转动的设备,转动部件的离心力与转速的平方成正比;当汽轮机转速超过额定转速的20%时,离心应力接近额定转速下应力的1.5倍,此时转动部件将发生松动,同时离心力将超过材料所允许的强度极限使部件损坏。为此,汽轮机均设置超速保护装置,它能在汽轮机转速超过额定转速的9-11%时动作,迅速切断汽轮机进汽停机。


OPC超速保护系统

     火电机组超速保护系统(Over speed Protect Controller)是一种抑制发电机组超速的保护控制,其作用是在汽轮机出现超速时,关闭所有调节汽门,防止汽轮机转速进一步升高。它取代了传统液压调节系统的微分器,对发电机跳闸、甩负荷、103%额定转速限制更精确可靠。
     超速保护(OPC)通过控制OPC电磁阀快速关闭GV和IV,有效防止汽轮机转速飞升,并将转速维持在3000RPM。

1、作用:

(1)负荷部分下跌,中压调节汽阀快速关闭功能;
(2)负荷下跌预测功能;
(3)机组超速控制功能。

2、OPC实质是一种转速调节

     OPC源于美国西屋公司(W.H)的超速保护系统,汽轮机OPC系统在国家电力行业标准DL/T701—1999中表述为:OPC是一种抑制超速的控制功能。
     目前多采用双位控制方式实现,即汽轮机转速达到额定转速的103%时,自动关闭调速汽门,当转速恢复额定转速时再开调速汽门,如此反复,直至正常转速控制回路能维持额定转速。

3、OPC电磁阀动作过程

     当n>103%→OPC电磁阀动作(带电打开)→泄OPC母管油压→关调门OPC电磁阀动作原理:正常运行时两个电磁阀是不带电常闭的,封闭了OPC总管油液的泄放通道,使高中压调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立起油压。一旦达到OPC动作条件时,该两个电磁阀就被励磁(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,使高中调节汽阀迅速关闭。当n<103%→  OPC电磁阀复位(失电关闭)。

4、意 义

     防止机组因甩负荷及其他原因超速,避免机组因停机而重新启动,保持电网稳定运行,节约时间,减少损失。


危急遮断系统超速保护

1、作用

     当机组转速达到110%的额定转速时,AST电磁阀动作,关闭高、中压主汽阀,同时与OPC油回路相连的止回阀被顶开使OPC油路泄压,关闭高、中压调节汽阀,实行紧急停机。

2、AST电磁阀动作过程

     四只AST电磁阀在正常运行时、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,使所有汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起来。当ETS系统检测到的安全指标(如真空、轴向位移、转速等)达到安全界限后DEH发来停机信号,电磁阀失电打开,则AST总管泄油,导致所有汽阀关闭而使汽轮机停机。
     当n>110%→AST电磁阀动作(失电打开)→泄AST母管油压和OPC母管油压→关所有阀门→停机(脱扣)。注:动作后想恢复机组运行,必须复位;目的:紧急停机保护。

3、OPC、AST电磁阀

OPC电磁阀:2个常不带电—并联(防止电磁阀拒动作).
AST电磁阀:4个常带电—串联(防止电磁阀误动作)—并联(防止电磁阀拒动作).

4、OPC与超速危急遮断的区别

     电超速保护装置是利用甩负荷时的电信号投入工作,帮助调节汽门快速关闭以降低机组的动态超速,可以与机组当时转速的状态无关,这是它的一个很重要的特点。
     所以,OPC译为超速限制更为准确,它实际上属于调节系统范畴,主汽门并不关闭,而转速110%超速危急遮断保护则是用电气的方法实现的紧急遮断系统,属于保安系统,它们有本质的不同。


械超速危急遮断和手动停机系统

1、作用

     当机组超速(转速达到110%~112%额定转速)或手动操作时,通过机械动作而实现紧急停机。

2、系统组成

     飞锤式危急保安器、危急遮断滑阀、手动复位和遮断装置、遥控复位装置、试验装置。

     机械超速/手动脱扣→泄透平安全油压→隔膜阀动作(打开)→泄AST油压(关所有阀门)→停机(脱扣)。

3、超速自动停机过程

     转速超过110%额定转速,危急遮断器飞锤飞出,击打碰钩,带动危急遮断滑阀右移打开泄油口,泄去透平安全油,隔膜阀动作,泄去AST安全油,所有进汽阀关闭,紧急停机。

4、手动停机动作过程

     手动操作复位手柄置于遮断位置,压下碰钩,带动危急遮断滑阀右移,打开泄油口泄去透平安全油,隔膜阀动作,泄去AST安全油,所有进汽阀关闭,紧急停机。

5、复位过程(机械挂闸)

     机组转速下降,飞锤复位,就地手拉复位手柄(或者遥控复置电磁阀,使气缸活塞上移),带动遮断复置连杆,推动碰钩,带动危急遮断滑阀左移,泄油口关闭,透平安全油缓慢建立,隔膜阀复位,(若同时AST电磁阀复位)AST安全油建立。

6、危急遮断器注油试验

(1)目的:主要用于检查危急遮断器是否卡涩
(2)步骤:将试验手柄扳向“试验”位置,并用手推住;打开试验截止阀,透平安全油通过喷油嘴进入危急遮断器;随着供油量增大,飞锤下压力增大,飞锤飞出;记录此时压力表的读数,与前两次试验的动作油压比较,判断飞锤调整是否合适。

7、汽轮机超速试验

操作途径:通过DEH的超速试验窗口实现。
目的:是为了检查三层超速保护动作转速是否合格。
方法:冷态启动一般在带10%额定负荷运行一段时间后,在DEH画面超速试验窗口分别点击OPC和危急遮断超速保护试验按钮,然后在升速窗口输入超过其动作转速的升速目标值,然后升速,检查超速保护动作转速是否合格。

8、飞锤式危急遮断器

(1)结构:离心飞锤式危急遮断装在与汽轮机主轴相连的小轴上,它由偏心飞锤、弹簧、调整螺母等组成。飞锤的重心与旋转轴的中心偏离一定距离,所以叫偏心飞锤。
(2)工作原理:偏心飞锤被弹簧压在端盖一端,在转速低于飞出转速时,弹簧力大于离心力,飞锤不动,当转速等于或高于飞出转速时,飞锤的离心力增加到超过弹簧力,于是撞击子动作向外飞出,撞击碰钩。


汽轮机挂闸

1、什么是挂闸?

     所谓挂闸,就是汽轮机自动保护系统所有设备和部件投入工作状态,安全油压建立,高、中压主汽门打开的过程。
挂闸的标志是:安全油压建立,高、中压主汽门可以打开。

2、具体内容:

     汽轮机自动保护系统所有设备和部件投入工作状态,具体就是机械超速保护装置和手动停机装置复位,建立低压润滑油安全油压,隔膜阀复位;OPC电磁阀、AST电磁阀全部复位,各油动机快速卸荷阀复位,建立OPC、AST安全油压。非冲转控制用高、中压主汽门打开。

3、挂闸分类

(1)机械挂闸:低压透平安全油通至隔膜阀上腔室,封闭高压抗燃油AST油的泄油,建立AST油压的过程为“机械挂闸”,可以远方和就地操作。
(2)电气挂闸:在AST油路上,还设计有四个串、并联结构的电磁阀(20/AST),电磁阀被激励关闭的过程为“电气挂闸”。
(3)挂闸操作顺序:向阀门执行结构和自动保护系统油管路充油,运行人员在DEH控制盘按下“挂闸”按钮,OPC电磁阀、AST电磁阀、机械超速保护系统装置和手动停机装置等全部复位,建立低压润滑油安全油压,隔膜阀复位,建立OPC、AST安全油压,各油动机快速卸荷阀复位。

转载自:热控圈


END

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