汽轮机调节保安系.ppt
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1、 汽轮机 调节保安系统 一 概述1、调节保安系统主要任务 汽轮机调节保安系统能够对汽轮机的启动,升速,并网,加减电/热负荷,甩负荷等各种运行工况进行控制。2、调节保安系统的基本组成 (按功能分为四大部分:供油系统部分、执行机构部分、抗燃油超速及危急遮断、机械超速手动停机及启动挂闸部分。)+电子控制器+操作系统=DEH3、汽轮机调节保安系统基本控制功能 3-1汽轮机调节保安系统的远方挂闸控制。3-2汽轮机调节保安系统超速限制控制OPC(RPM103%)。3-3汽轮机调节保安系统危急遮断保护功能(机械 超速保护110%及电超速保护109%)3-4 主汽阀在线活动试验功能。3-5 危急遮断器撞击子在
2、线活动试验 3-6 汽轮机转速控制,并网控制,负荷控制,抽汽控制功能。3-7 就地手动/控制室手动/DEH自动打闸停机功能。3-8 在线进行EH油压低,润滑油压低,冷凝器真空低试验。二 汽轮机调节保安系统部套结构与工作原理 1-1 EH供油装置 EH供油装置为汽轮机调节保安系统提供所需的高压抗燃油,它由EH油箱、油泵-电机组件、控制块、滤油器、磁性过滤器、溢流阀、蓄能器、循环冷却系统、抗燃油再生过滤系统、EH油箱加热器、控制箱和油压、油温、油位指示,监视仪表所组成。1-1-1 油箱 a、油箱设计成能容纳900升EH油的油箱,考虑到抗燃油中少量的水分对碳钢有腐蚀作用,设计时选用1Cr18Ni9T
3、i作为制造EH油箱的材料。b、空气滤清器(兼做加油口)和空气干燥器 空气干燥剂使用蓝色硅胶,在供油装置进行呼吸时对空气有足够的过滤精度及去除空气中的水分,以确保油系统的清洁度。c、在油箱箱盖上装有一组三个由永久磁钢组成的磁棒作为磁性过滤器,以便吸附EH油中的金属杂质。整套磁性过滤器可拿出清洗及维护。注意注意:磁性过滤器的清洗及维护必须在停机时进行!d、EH 油箱下面有一个手动泄放阀,以泄放EH油箱中的抗燃油(此阀在进行EH油箱箱底清污时使用)。e、浮子式液位报警装置:二个浮子式液位报警装置(LS/001LS/002)安装在EH油箱的顶部;当EH油箱抗燃油液位发生改变且液位降低或升高到设定值时,
4、液位推动开关机构,触点闭合发出报警或停机遮断信号。f、侧部装有玻璃管油位观察窗。g、油箱侧部还装有控制块组件,上边装有溢流阀、单向阀、EH油泵出口过滤器、EH油泵出口高压蓄能器、压差开关、高压球阀等液压元件。另外油箱底部外侧装有一组电加热器,以便在EH油箱油温低于20C时对EH抗燃油进行加热,以保证EH高压柱塞泵的正常运行。112 油泵 变量柱塞泵EH油泵为恒压变量柱塞泵,它恒定的压力输出是通过出口压力变化反馈调节实现的。调节装置分为二部分:调节阀和推动机构。调节阀装于泵的上部,感受泵出口压力变化并转化成推动机构的推力。推动机构在泵体内部,调节阀输出的压力信号变化转化为斜盘倾角变化,EH油泵出
5、口截止阀:两泵出口共用一只手动截止阀,它在运行时应保持全开状态(当截止阀手柄轴线与阀轴线相重合时,该阀为打开状态)蓄能器:两个10升的蓄能器装在油箱旁边的控制块组件上,在过滤器组件上方,中间有一个45的孔相通。蓄能器组件含有2个10L高压蓄能器、进口截止阀、出口截止阀、25MPa压力表各二个,各自组成二个独立的系统,关闭进口截止阀可以将相应的蓄能器与母管隔开,因此蓄能器可以在线维修或更换。出口截止阀用以泄放蓄能器中的剩油,压力表指示系统的工作压力。此蓄能器用来吸收油泵出口的高频脉动分量,稳定系统油压。当EH油温超过上限值57C时,温控装置(23/CW)发出信号连锁电磁水阀打开,冷却水流入冷油器
6、对EH油进行冷却。当EH油温下降到37C时,连锁电磁水阀关闭,停止冷却工作。EH系统有压回油是由有压回油母管上的冷却器进行的,EH油箱抗燃油的冷却是由自循环冷却/过滤系统完成的。EH冷却器采用二只管式冷油器,直立安装。一只装在自循环冷却/滤油系统中,另一只装在压力回油管路上的回油过滤器的后面,用以冷却从系统中返回的EH油。115 EH抗燃油再生装置 EH油再生装置是保证EH油油质合格的必不可少的部分,当EH油的清洁度、含水量和酸值不符合要求时,应启用再生装置改善EH油质。EH供油装置所配套的再生装置由再生泵和两个滤器组成。其中一个为硅藻土滤器,它用以调节三芳基磷酸脂抗燃液的理化特性及去除水分及
7、降低抗燃液的酸值。另一个滤器为玻纹纤维滤器,用以对抗燃液中的颗粒度进行过滤。在每一个滤芯的外壳上均有一个压差指示器。当滤芯污染程度达到设计值时,压差指示器的红色钮跳出,表明该滤芯需要更换。硅藻土滤器以及波纹纤维滤器均为可调换式滤芯,关闭相应的阀门,打开冷油器盖即可调换滤芯。116 压力开关及温度开关控制箱 EH油箱上还配有压力表、压力开关、压力变送器、液位开关、温度传感器等监视仪表,这些仪表与集控室计算机控制系统连接起来,可对EH供油装置及EH油系统的进行监视和控制。EH油箱的各种监视仪表安装在EH油箱上和压力开关控制箱内,其中:压力开关(63/HP):感受EH油系统油压过高信号,当EH油系统
8、压力高于16.20.05MPa时,接点闭合,并发出报警信号。v 压力开关(63/MP):感受EH油压低信号,调整到当系统压力低至11.2MPa时接点闭合,并启动备用油泵。同时该信号经继电器再扩展出一点,用于油压低报警。三个连锁停机压力开关(63/LP-163/LP-3):它们检测EH系统油压过低信号,调整到当EH系统油压低于9.80.05MPa时,压力开关触点闭合,发出信号送入DEH控制系统进行“三”选“二”处理后,控制汽轮机跳闸停机。压力变送器(XD/MPT):将0-21MPa的压力信号转换成4-20mA的电流信号,此信号送到电厂DCS计算机、以监视EH油压。EH油泵连锁试验电磁阀20/MP
9、T:该电磁阀安装在EH油箱侧板上,利用它可以实现对备用油泵进行远方试验;当电磁阀动作时,使EH油箱出口高压油路泄油,随着系统压力降低,备用油泵压力开关(63/MP)就使备用油泵连锁起动。此电磁阀及压力开关与高压EH油母管用节流孔隔开,因此试验时高压EH油母管压力不会受到影响。温度控制装置(23/CW):温控装置可以显示EH油温和远传420 mA信号,并输出报警接点信号。当EH油箱油温低于20C时,温度控制装置发出动作信号。控制电加热器工作,当油箱油温超过50C时,控制加热器停止工作。真空压力表发讯器(P1、P2):用以监视两个主油泵入口的真空度,当EH系统主油泵入口油压大于0.08MPa时,发
10、出报警信号。注意注意:冷却水投入时,自循环冷却/滤油回路和EH系统有压回油回路的冷却器是一起投入的。117其它 有压力回油过滤器 有压力回油过滤器安装在EH油箱旁的压力回油管上,它对由EH油系统回来的有压力回油进行过滤。抗燃油随着汽轮发电机组容量的不断增大,蒸汽温度不断提高,控制系统为了提高动态响应而采用高压控制油,在这种情况下,电厂为防止火灾而不能采用传统的透平油作为控制系统的工作介质。所以EH系统采用的液压油为三芳基磷酸脂型抗燃油,其正常工作温度为35-60C。22 EH油系统的执行机构(油动机)EH油系统中的执行机构由阀门操纵座及油动机两部分组成。执行机构分为开关型和连续调节型两种。汽轮
11、机调节保安系统中设置有2台高压、2台中压自动关闭器。4台高压调节阀油动机,2台中压调节阀油动,2台碟阀抽汽油动机。其中自动关闭器为开关型执行机构,由开关电磁阀进行控制,8台调节阀油动机为伺服型执行机构,由电液伺服阀实现连续控制。机组启动时,DEH控制保安系统挂闸后,薄膜阀上腔1.96MP透平油、薄膜阀下腔EH油(AST)建立后,DEH控制系统发出开主汽门信号,使高、中自动关闭器开关电磁阀(S4、S5,S8、S9)失电关闭,开启高压主汽阀。主汽门完全打开后,安装在高、中压自动关闭器上的行程开关触点ZS49ZS52,ZS59ZS62)闭合,送主汽阀全开信号。机组升速时,DEH发出阀位控制信号,通过
12、伺服放大器控制高、中及碟阀抽汽油动机上的电液伺服阀(MOOG1MOOG8),使EH油进入油缸下,油缸活塞上移。并带动位移传感器的芯杆随之移动,位移传感器产生相应的油动机位置信号反馈到伺服放大器的输入端,与给定阀位指令相比较,直到相平衡为止。此时活塞停止运动,稳定在新的平衡为止上,完成了电/液/机械位移的转换过程。随着DEH阀位指令信号的变化,油动机不断地调节调节阀阀门的开度。221 自动关闭器 高、中压自动关闭器执行机构为二位开关型执行机构。自动关闭器安装在高压主汽阀上,为单侧进油式油缸。阀门开启时由EH油压提供开启力,而关闭时则依靠操纵座的弹簧力关闭。油缸集成块上安装有开关电磁阀及活动电磁阀
13、,卸荷阀等部件。汽轮机挂闸后,AST油压建立,这样卸荷阀上腔自动停机危急遮断控制油(AST控制油)通往有压回油(DP)的通路被封闭。这时高、中压自动关闭器执行机构接受DEH控制系统来的控制信号,其开关电磁阀(S4、S5,S8、S9)在得到DEH控制系统发出的控制信号后,失电关闭,EH油压建立。卸荷阀的滑阀在其上腔AST油压和弹簧作用下关闭,此时高压抗燃油经节流孔进入该执行机构油缸和卸荷阀的下部,在油压的作用下,该执行机构克服蒸汽在阀门上作用力、摩擦力、阀门本身的重力和操纵座弹簧力而开启高、中压主汽门。当高、中主汽门全开后,操纵座上的行程开关触点(ZS49ZS52,ZS59ZS62)闭合,同时发
14、出一个接点信号给DEH和DCS,表明该主汽门已全开。油动机的集成块上的卸荷阀在汽轮机发生危急情况时,AST系统动作泄掉AST油,危急遮断油(AST油)母管失压后,卸荷阀在压力油的作用下快速打开,迅速卸去执行机构活塞杆下腔的压力油,主汽门在弹簧力的作用下迅速关闭。操纵座上的行程开关触点闭合,同时发出一个接点信号给DEH和DCS,表明该高、中主汽门已全关。当机组根据运行规则需要进行主汽门活动试验时,运行人员可通过DEH远方控制活动电磁阀打开,通过节流孔控制自动关闭器关闭一下,达到活动主汽门油动机的目的。自动关闭器的主要部件:隔离阀:高压抗器EH油,该阀安装在执行机构控制块上。抗燃油经过此隔离阀供给
15、自动关闭器。卸荷阀:卸荷阀安装在执行机构控制块上,它主要作用是当机组发生故障紧急停机时,汽轮机危急遮断系统动作使危急遮断油压(AST)泄去,可使油动机油缸活塞杆下腔的压力油经卸荷阀快速释放,主汽门在操纵座弹簧力的作用下迅速关闭。逆止阀:有两个逆止阀装在控制块上,一只位于通向自动停机危急遮断保护(简称AST)母管上,该逆止阀的作用是阻止AST母管内的油倒流到回油腔室;另一只逆止阀位于通向有压回油的母管上,该阀的作用是阻止有压回油母管内的油倒流到油动机内。开关电磁阀(S4、S5,S8、S9):开关电磁阀位于油动机集成块上,它在得电导通将油动机卸荷阀上腔的AST油与有压回油母管接通,油动机卸荷阀的滑
16、阀在底部的压力油的作用下迅速打开,使油动机油缸活塞下腔的压力油被排往有压回油母管,主汽门在操纵座弹簧力的作用下迅速关闭。该电磁阀在失电状态时,卸荷阀上部的AST油得以保持,卸荷阀关闭,油动机油缸活塞下腔油压得以建立,这样,油动机油缸在油压的作用下克服操纵座的弹簧力,使主汽门打开。活动电磁阀(S6、S7,S10、S11):活动电磁阀安装在油动机集成块上进油节流孔后侧,它的排油通过另一个节流孔排向有压回油母管;活动电磁阀在正常运行时是失电关闭的,当主汽门需要进行活动试验时,运行人员在集控室发出主汽门活动试验指令,主汽门活动试验电磁阀得电打开,将油动机油缸活塞下腔的EH压力油部分泄去,使油动机油缸活
17、塞下腔EH油压部分跌落,主汽门在操纵座弹簧力的作用下关闭一定行程。适当调整活动电磁阀后的节流孔孔径的大小,可以调整油动机的关闭行程。当主汽门活动试验完成后,电磁阀失电关闭,将通往有压回油母管的通路封闭,主汽门油动机油缸活塞下EH油压得以恢复,主汽门油动机回到全开位置。高、中自动关闭器上还各装有一个行程传感器LVDT(ZE57、ZE58,ZE67、ZE68),在控制室远方作自动关闭器活动试验时,用来监视自动关闭器活动状态。节流孔:在高、中压主汽门油动机集成块上各有一个节流孔,是压力油进油节流孔,它的主要作用是控制主汽门油动机的开启速度,以避免主汽门开启速度过快,造成主汽阀的阀头及阀座撞击损坏,适
18、当调整节流孔孔径的大小,可以调整主汽门油动机运动速度。2.2.2 调节阀油动机 本系统设有4个高压调节阀油动机,2个中压调节阀油动机,2个碟阀抽汽油动机,均为连续型伺服执行机构。调节阀油动机的油缸为单侧进油的油缸。其开启的动力由EH油提供,关闭靠操纵座的弹簧力,空载关闭时间常数为0.15秒,油缸与控制块连接成一体,在控制块上还安装有隔离阀、卸荷阀、逆止阀和伺服阀。油动机快速关闭时,为了使蒸汽阀碟与阀座的冲击力保持在一个允许的范围内,在油动机活塞尾部均采用液压缓冲结构。调节阀执行机构属连续型伺服执行机构,可以将调节汽阀控制按照DEH控制系统的要求控制在任一所需位置上,成比例地调节进汽量以适应汽轮
19、机运行的需要。汽轮机运行时,经DEH运算处理的控制信号经过伺服放大器放大后,送到电液伺服阀的力矩马达中,力矩马达带动喷嘴档板产生偏转,使喷嘴两侧的压力产生差值,这个压差作用到电液伺服阀中的小滑阀两端,使小滑阀移动,并打开控制大滑阀的油口,使大滑阀产生位移,打开控制油口,使EH油进入油动机活塞下腔,使活塞向上移动,压缩操纵座弹簧,带动调节阀开启。或者是使EH油自活塞下腔泄出,在操纵座弹簧力的作用下使活塞下移,关闭调节阀。当油动机活塞移动时,带动两个线性位移传感器(LVDT),将活塞的位移转换成电信号,作为反馈信号与DEH的给定信号相比较,无偏差,则伺服放大器的控制信号为零时,伺服阀的主阀回到中间
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