東汽660MW調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)介紹

1、 汽機(jī)專業(yè)汽機(jī)專業(yè) 李成文李成文 目 錄1423液壓伺服系統(tǒng)低壓保安系統(tǒng)高壓遮斷系統(tǒng)概述汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)是保證汽輪機(jī)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分。調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)是高壓抗燃油數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它接受DEH發(fā)出的指令，完成掛閘、驅(qū)動(dòng)閥門及遮斷機(jī)組等任務(wù)。本調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)按照組成可劃分為低壓保安系統(tǒng)、高壓遮斷系統(tǒng)和液壓伺服系統(tǒng)三大部分組成。汽輪機(jī)掛閘；適應(yīng)高、中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)的要求；適應(yīng)中壓缸啟動(dòng)的要求；具有超速限制功能；需要時(shí)，能夠快速、可靠的遮斷汽輪機(jī)進(jìn)汽；適應(yīng)閥門活動(dòng)試驗(yàn)的要求；具有超速保護(hù)功能。 A、機(jī)械式超速保護(hù) B、DEH電超速和TSI電超速保護(hù)低壓保安系統(tǒng)由危急遮斷器

2、、危急遮斷裝置、危急遮斷裝置連桿、手動(dòng)停機(jī)機(jī)構(gòu)、復(fù)位試驗(yàn)閥組、機(jī)械停機(jī)電磁鐵(3YV)和導(dǎo)油環(huán)等組成,見圖2潤滑油分兩路進(jìn)入復(fù)位電磁閥，一路經(jīng)復(fù)位電磁閥(1YV)進(jìn)入危急遮斷裝置活塞腔室，接受復(fù)電磁閥組1YV的控制；另一路經(jīng)噴油電磁閥(2YV)，從導(dǎo)油環(huán)進(jìn)入危急遮斷器腔室, 接受噴油電磁閥閥組2YV的控制。手動(dòng)停機(jī)機(jī)構(gòu)、機(jī)械停機(jī)電磁鐵、高壓遮斷組件中的緊急遮斷閥通過危急遮斷裝置連桿與危急遮斷器裝置相連，高壓保安油通過高壓遮斷組件與油源上高壓抗燃油壓力油出油管及無壓排油管相連。機(jī)械遮斷閥手動(dòng)打閘3YV1、危急遮斷器 危急遮斷器是重要的超速保護(hù)裝置之一。 當(dāng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到110111%(3300

3、-3330r/min)額定轉(zhuǎn)速時(shí)。危急遮斷器的飛環(huán)在離心力的作用下迅速擊出，打擊危急遮斷裝置的撐鉤,使撐鉤脫扣 。通過危急遮斷裝置連桿使遮斷隔離閥組的緊急遮斷閥動(dòng)作，泄掉高壓保安油，從而使主汽閥、調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉。為提高可靠性，防止危急遮斷器的飛環(huán)卡澀，運(yùn)行時(shí)借助遮斷隔離閥復(fù)位試驗(yàn)閥組,可完成噴油試驗(yàn)及提升轉(zhuǎn)速試驗(yàn)。調(diào)整危急遮斷器的飛環(huán)彈簧的予緊力可改變動(dòng)作轉(zhuǎn)速。2、復(fù)位試驗(yàn)閥組在掉閘狀態(tài)下,根據(jù)運(yùn)行人員指令使復(fù)位試驗(yàn)閥組的復(fù)位電磁閥1YV帶電動(dòng)作, 將潤滑油引入危急遮斷裝置活塞側(cè)腔室，活塞上行到上止點(diǎn)，通過危急遮斷裝置的連桿使危急遮斷裝置的撐鉤復(fù)位。在飛環(huán)噴油試驗(yàn)情況下,使噴油電磁閥2YV帶電

4、動(dòng)作, 將潤滑油從導(dǎo)油環(huán)注入危急遮斷器腔室,危急遮斷器飛環(huán)被壓出。3、遮斷隔離閥組 遮斷隔離閥組的作用在提升轉(zhuǎn)速試驗(yàn)下,遮斷隔離閥組的機(jī)械遮斷閥處在關(guān)斷狀態(tài), 將高壓保安油的排油截?cái)?，待其上設(shè)置的行程開關(guān)ZS4的常開觸點(diǎn)斷開、ZS5的常開觸點(diǎn)閉合并對外發(fā)訊，DEH檢測到該信號后，將轉(zhuǎn)速提升到動(dòng)作值，危急遮斷器飛環(huán)被擊出，打擊危急遮斷器裝置的撐鉤,使危急遮斷器裝置撐鉤脫扣,通過機(jī)械遮斷機(jī)構(gòu)使遮斷隔離閥組的機(jī)械遮斷閥動(dòng)作，泄掉高壓保安油,快速關(guān)閉各進(jìn)汽閥,遮斷機(jī)組進(jìn)汽。在飛環(huán)噴油試驗(yàn)情況下, 先使遮斷隔離閥組的隔離閥4YV帶電動(dòng)作,高壓保安油的排油被隔離閥截?cái)啵渖显O(shè)置的行程開關(guān)ZS4的常開觸點(diǎn)

5、閉合、ZS5的常開觸點(diǎn)斷開并對外發(fā)訊，DEH檢測到該信號后，將復(fù)位試驗(yàn)閥組的噴油電磁閥(2YV) 帶電動(dòng)作， 透平油壓力油從導(dǎo)油環(huán)進(jìn)入危急遮斷器腔室,危急遮斷器飛環(huán)被擊出，打擊危急遮斷器裝置的撐鉤,使危急遮斷器裝置撐鉤脫扣,通過機(jī)械遮斷機(jī)構(gòu)使遮斷隔離閥組的機(jī)械遮斷閥動(dòng)作。由于高壓保安油的排油已被截?cái)?，機(jī)組在飛環(huán)噴油試驗(yàn)情況下不會(huì)被遮斷。此時(shí)系統(tǒng)的遮斷保護(hù)由高壓遮斷模塊及各閥油動(dòng)機(jī)的遮斷電磁閥來保證。4、手動(dòng)停機(jī)機(jī)構(gòu)為機(jī)組提供緊急狀態(tài)下人為遮斷機(jī)組的手段。運(yùn)行人員在機(jī)組緊急狀態(tài)下，手拉手動(dòng)停機(jī)機(jī)構(gòu)，通過機(jī)械遮斷機(jī)構(gòu)的連桿使危急遮斷裝置的撐鉤脫扣。并導(dǎo)致遮斷隔離閥組的緊急遮斷閥動(dòng)作，泄掉高壓保安油

6、,快速關(guān)閉各進(jìn)汽閥,遮斷機(jī)組進(jìn)汽。5、危急遮斷裝置連桿它由連桿系及行程開關(guān)ZS1、ZS2、ZS3組成。通過它將手動(dòng)停機(jī)機(jī)構(gòu)、危急遮斷裝置、機(jī)械停機(jī)電磁鐵、機(jī)緊急遮斷閥相互連接，并完成上數(shù)部套之間力及位移的可靠傳遞。行程開關(guān)ZS1、ZS2指示危急遮斷裝置是否復(fù)位，行程開關(guān)ZS3在手動(dòng)停機(jī)機(jī)構(gòu)或機(jī)械停機(jī)電磁鐵動(dòng)作時(shí)，向DEH送出信號，使高壓遮斷組件失電，遮斷汽輪機(jī)。6、機(jī)械停機(jī)電磁鐵為機(jī)組提供緊急狀態(tài)下遮斷機(jī)組的手段。各種停機(jī)電氣信號都被送到機(jī)械停機(jī)電磁鐵上使其動(dòng)作，帶動(dòng)危機(jī)遮斷裝置連桿使危急遮斷裝置的撐鉤脫扣。并導(dǎo)致高壓遮斷組件的緊急遮斷閥動(dòng)作，泄掉高壓保安油,快速關(guān)閉各進(jìn)汽閥,遮斷機(jī)組進(jìn)汽。1

7、 掛閘 系統(tǒng)設(shè)置的復(fù)位試驗(yàn)閥組中的復(fù)位電磁閥(1YV)，機(jī)械遮斷機(jī)構(gòu)的行程開關(guān)ZS1、ZS2供掛閘用。掛閘程序如下:按下掛閘按鈕(設(shè)在DEH操作盤上), 復(fù)位試驗(yàn)閥組中的復(fù)位電磁閥(1YV)帶電動(dòng)作,將潤滑油引入危急遮斷裝置活塞側(cè)腔室，活塞上行到上止點(diǎn)，使危急遮斷裝置的撐鉤復(fù)位，通過危急遮斷裝置連桿的杠桿將遮斷隔離閥組的緊急遮斷閥復(fù)位，將高壓保安油的排油口封住，建立高壓保安油。當(dāng)高壓壓力開關(guān)組件中的三取二壓力開關(guān)檢測到高壓保安油已建立后，向DEH發(fā)出信號，使復(fù)位電磁閥(1YV)失電，危急遮斷器裝置活塞回到下止點(diǎn)，DEH檢測行程開關(guān)ZS1的常開觸點(diǎn)由斷開轉(zhuǎn)換為閉合，再由閉合轉(zhuǎn)為斷開，ZS2的常開

8、觸點(diǎn)由閉合轉(zhuǎn)換為斷開，DEH判斷掛閘程序完成。ZS2ZS3ZS1潤 滑 油 來排 油ABP TABP TA BXY2 遮斷 從可靠性角度考慮,低壓保安系統(tǒng)設(shè)置有電氣、機(jī)械及手動(dòng)三種冗余的遮斷手段。2.1電氣停機(jī) 實(shí)現(xiàn)該功能由機(jī)械停機(jī)電磁鐵和高壓遮斷模塊來完成。本系統(tǒng)設(shè)置的電氣遮斷本身就是冗余的，一旦接受電氣停機(jī)信號，ETS使機(jī)械停機(jī)電磁鐵（3YV）帶電，同時(shí)使高壓遮斷模塊電磁閥（5YV、6YV、7YV、8YV）失電。機(jī)械停機(jī)電磁鐵（3YV）通過危急遮斷裝置連桿的杠桿使危急遮斷裝置的撐鉤脫扣，危急遮斷裝置連桿使緊急遮斷閥動(dòng)作，將高壓保安油的排油口打開，泄掉高壓保安油，快速關(guān)閉各主汽、調(diào)節(jié)閥門，遮

9、斷機(jī)組進(jìn)汽。而高壓遮斷模塊中的遮斷電磁閥失電，直接泄掉高壓保安油，快速關(guān)閉各閥門。因此危急遮斷器裝置的撐鉤脫扣后，即使遮斷隔離閥組的緊急遮斷閥拒動(dòng)，系統(tǒng)仍能遮斷所有調(diào)門、主汽門，以確保機(jī)組安全。2.2 機(jī)械超速保護(hù) 由危急遮斷器、危急遮斷裝置、高壓遮斷模塊、遮斷隔離閥組和危急遮斷裝置連桿組成。動(dòng)作轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的110111%(3300-3330r/min)。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到危急遮斷器設(shè)定值時(shí),危急遮斷器的飛環(huán)擊出,打擊危急遮斷裝置的撐鉤,使撐鉤脫扣,通過危急遮斷裝置使遮斷隔離閥組的緊急遮斷閥動(dòng)作，切斷高壓保安油的進(jìn)油并泄掉高壓保安油,快速關(guān)閉各進(jìn)汽閥,遮斷機(jī)組進(jìn)汽。2.3 手動(dòng)停機(jī) 系統(tǒng)在機(jī)頭設(shè)有

10、手動(dòng)停機(jī)機(jī)構(gòu)供緊急停機(jī)用。手拉手動(dòng)停機(jī)機(jī)構(gòu)按鈕，通過危急遮斷裝置連桿使危急遮斷裝置的撐鉤脫扣,后續(xù)過程同機(jī)械超速保護(hù)。1、高壓遮斷模塊 高壓遮斷模塊主要由四個(gè)電磁閥（5YV-8YV）、五個(gè)壓力開關(guān)、二只節(jié)流孔及一個(gè)集成塊組成。正常情況下，四只電磁閥全部帶電，建立起高壓安全油壓，條件是遮斷隔離閥組的機(jī)械遮斷閥已關(guān)閉;各油動(dòng)機(jī)卸載閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)需要遮斷汽機(jī)時(shí)，四只電磁閥全部失電，泄掉高壓安全油，快關(guān)各閥門。高壓遮斷模塊可進(jìn)行在線試驗(yàn)。2、高壓壓力開關(guān)組件 高壓壓力開關(guān)組件由五個(gè)壓力開關(guān)及一些附件組成。監(jiān)視高壓保安油壓，其作用：當(dāng)機(jī)組掛閘時(shí)，壓力開關(guān)組件發(fā)出高壓保安油建立與否的信號給DEH，作為

11、DEH判斷掛閘是否成功的一個(gè)條件。當(dāng)機(jī)組遮斷時(shí)，壓力開關(guān)組件發(fā)出信號給DEH，DEH給高壓遮斷模塊失電指令，泄掉高壓安全油，快關(guān)各閥門。以防止在危急遮斷裝置拒動(dòng)時(shí)不能有效遮斷閥門。四個(gè)4YV電磁閥構(gòu)造相同，它們均是二級閥。正常運(yùn)行時(shí)，電磁閥帶電關(guān)閉，此時(shí)第一級閥關(guān)閉，高壓抗燃油經(jīng)節(jié)流孔通到第一級閥處被堵住，故在二級閥左邊作用著高壓抗燃油，加上彈簧的作用，使二級閥緊緊地壓在閥座上阻止了危急跳閘油路油流的泄出。當(dāng)電磁閥失電，第一級閥開啟，高壓抗燃油經(jīng)一級閥至回油管路，作用在二級閥右邊的安全油在油壓作用下，克服了彈簧力向左移動(dòng)，二級閥開啟。3、無單獨(dú)的超速保護(hù)控制電磁閥OPC及油路（103%） 1、

12、液壓伺服系統(tǒng)由閥門操縱座及油動(dòng)機(jī)兩部分組成，主要完成以下功能：控制閥門開度；實(shí)現(xiàn)閥門快關(guān)。1.1 控制閥門開度 系統(tǒng)設(shè)置有四個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)，二個(gè)高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)，二個(gè)中壓主汽閥油動(dòng)機(jī)，二個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)。其中高壓、中壓調(diào)節(jié)閥及右側(cè)高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)由電液伺服閥實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，左側(cè)高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)、中壓主汽閥油動(dòng)機(jī)由電磁閥實(shí)現(xiàn)二位控制。 在冷態(tài)工況下：機(jī)組掛閘，高壓保安油建立后，DEH自動(dòng)判斷機(jī)組的熱狀態(tài)根據(jù)需要可完成閥門預(yù)暖。預(yù)暖開始時(shí)，DEH首先控制右側(cè)高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)的電液伺服閥，使高壓油進(jìn)入油缸下腔，使活塞上行并在活塞端面形成與彈簧相適應(yīng)的負(fù)載力。由于位移傳感器（LVDT）的拉桿和活塞

13、連接，活塞移動(dòng)便由位移傳感器產(chǎn)生位置信號，該信號經(jīng)解調(diào)器反饋到伺服放大器的輸入端，直到與閥位指令相平衡時(shí)活塞停止運(yùn)動(dòng)。此時(shí)蒸汽閥門已經(jīng)開到了所需要的開度，完成了電信號-液壓力-機(jī)械位移的轉(zhuǎn)換過程。DEH控制右側(cè)高壓主汽閥的開度，使蒸汽進(jìn)入主汽閥并達(dá)到高壓調(diào)節(jié)閥前，完成閥門預(yù)暖。然后DEH發(fā)出開主汽閥指令，并送出閥位指令信號分別控制右側(cè)高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)的電液伺服閥及左側(cè)主汽閥和中壓主汽閥油動(dòng)機(jī)的進(jìn)油電磁閥使主汽閥門全開。再控制各調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)的電液伺服閥使調(diào)節(jié)閥開啟，（調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)電液伺服閥的控制原理與右側(cè)高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)相同）隨著閥位指令信號變化，各調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)不斷地調(diào)節(jié)蒸汽門的開度。1.2 實(shí)

14、現(xiàn)閥門快關(guān) 系統(tǒng)所有蒸汽閥門均設(shè)置了閥門操縱座，閥門的關(guān)閉由操縱座彈簧緊力來保證。 機(jī)組正常工作時(shí)，各油動(dòng)機(jī)集成塊上安置的卸載閥，將負(fù)載壓力油、回油和安全油分開。停機(jī)時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作，高壓安全油壓被卸掉，卸載閥在油動(dòng)機(jī)活塞下油壓作用下打開，油缸下腔通過卸載閥與油缸上腔相連，油動(dòng)機(jī)活塞下油一部分油回到油缸上腔，另一部分油通過單向閥回油源。閥門在操縱座彈簧緊力作用下迅速關(guān)閉。2、油動(dòng)機(jī) 油動(dòng)機(jī)由油缸、位移傳感器和一個(gè)控制塊相連而成。油動(dòng)機(jī)按其動(dòng)作類型可分為兩類，即連續(xù)控制型和開關(guān)控制型。 高壓調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)、右側(cè)高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)和中壓調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)屬連續(xù)控制型油動(dòng)機(jī)：控制塊外表面上裝有伺服閥、機(jī)械關(guān)斷

15、閥、快關(guān)電磁閥等； 左側(cè)高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)、中壓主汽閥油動(dòng)機(jī)屬開關(guān)控制型油動(dòng)機(jī)，在控制塊表面上裝有快關(guān)電磁閥、機(jī)械關(guān)斷閥、和試驗(yàn)電磁閥等。2.1 伺服閥 伺服閥原理：當(dāng)有信號輸入時(shí)，力矩馬達(dá)中的電磁鐵線圈中有通過電流被勵(lì)磁，在磁鐵作用下銜鐵旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)擋板轉(zhuǎn)動(dòng)。穩(wěn)定時(shí)擋板與噴阻距離相等，噴阻兩側(cè)的油壓相等。移近一只噴咀，使噴咀前的油壓變高，而對側(cè)的噴阻與擋板間的距離變大，噴阻前的油壓變低。由于噴咀前油壓與滑閥腔室相通，因此，當(dāng)兩個(gè)噴阻前的油壓不等時(shí)，則滑閥兩端的油壓也不相等，油壓差使滑閥移動(dòng)并由滑閥上的凸肩控制的油口開啟或關(guān)閉，以控制高壓油通向油動(dòng)機(jī)活塞下腔，克服彈簧力打開汽閥（或?qū)⒒钊虑煌ㄏ蚧赜停褂托谷ィ?。同時(shí)設(shè)置了反饋彈簧并在伺服閥調(diào)整時(shí)設(shè)有一定的機(jī)械零偏，增加了可靠性即使斷電或失去電信號時(shí)，借機(jī)械零偏使滑閥偏移一側(cè)，使伺服閥主閥芯負(fù)偏，關(guān)閉汽門。2.2 開關(guān)控制型油動(dòng)機(jī) 開關(guān)控制型油動(dòng)機(jī)由油缸和裝有遮斷電磁閥、關(guān)斷閥、卸載閥、試驗(yàn)電磁閥和