汽机培训教材 C版
额定转速时,由于偏心飞环产生的离心力正比于转速的平方,此时危急遮断器的飞环的离心力大到克服弹簧对飞环作用力,飞环迅速击出,打击危急遮断装置的撑钩,使撑钩脱扣。通过危急遮断装置连杆使高压遮断组件的紧急遮断阀(ETV)动作,泄掉高压保安油,从而使各主汽阀、调节汽阀迅速关闭。为提高可靠性,防止危急遮断器的飞环卡涩,运行时借助机械跳闸隔离阀(MIV)、复位试验阀组,可完成机组的喷油试验以及提升转速试验。调整危急遮断器的飞环弹簧的予紧力可改变其动作转速。
针对飞环式危急遮断器,它的动作转速的调整有以下几种方法: 第一,改变弹簧予紧力。
取下固定心轴的开口销,用专用工具转动心轴(半圈或半圈的倍数),顺时针转使动作转速升高,反之降低(每改变半圈约使动作转速变化150~180r/min)。调整完毕后装复开口销。
第二,调整心轴内调节螺栓的位置以改变偏心度。
螺栓每退出一圈,能使转速动作提高(约15r/min),每紧进一圈约使转速动作约降低(约15r/min)。
第三,改变心轴内调节螺栓的长度以改变偏心度。
缩短螺栓长度使动作转速降低,增长螺栓长度使动作转速升高。改变其全部长度能使动作转速变化(约30~40r/min)。 危急遮断器是汽轮机的非常重要的保安装置,要进行定期试验,以保证机组在危急状况下此装置的动作迅速可靠。一般情况下,试验分为升速试验和注油试验。
升速试验是在汽轮机安装、大修后或调节系统检修后,以及长时间运行或长时间停运后再启动时进行。试验时提高汽轮机转速,实际检验危急保安器的动作转速。试验应接连进行2~3次,每次动作转速之差应在允许范围内。当动作转速不符合要求时,可调整危急遮断器的弹簧压紧螺丝来改变弹簧紧力。
注油试验是在汽轮机正常运行时将油注入危急保安器的飞锤的下部或飞环的超速试验进油室,使飞锤(飞环)克服弹簧紧力而动作危急保安系统。进行注油试验时使被试验的危急遮断器的油路与机组高压安全油系统隔离,不致使机组跳闸。注油试验一般要求机组每运行2000小时进行一次,其目的是检查飞锤或飞环是否可以灵活动作。但是该试验不能检验其动作转速,也不能检验跳闸系统的其他环节的灵活性,故不能代替升速试验。
2) 复位试验阀组
在掉闸状态下,根据运行人员的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装置活塞侧腔室,活塞上行到上止点,通过危急遮断装置的连杆使危急遮断装置的撑钩复位。
在飞环喷油试验情况下,使喷油电磁阀2YV带电动作,将润滑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) 手动停机机构
为机组提供紧急状态下人为遮断机组的手段。运行人员在机组紧急状态下,手拉停机机构,通过机械遮断机构的连杆使危急遮断装置的撑钩脱扣。并导致遮断隔离阀组的紧急遮断阀动作,泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。
4) 危急遮断装置连杆
由连杆系及行程开关ZS1、ZS2、ZS3组成。通过连杆系将手动停机机构、危急遮断装置、机械停机电磁铁、机组紧急遮断阀相互连接,并完成上述部套之间力及位移的可靠传递。行程开关ZS1、ZS2指示危急遮断器装置是否复位,行程开关ZS3在手动停机机构或机械停机电磁铁动作时,向DEH送出信号,使高压遮断组件失电,遮断汽轮机进汽。
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5) 机械停机电磁铁
为机组提供紧急状态下遮断机组的手段。各种停机电气信号都被送到机械停机电磁铁上使其动作,带动危急遮断装置连杆使危急遮断装置的撑钩脱扣。并导致高压遮断组件的紧急遮断阀动作,泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。
6) 安全油压遮断状态组件
安全油压遮断状态组件用来监视高压保安油压,由3个压力开关PS2~4以及一些附件组成。当机组挂闸时,压力开关组件发出高压保安油已经建立的信号给DEH,作为DEH判断挂闸是否成功的一个条件。此外,当机组高压保安油压力低至3.9MPa时,安全油压力开关组件将发出信号给DEH,经3取2逻辑处理后给出主遮断阀失电指令,泄掉高压保安油,快关各汽门。
7) 低润滑油压遮断器
由7只压力开关、3只压力变送器、3个节流孔和3个试验电磁阀组成。
压力开关PS5检测润滑油母管油压,当油压降低至0.115MPa时发出润滑油压低报警。 压力开关PS6检测润滑油油压,当油压降低至1.205MPa时启动交流辅助油泵。 压力开关PS7检测润滑油母管油压,当油压降低至0.105MPa时启动直流事故油泵。 压力开关PS8~10检测润滑油母管油压,当油压降低至0.0392MPa时延时发信号送至ETS,经3取2逻辑处理后遮断汽轮机。
压力开关PS11检测润滑油母管油压,当油压降低至0.07MPa时停止盘车。
压力变送器Pt1~P t3分别检测主油泵出口油压、润滑油压及升压泵出油压力。3个节流孔和3个电磁阀可分别实现交流辅助油泵、吸入油泵、直流润滑油泵在线试验。
8) 低凝汽器真空遮断器
压力开关PS18,当凝汽器压力升高至 0.0183MPa时发出报警。
压力开关PS19~21,当凝汽器压力升高至0.0253MPa时发信号至ETS,经3取2逻辑处理后遮断汽轮机。
9) 安全油蓄能器组件
为了防止高压安全油的波动,特别是在危急遮断器喷油试验时,为防止隔离阀动作引起的高压安全油的瞬间跌落,在高压安全油路上还配有蓄能器。 1.4. 联锁及保护 1.4.1.
机械超速保护
当汽轮机转速达到110%~111%额定转速时,偏心飞环式机械危急遮断器动作,通过机械跳闸阀泄去ETS油,关闭高压主汽门和高压调门,开启通风阀;关闭中压主汽门和中压调门,开启紧急排放阀;关闭各级抽汽逆止门和高排逆止门而停机。 1.4.2.
就地手动打闸
就地打闸手柄位于汽机前箱。操作时,逆时针旋转90度后拉出,通过机械跳闸阀动作泄去ETS油,关闭高压主汽门和高压调门,开启通风阀;关闭中压主汽门和中压调门,开启紧急排放阀;关闭各级抽汽逆止门和高排逆止门而停机。 1.4.3.
远方手动打闸
集控室DEH盘装设两个远方打闸按钮。需远方打闸操作时,同时按下两按钮,则机械跳闸电磁阀和主跳闸电磁阀A、B均动作,关闭高压主汽门和高压调门,开启通风阀;关闭中压主汽门和中压调门,开启紧急排放阀;关闭各级抽气逆止门和高排逆止门而停机。
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1.4.4. 电气跳闸保护
机组的各种跳闸信号最终通过主遮断电磁阀和机械停机电磁铁来作用机组跳闸,使各汽门以及抽汽继动阀迅速关闭。
当发生以下条件时,都会使主遮断电磁阀和机械停机电磁铁的3YV、5YV和6YV同时动作使机组跳闸:
1) 在操作台按汽机打闸按钮 2) 发电机跳闸 3) 锅炉主燃料跳闸 4) DEH装置严重故障
5) 高压抗燃油压力过低2/3(<7.8MPa) 6) 高压安全油压力过低2/3(<3.9MPa) 7) 轴向位移大 8) 胀差大
9) 汽轮机入口主蒸汽温度过低 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16)
A/B低压缸排汽温度过高 高压缸排汽温度过高
汽机轴承润滑油压过低2/3(<0.0392MPa) A/B凝汽器真空过低 各轴承金属温度过高 各轴承(座/盖)振动过高 发电机断水
当机组发生跳闸以后,机械停机电磁阀(3YV)会自动复位,而主遮断电磁阀的两只小电磁阀5YV和6YV则由于“安全油压力低”信号的存在而一直处于跳闸状态,直到有复位指令时该闭锁才解除。 1.5. 调节保安系统试验 1.5.1.
阀门调整试验
在DEH装置各回路检查调整完成以及EH油系统油洗循环结束后,应进行DEH与各阀门的调整,以确定DEH的控制信号与阀门行程的对应关系。用一电压量发生器模拟输出阀位指令,控制阀门行程。分别在预启阀开启而主汽阀将开未开点以及汽阀全开点调整LVDT的反馈量,使指令信号与阀门行程的对应关系符合设计要求。
另外,还有阀门的快关试验。要求所有的油动机从全开到全关的快关时间常数<15s;从打闸到油动机的全关时间<0.5s。 1.5.2.
汽轮机打闸试验
在以下操作条件下,应保证各油动机可以迅速关闭:
1) 各阀门处于全开状态下,手拉机头手动停机机构,所有油动机应迅速关闭; 2) 各阀门处于全开状态下,手打集控室停机按钮,所有油动机应迅速关闭; 3) 各阀门处于全开状态下,由汽轮机ETS系统给DEH送一停机信号,所有油动机应
迅速关闭。
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此三项试验,在汽轮机定速至3000r/min时,亦必须做一次(阀门状态不要求)。 1.5.3.
汽门严密性试验
1) 机组定速在3000r/min时,关闭高、中压主汽门,经过一段时间后,机组转速应低
于(P/P0*1000)r/min;(其中P代表实际进汽压力;P0代表额定蒸汽压力。) 2) 机组定速在3000r/min时,关闭高、中压调节汽门,经过一段时间后,机组转速应低于(P/P0*1000)r/min。(其中P代表实际进汽压力;P0代表额定蒸汽压力。) 1.5.4.
喷油试验
喷油试验是在机组正常运行时及做提升转速试验前,将低压透平油注入危急遮断器飞环
腔室,依靠油的离心力将飞环压出的试验,其目的是活动飞环,以防飞环可能出现的卡涩。在不停机的情况下,通过给高压遮断组件的隔离阀带电,使进入主遮断的安全油由紧急遮断阀提供转换成由隔离阀提供,以避免飞环压出引起的停机,此时高压遮断组件的主遮断电磁阀处于警戒状态。
喷油试验程序如下:
当机组定速在3000r/min时,将“试验钥匙”开关旋到“试验”位置。此时高压遮断组件的隔离阀4YV带电,使进入主遮断的安全油由紧急遮断阀提供转换成由隔离阀提供,隔离阀上设置的行程开关ZS4的常开触点闭合、ZS5的常闭触点断开,并发讯至DEH,DEH检测到该信号后,使复位试验阀组中的喷油电磁阀2YV带电,透平油被注入危急遮断器飞环腔室,危急遮断器飞环击出,打击危急遮断装置的撑钩,使危急遮断器撑钩脱扣,行程开关ZS2常开触点由断开转为闭合。DEH检测到上述信号使复位试验阀组的喷油电磁阀2YV失电。当飞环复位后,使复位电磁阀1YV带电,使危急遮断装置的撑钩复位。在检测到机械遮断机构上设置的行程开关ZS1的常开触点闭合、ZS2的常开触点断开的信号后,使复位电磁阀1YV失电。当ZS1的常开触点断开时可使高压遮断组件的隔离阀4YV失电。将“试验钥匙”开关旋到“正常”位置。飞环喷油试验完成。 1.5.5.
升速试验
提升转速试验主要是为了检验危急遮断器的动作转速是否准确,确保其在设定条件下准确动作,本机组的危急遮断器的正确动作转速应在3300~3330r/min之间。
1) 提升转速试验的步骤:
A、在做提升转速试验的所有条件具备后,将ETS超速保护线解除;
B、将集控室DEH面板上超速试验钥匙开关旋到电气位,DEH自动将电气保护值由原来的3300改为3330r/min。
C、按下“超速试验”按钮,DEH将转速目标值设为3330r/min,将升速率设置为10~15r/min/s,使机组升速到危急遮断器动作,各主汽阀、调节阀迅速关闭。记录其动作转速,连续三次试验并合格。
2) 提升转速试验的注意事项:
A、机组在进行提升转速试验之前,应在规定的新汽参数和中压缸进汽参数下,带20%额定负荷连续运行3~4小时,为了使转子金属温度达到FATT以上以满足制造厂对转子温度要求的规定。在带20%额定负荷之前危急遮断器应作飞环喷油试验;
B、提升转速试验时,蒸汽参数规定如下:新汽压力不得高于5~6MPa ;新汽温度350~400℃以上。凝汽器真空应在0.0147MPa,排汽温度应在80℃以下,否则应投入排汽缸的冷却喷水装置,以保持上述温度;
C、一、二级旁路应同时开启,保持中压缸进汽参数为:压力0.1~0.2MPa、温度不低于300~350℃;
D、在做提升转速试验之前,必须先作打闸停机试验,以确认打闸停机系统动作可靠;
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E、提升转速试验前应修改电气超速保护目标值为3300r/min。试验完后应注意恢复; F、试验过程中,轴承进油温度应保持在40~45℃之间;
G、提升转速试验必须由经过培训的、熟悉本机操作人员进行操作,由熟悉本机调速系统功能的工程师进行指挥和监护。要有一名运行人员站在打闸停机手柄旁边,作好随时打闸停机的准备,集控室的停机按钮也要有专人负责操作,随时准备打闸停机;
H、提升转速试验过程中,必须由专人严密监视机组的振动情况,并与指挥人保持密切联系,若振动增大,未查明原因之前,不得继续做提升转速试验, 振动异常应立即打闸停机;
I、提升试验前不得再做喷油试验;
J、每次提升转速在3200r/min以上的高速区停留时间不得超过lmin;
K、当转速提升到3330r/min危急遮断器仍不动作时,打闸停机,在查明原因并采取正确处理措施之后,才能继续做提升转速试验;
L、提升转速试验过程的转速监视,由与TSI电气超速保护数字转速表相当精度的数字转速表显示,其它的数字转速表仅供参考;
M、提升转速试验的全过程应控制在30min以内完成。 3) 禁止做提升转速试验的情况:
A、机组经长期运行后准备停机,其健康状况不明时,严禁做提升转速试验; B、严禁在大修之前做提升转速试验;
C、禁止在额定参数或接近额定参数下做提升转速试验。如一定要在高参数下做提升转速试验时,应投入DEH的阀位限制功能和高负荷限制功能;
D、调节保安系统、调速汽门、主汽门或抽汽逆止门有卡涩现象; E、各调速汽门、主汽门或抽汽逆止门严密性不合格; F、轴承振动超过规定值或机组有其他异常情况。 4) 应做提升转速试验的情况: A、汽轮机安装完毕,首次起动时; B、机组经过大修后,首次起动时; C、危急遮断器解体复装以后;
D、在前箱内作过任何影响危急遮断器动作转速整定值的检修以后; E、停机一个月以上,再次启动时; F、作甩负荷试验之前。 1.5.6.
甩负荷试验
1) 甩负荷试验的目的:
A、测定控制系统在机组突然甩负荷时的动态特性,它包括: 甩负荷后的最高动态飞升值,该值应小于超速保护装置动作值。
甩负荷后的转速过渡过程,该过程应是衰减的,其转速振荡数次后,趋于稳定,并在3000r/min左右空转运行。
B、测定控制系统中主要环节在甩负荷时的动态过程;
C、检查主机和各配套设备对甩负荷的适应能力及相互动作的时间关系。为改善机组动