汽轮机危急跳闸系统(ETS) - 图文(3)

2019-03-22 23:49

b. 对OPU站中的keydef.ini文件重命名为keyBAK.BAK,使该文件不起作用。

c. 为防止误操作使调压回路投入造成甩负荷,将DEH组态文件中模块D/MA的属性改变,使该模块不响应操作指令。

2.2.4对锅炉灭火的控制处理

为防止机组误动,一五○发电厂主机不投锅炉灭火保护(MFT),运行中若锅炉灭火后,仅 靠运行人员手动降负荷,速度较慢,不利于锅炉灭火后的恢复运行,处理不当还有可能造成 停机。根据经验及历史数据,一五○发电厂与河北省电力研究院重新设计了DEH的快减负荷(RB)功能:当锅炉灭火事件发生时,运行人员可根据需要投入RB按钮,DEH自动 甩负荷到5 MW,维持锅炉汽温、汽压,若协调在投入状态,则将协调自动切除,以免因减负荷过快而导致其它不良现象发生。?

3结束语

一五○发电厂汽轮机调节系统实施DEH改造效果良好。虽然使用中也出现了一些 问题,但随着科学的进步、技术的完善以及使用人员对DEH认识的提高,汽轮机DEH纯电液调节系统的优越性将体现得更加充分。

DEH数字电液控制系统在300MW汽轮机上的应用(2009-06-11 23:24:04)

分类:电厂类 标签:教育

一. 概述

大唐耒阳发电厂为中国大唐集团公司的直属企业,一期工程两台200MW国产燃煤机组分别于1988、1989年投产发电,利用世界银行贷款的二期扩建工程两台300MW机组于2003年12月、2004年6月投产发电,是湖南第一个百万级一流火力发电厂。其中2×300 MW机组汽轮机由东方汽轮机厂生产制造,数字电液调节系统(DEH)采用美国Bailey公司的INFI-90分散控制系统来实现。

二. DEH系统介绍

本厂300MW汽轮发电机组采用双缸、双排汽中间再热式。它由两只高压主汽阀、四只高压调节阀、两只中压主汽阀和中压调节阀分别控制高、中压缸进汽。调节阀门开度或蒸汽参数可达到调节汽轮发电机组的电功率或频率的目的。

以多功能控制器(MFP)为核心的DEH控制系统,由电气和液压两部分组成。二者之间由电液伺服阀连接。该系统采集机组的转速、功率等反映机组状态的参数,经过分析、处理,形成机组的状态量和控制量。前者送到操作员站,为运行人员提供操作指导,后者送到电液伺服系统。电气部分采用ABB-SYMPHONY硬件,分别由多功能处理器、I/O模件及专用模件组成BTC站、ATC站和OPC等站,这些硬件集成在模件柜和端子柜中。液压油系统则由伺服执行机构、危急遮断系统和高压供油系统组成。计算机控制系统主要包括操作员站、工程师站、DPU、通讯接口站、各种I/O卡件及冗余电源等。

其中高压供油系统以磷酸脂抗燃油为工质,为机组的启动和负荷控制提供12.8Mpa的高压抗燃油,它主要由油箱、EH油泵、滤油泵、冷却油泵、电加热器、控制块、、滤油器、溢油阀、蓄能器、冷油器、油再生装置等部件组成。伺服执行机构有12只,分别控制高中压主汽门和调速汽门,每一个高中压主汽门和调速汽门分别由一个独立的油动机驱动,油动机直接与汽门阀杆连接,在各调速汽门的油动机上,均安装一个电液伺服阀及两只线性位移传感器LVDT,调速汽门的开度经过模数转换,反馈至DEH与给定值相比较,精确地控制汽轮机的转速或功率。危急遮断系统主要用来在危急状态下迅速关闭主调门,实现停机,以保护汽轮机的安全。它主要由OPC超速电磁阀(用来迅速关闭高中压调速汽门,防止汽机超速)、HPT及LPT危急遮断电磁阀(用来迅速关闭所有阀门,防止汽机超速)、压力开关组件(由安装在高压安全油管路上的三个压力开关组成,用于监视系统的安全油压)等组成。

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DEH主要功能有:启动前的准备控制、机组的在线整定与挂闸、汽轮机转速控制和负荷控制、自动同期控制、协调控制、快速减负荷、主汽压控制、单多阀控制、在线试验、机组的自动保护、一次调频、机组的STR热应力控制、甩负荷工况控制等。

三. DEH系统的优点

DEH数字电液控制系统突出的优点表现在以下几个方面:

1. DEH电液控制系统具有快速、准确、灵敏度高的特点,其迟缓率不大于0.06%,调节精度高。在蒸汽参数稳定的情况下,可以保证功率偏差小于1MW,转速偏差小于1r/min。 2. DEH电液控制系统具有良好的静态特性及动态特性,静态偏差小,动态震荡少。

3. DEH电液控制系统是以计算机替代模拟电液调节系统中控制运算的模拟电路,发挥计算机控制运算、逻辑判断与处理能力强及软件组态灵活、方便的优势,将汽轮机运行的状态监测、顺序控制、调节和保护融为一体,方便地实现厂级集中控制和远方控制,可在线修改各种调节参数,有利于自动化水平的提高。

4. DEH电液控制系统可以降低热耗,提高机组的经济性。其阀门管理功能即单阀/顺序阀切换功能,使机组在稳定运行时可选择采用喷嘴调节方式,尽量减少了节流状态下的阀门损失;当负荷变动或在启动过程中,为减少机组全周进汽,缩短启动时间,则可选择采用节流调节方式,即所有阀门同步开关。从而使机组运行减少不必要的节流损失,提高机组的热经济性。

四. DEH系统运行情况及故障处理措施

两台300 MW机组自投产运行以来,经过多次开停机及长周期运行考验,使用情况良好,在机组启动升速、超速试验、并网变负荷、变工况运行、抗扰动能力以及主调门活动等试验方面,都显示了液压调节系统无可比拟的优越性。但是,也存在一部分问题,具体情况如下:

1. 机组运行期间,多次出现调门摆动现象。2004年9月15日,机组开机后不久,CV1、CV2两个高调门反复摆动(当时,CV3、CV4开度为0,主汽压力为15Mpa,机组带220MW负荷。)。其表现为调门的开关程度忽大忽小、反复振荡,造成负荷随之波动,给机组的安全运行带来了较大的威胁。后经检查与分析,发现在投功率回路情况下,由于主汽压力低使高调门指令变化,从而调门摆动。该现象退出功率回路即可解决。

总结引起调门摆动的原因另外还有以下几个方面:(1)位移传感器LVDT故障,反馈信号失真。(2)、伺服阀指令线松动,导致伺服阀误动作;(3)由于安装不当,安装时只能粗略确定位移传感器LVDT的安装位置,没有合适的仪器来校准,使调门线性度不好。针对以上原因,可采取以下处理措施:首先确定是否为机械部分故障,若不是,则检查是否为热工电信号或电液转换器故障。具体方法是 (1)将机组控制到手动运行,强制阀门全关,拆下电液转换器接线插头,全行程检查位移传感器的输出。若LVDT故障则更换LVDT后,进行LVDT零位满度调整及阀门线性调整,在检查 LVDT,IMHSS03卡和阀位反馈正常后,即可恢复自动运行;(2)拧紧伺服阀指令线的接线螺丝;(3)若阀门线性度不好,则调整阀门线性管理曲线或调整伺服板HSS03。HSS03卡调整方法如下:首先对模件进行正确的跳线,并通过HSS03板的拨位开关选择适当的LVDT初级激励幅值(一般为13.5Vpp,若其线性区较长,即阀门行程较大时,LVDT的初级激励幅值应选大一些等级)。在就地重新调整LVDT的位置,使其铁芯活动区间在线性区内,并尽量对称。然后,在工程师站进入HSS03控制块,检验阀门校验时阀门全开、全关时的电压值是否对称。

2. DEH系统端子柜与模件柜中出现硬件方面的故障,影响机组的安全经济运行。比如,卡件故障,继电器不动作,机柜卡件电源失电以及通道故障等等。本厂机组为东方汽轮机厂生产,其特点是由ETS(汽轮机紧急跳闸保护系统)将就地及其他系统(TSI、FSSS等)的跳机信号收集并做逻辑处理,再经两根硬接线ETS1与ETS2输出到DEH,由DEH来控制就地跳闸电磁阀。其继电器原理图如下所示。 220VDC(+)

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ETS DCS ETS

LPT HPT OPT TT1 TT2 TT3 TT4

220VDC(-)

由图中可以看出DEH系统的控制安全性至关重要。

3. 汽机转速信号的问题。在DEH逻辑设计中,若转速信号故障或超速部分主机板(MFP)故障,将失去DEH电气超速保护功能,若发生此故障,则将自动遮断汽轮机。因此,转速信号的准确、无干扰显得尤为重要。若出现无转速信号故障,应立即更换转速探头。若转速信号干扰大,跳动厉害,应检查是否为屏蔽的问题,应保证屏蔽线的一端接地,而不是两端都接地或两端都不接地。若FCS测速通道故障,应检查是否为卡件问题,或电缆与插口的问题。 4. 负荷控制故障。我厂四号机投产后不久,曾出现过这样的故障。在机组运行中,当CCS指令为34%左右时,中调门摆动。后分析,由于阀门进入非线性区,使得阀门突然开大或关小。这种情况下,使目标指令加大或减少,使阀门全开或指令在30%以下即可消除故障。

五. 结束语

自我厂#3、#4号机运行投产以来。DEH系统运行正常,体现了数字液压系统的优越性。虽然使用中也出现了一些问题,但随着科技的进步,控制系统的自动化水平的进一步提高,这就要求我们热工人员更进一步的学习与研究,使得 DEH系统的逻辑更加合理与实用。

DEH教学内容总结-汽轮机的危急遮断系统(ETS)1(2009-06-12 08:12:58)

分类:电厂类 标签:教育

在大型汽轮机中,由于机组超速的危害最大,所以特别注意超速保护,第六章介绍的OPC功能是一种有效的超速保护手段。但OPC功能并不能保证机组绝对不会超速,当实际转速超过了允许值时而危急汽轮机安全时,只能通过遮断汽轮机(即跳闸)来实现保护。此外,某些其它参数严重超标时也可能酿成设备损坏、甚至毁机事故,例如推力轴承磨损。为此,大型汽轮机都设有严密的保护措施,除了设计了OPC功能外还设有危急遮断系统ETS。因此,除了OPC兼有超速保护和危急遮断多重保护外,其余重要参数的严重超标,将通过危急遮断系统实行紧急停机。

第一节 汽轮机自动保护系统的液压执行机构 一、自动保护系统液压执行机构的组成

在第五章中,我们已经介绍过汽轮机的液压执行机构,参见图5-12。汽轮机自动保护也是通过液压执行机构实现的。为方便起见,我们将图5-12中的蒸汽阀门伺服执行机构部分及低油压保护去掉,简化成图9-1,来帮助我们分析汽轮机自动保护和停机的过程。

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图9-1 自动停机跳闸系统

汽轮机自动保护系统,是OPC保护、ETS和机械超速保护系统的总称,它的液压构件,称为保护系统的执行机构,用于关闭汽阀并防止超速或遮断汽轮机。其设备组成如下: 1.超速保护和危急遮断组合机构 超速保护和危急遮断组合机构,统称为控制块,如图9-2所示,布置在汽轮机前轴承箱的右侧,其主要组成是控制块壳体1、2个OPC电磁阀19、四个AST电磁阀17和2个止回阀5,它们均组装在控制块上,为OPC和AST总管以及其它管件提供接口,这种组合构大大简化外部连接管道而提高了整体的可靠性,同时也有结构紧凑的特点。

(1)超速保护电磁阀(20/OPC,2个)该阀由DEH调节器OPC系统所控制。机组正常运行进,该阀是关闭的,切断了OPC总管的泄油通道,使高压和中压调节汽阀油动机活塞的下腔能建立起油压,起正常的调节作用。当OPC系统动作,例如转速达到103%额定转速时,该电磁阀被激励通道信号打开,使OPC总管泄去安全油,快速卸载阀随之打开,并泄去油动机动力油,使高压缸和中压缸的调节汽阀关闭。

(2)危急遮断电磁阀(20/AST,4个),该阀受ETS系统所控制。机组正常运行时,它们也是关闭的,切断了自动停机危急遮断总管上高压油的泄油通道,使所有主汽阀的调节汽阀油动机的下腔室能建立油压,行使正常控制的任务。当被测参数有遮断请求时,该电磁阀打开,使遮断总管迅速泄油,通过快速卸载阀,关闭所有的主汽阀和调节汽阀,实行紧急停机。 (3)止回阀(2个),止回阀即逆止阀,分别安装在自动停机危急遮断油路AST和超速保护控制油路OPC之间。当OPC电磁阀激励、AST电磁阀失励时,单向阀维持AST油路的油压,使高、中压主汽阀保持全开。当OPC动作,OPC电磁阀激励时,OPC油管泄油,高、中压调节汽阀关闭,待转速降低到额定转速时,OPC电磁阀失励,OPC油压重新建立,高、中压调节汽阀重新打开,继续行使控制转速的任务。当AST电磁阀失励、即使OPC电磁阀激励时,AST油路的油压下降,OPC油路通过两个回阀的油压也下降,关闭所有的进汽阀和抽汽阀,进行停机。

2.隔膜阀

该阀装在前轴承箱的侧面,用于机械超速系统与ETS系统的动作联系,其作用是机械超速系统动作、润滑油压下降时,泄去危急遮断油总管上的安全油,遮断汽轮机。当汽轮机正常运行时,润滑油系统的汽轮机油通入阀盖内隔膜阀的上部腔室中,其作用力大于弹簧约束力,隔膜阀处于关闭位置,切断危急遮断油总管通向回油的通道,使调节系统能正常工作。当机械超速机构或图9-12 的手动遮断杠杆分别动作或同时动作时,通过危急遮断滑阀泄油,可使该范围内的润滑油压局部下降或消失,压弹簧打开隔膜闪,泄去危急遮断总管上的安全油,通过快速卸载阀,快速关闭所有的进汽阀和抽汽阀,实行紧急停机。

图9-2 超速保护和危急遮断控制块结构图

二、OPC电磁阀的连接及其工作原理 从图5-12及9-1看出,超速保护控制系统的2个电磁阀,即(20-1)/OPC和(20-2)/OPC,采用并联回路,其中只要有一路动作,便可通过高压和中压调节汽阀的油动机的快速卸载阀,释放油动机内的控制油,快速关闭调节汽阀,防止超速。何时重新开启,是由DEH调节器根据故障分析结果,然后发出指令来进行的。这种联接方法可以做到:

(1)防止一路OPC不起作用时,另一路仍可工作,确保系统的可靠和机组的安全。

(2)可以进行在线试验,即当1个回路进行在线试验时,另一回路仍具有连续的保护功能,避免保护系统失控。

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OPC电磁阀只对DEH调节器来的信号产生响应,例如机组负荷下跌,引起机组突然升速,或其它原因使机组超速达到103%no时,由DEH调节器对电磁阀发出指令,通过快速卸载阀,把高、中压调节汽阀油动机内的控制油泄去,从而关闭调节汽阀,防止继续超速而引起AST电磁阀的动作。与此同时,止回阀的逆止作用,保证AST遮断总管不会泄油,使各主汽阀仍保持在全开状态。在各调节汽阀关闭后,待机组的转速下降,DEH调节器重新发出指令关闭OPC电磁阀,OPC总管建立油压,调节汽阀才能恢复控制任务。该方法可避免机组停机,减少重新启动的损失,节约时间,间接地提高了电厂运行的热经济性。

三、AST电磁的连接及其工作原理 自动停机脱扣系统(ETS),可以认为是OPC的上一层保护,因为此时要涉及停机,所以要求更加可靠和准确地工作,为此,AST电磁阀采用串联混合连接系统,其连接过程可见图9-1。从图中看出,该连接的特点是:

(1) 串联油路中的任何一路电磁阀〔(20-1)/AST,(20-2)/AST或(20-3)/AST,(20-4)/AST〕动作,都可以进行停机;而任何一个电磁阀误动作,也不会引起错误停机。 (2) 并联油路中,任何一个奇数号电磁阀〔(20-1)/AST和(20-3)/AST〕和任何一个偶数号电磁阀〔(20-2)/AST和(20-4)/AST〕动作,系统都可以顺序或交叉动作并停机。

这样,由于采取了双路双阀门的顺序或交叉连接系统,不仅确保系统的动作可靠,而且当任何一个阀门不动作或作在线试验时,系统仍然具有保护功能。换言之,该系统只有在一对奇数号或偶数号电磁阀都不起作用的双重故障下,保护系统才会失效,这种机会显然极小。

综观前面所述,从液压系统看AST四个电磁阀为混合串联并联连接系统,而从继电器控制逻辑系统看又是双通道〔(20-1)/AST,〕(20-3)/AST和(20-2)/AST,(20-4)/AST〕系统,因此,可使保护系统中的任意一个电气或液压元件发生故障时,都保证系统能可靠地工作,而且误动作的可能性也减至最小。

第二节 引进型300MW汽轮机电气危急遮断系统 一、电气危急遮断系统的任务和保护项目

汽轮机电气危急遮断系统的任务,是用来监督对机组安全有重大影响的某些参数,以便在这些参数超过安全限定值时,通过该系统去关闭汽轮机的全部进汽阀门,紧急停机。

300MW机组的危急遮断项目和参数为(各机组的定值可能有所差别,所以这里的定值仅供参考):

(1)超速保护:转速达到110%no(3300r/min)时遮断机组;

(2)轴向位移保护:极限位移离基准位置的两侧达1mm左右时遮断机组; (3)轴承供油低油压和回油高油温保护:轴承供油油压低到48.26kPa以下和回油油温高到82.2度时遮断机组;

(4)EH(抗燃)油低油压保护:EH油压低到9.31MPa时遮断机组。

(5)凝汽器低真空保护:汽轮机的排汽压力高于20.33kPa(abs)时遮断机组。

此外,DEH系统还提供一个可接受所有外部遮断信号的遥控遮断接口,这里包括振动大请求汽轮机跳闸、锅炉跳闸请求汽轮机跳闸以及运行人员手动跳闸(供运行人员紧急时使用)等信号。 二、电气危急遮断逻辑

图9-3为电气危急遮断逻辑的总系统图。为了安全可靠起见,遮断逻辑通过继电器柜中的硬件实现。机组的所有电气遮断信号,均通过该系统去遮断汽轮机。

为了提高保护的可靠性,系统采用了双通道连接方法,即奇数通道电磁阀(20-1)/AST和(20-3)/AST,偶数通道电磁阀(20-2)/AST和(20-4)/AST(参见图9-1),每一通道均由遮断项目的相应继电器控制。当机组正常运行时,脱扣继电器A、B的触点闭合,使系统处于通电状态,各AST电磁阀因通电而关闭,危急遮断油总管即可建立安全油压。当遮断项目中的任一个处于不遮断水平或外部接口请求遮断时,对应项目遮断继电器的触点,由原来的闭合状

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