改機械超速保護裝置為獨立電超速的技術分析

初曉華

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司自動控制工程分公司，哈爾濱150046）

1概述

機械超速保護裝置傳統結構為2套（300MW以上機組一般為1套）飛錘（上汽為飛環），在汽輪機超速時擊出，撞擊危急遮斷器杠桿或危急遮斷滑閥掛鉤，泄掉保安油壓，關閉汽輪機進汽閥門。但是由于受系統結構復雜和工作介質特性不一等因素影響，機械超速保護裝置也存在嚴重的運行安全問題，如：危急遮斷器飛錘卡澀導致動作無規律或者不能正常擊出；危急遮斷器飛錘間隙調整不當會使機組在運行中莫名跳閘；危急遮斷器滑閥不能正常遠方掛閘等等，大大降低機組運行的安全系數。機械超速保護裝置在機組大修后和機組試運期間，都要定期做注油試驗和超速試驗，必要時還要停機進行調整檢修，反復調試啟動。另外，受結構、原理等限制，機械超速保護裝置只能單獨配置，無論哪個環節出現問題，都會導致系統產生“拒動”或“誤動”。無法做到系統“容錯”。而在電子超速保護裝置中，通過采用適當的冗余技術，卻可以實現不同程度的容錯，大大提高了系統的可靠性和機組的安全性。

圖1 獨立電超速的原理圖

2 獨立電超速的特性

獨立電超速的原理圖如圖1所示。獨立電超速的特性如下：該超速保護裝置共有3個模塊，每個模塊都接收獨立于其他系統的轉速信號并做高限判斷，輸出各自超速信號；3個超速信號進行3取2表決；經擴展繼電器驅動“2或1與”電磁閥組，同時經擴展繼電器輸出至ETS控制常規AST電磁閥組；獨立超速保護裝置采用雙電源冗余供電；該超速保護系統可對各電磁閥做在線試驗，通過就地壓力開關的反饋判斷所試驗的電磁閥是否動作。試驗按鈕在ETS的上位機或者ETS控制柜的操作面板上；獨立超速系統電子硬件獨立于DEH、ETS及TSI系統；三冗余配置，任何模塊故障不停機；具有在線熱替換；在線檢測探頭狀態；控制周期可小于20ms；測量精度不大于1r/min。

3 應用情況及推廣應用前景

隨著集散控制系統（DCS）的高速發展，控制系統的不斷優化和完善，機械式超速保護裝置已經無法滿足現有汽輪機的自動化程度，也無法達到現有電控系統的安全高度。因此，國內外汽輪機制造廠都在考慮如何簡化調節保安系統，使汽輪機控制系統更簡捷可靠。西門子和阿爾斯通等公司在十幾年前就全面淘汰了機械式超速保護裝置，前箱中由主軸驅動的主油泵也被拆除，只保留了軸瓦和汽輪機監測部分測點。這樣就最大程度地簡化了系統，提高了控制系統的運行效率和機組運行安全性，節省檢修時間，減小檢修維護量。所以取消現有機械式超速保護裝置，追加獨立電超速成為國內眾多電廠下一步的改造方向，并且市場前景非常好。

［1］ 朱曉明,丁兆海.關于汽輪機“機械式危急遮斷裝置”取、舍問題的探討［J］.山東電力技術，2002（5）：23-25.

［2］ GB/T 5578-2007固定式發電用汽輪機規范［S］.

［3］ JB/T10086-2001輪機調節（控制）系統技術條件［S］.

［4］ DL/T996-2006火力發電廠汽輪機電液控制系統技術條件［S］.