330 MW汽輪機調節保安系統分析

摘要：從EH油系統、執行機構、危急遮斷保護系統（ETS）三個方面介紹了山西漳電同達熱電有限公司2×330 MW汽輪機調節保安系統的基本組成。

關鍵詞：330 MW汽輪機;調節保安系統;危急遮斷保護系統（ETS）

1? ? 設備概況

同達熱電2×330 MW汽輪機為哈爾濱汽輪機廠設計，調節保安系統的控制油為（14±0.5）MPa的高壓抗燃油，保安油為0.7 MPa的低壓透平油。汽輪機共設有十個進氣閥門，分別為兩個高壓主汽門（TV）、四個高壓調門（GV）、兩個中壓主汽門（RSV）、兩個中壓調門（IV），采用高中壓缸聯合啟動方式。

2? ? 調節保安系統基本組成

調節保安系統大體由三部分組成：EH油系統、執行機構、危急遮斷保護系統（ETS）。EH油系統包括EH供油裝置、循環冷卻裝置、EH油再生裝置。執行機構包含兩臺高、中壓主汽門油動機，四臺高壓調門油動機以及兩臺中壓調門油動機。危急遮斷保護系統由OPC/AST電磁閥組、危急遮斷器、隔膜閥組成。

2.1? ? EH油系統

EH油系統的作用就是通過EH油泵為執行機構提供所需的EH高壓油，同時保持EH油的油質正常。

為了保證油系統以及油質的正常，使系統長期可靠運行，EH油系統設有循環冷卻裝置，將EH油從油箱經EH油循環泵送入冷油器進行冷卻。抗燃油再生裝置長期保持運行，以改進EH油油質。抗燃油再生裝置為二級濾油結構，其中一個為樹脂濾器，其作用為吸收抗燃油中的酸性物質，以提高抗燃油的電阻率，防止發生電化學腐蝕，消除對伺服執行機構的影響;另一個濾油結構為再生裝置一級濾器，用以調整抗燃油的顆粒度。通過EH油再生泵將抗燃油先后送入樹脂濾器和再生裝置一級濾器，過濾后的抗燃油直接返回EH油箱。

2.2? ? 執行機構

2.2.1? ? 中壓主汽門油動機

兩個中壓主汽門油動機安裝在中壓主汽門的側面，其執行機構為開關型，接受DEH控制系統發出的信號，油動機上還安裝有一個插裝式卸荷閥，當汽輪機發生緊急情況時AST油卸掉，打開卸荷閥，卸掉油動機油缸的壓力油，主汽門依靠彈簧的作用力迅速關閉使機組停運。

在油動機上有一個控制主汽門活動試驗的電磁閥，該電磁閥使油動機下腔與有壓回油油管相連，當需要進行中壓主汽門活動試驗時，在DEH控制系統畫面點擊“RSV活動試驗”按鈕，該電磁閥打開，將油動機油缸下腔的壓力油泄掉一部分，達到RSV活動試驗的目的。

2.2.2? ? 高壓主汽門油動機

高壓主汽門油動機為連續控制型的執行機構，可以將高主門控制在任一工作位置上，通過調節閥門進汽量來調節機組運行。

外界負荷發生變化時，DEH系統發出控制信號，電氣信號在電液伺服閥中轉換成油壓控制信號，改變送入油動機下腔的油量，達到控制閥門的目的。當需要開啟主汽門時，高壓抗燃油進入油動機下腔，推動油動機的活塞向上移動;關閉主汽門時動作過程相反。在油動機活塞移動的同時，觸發油動機位移傳感器（LVDT），將油動機活塞的位移信號轉換成電氣信號，通過電液伺服機構換算，使高壓主汽門停留在一個新的工作位置達到平衡。

在油動機旁裝設有一個快速卸荷閥。當機組發生故障需迅速停機時，ETS動作，使AST母管油卸掉，卸荷閥迅速打開，迅速泄掉油動機下腔的壓力油，依靠彈簧力關閉各高壓主汽門，達到對機組保護的目的。

2.2.3? ? 高中壓調門油動機

高中壓調門油動機為連續控制型的執行機構，以便將高中壓調門控制在任一工作位置上，按控制系統要求調節進汽量以調節汽輪機運行。其伺服閥工作原理同高壓主汽門油動機伺服閥控制原理一樣。

同樣，在該油動機上裝設有一個卸荷閥。當汽輪機轉速超過103%額定轉速時，OPC動作，泄掉OPC母管油，使卸荷閥迅速打開，快速泄掉油動機下腔的壓力油，依靠彈簧力迅速關閉各高中壓調門，同時通過空氣引導閥的作用關閉各抽汽逆止門和電動門。由于AST油管和OPC油管之間設有單向逆止閥，所以不會關閉高中壓主汽門。

2.3? ? 危急遮斷保護系統（ETS）

為了防止汽輪機在運行中由于某些設備發生故障而導致機組受損情況的發生，機組安裝危急遮斷保護系統。

2.3.1? ? 危急遮斷試驗裝置

包括一組EH油壓低試驗裝置、一組軸承油壓低試驗裝置、兩組真空低試驗裝置和兩組潤滑油泵及危急油泵試驗裝置，在機組并網前可進行試驗。

2.3.2? ? OPC/AST電磁閥組

OPC/AST電磁閥組安裝在機頭前箱的右側，由兩個并聯布置的OPC電磁閥、兩個逆止閥、四個串并聯布置的AST電磁閥和一個控制塊構成。OPC電磁閥為常閉電磁閥，AST電磁閥為常開電磁閥。當汽輪機轉速超過103%額定轉速時，OPC電磁閥得電被勵磁打開，使OPC母管油經無壓回油油管泄至EH油箱，開啟相應調門執行機構上的快速卸荷閥，關閉高中壓調門。

當機組發生故障需要迅速停機時，觸發AST動作，四個AST電磁閥因此失電失勵打開，AST母管油經無壓回油油管泄至EH油箱，關閉高中壓主汽門、調門。

圖1中，壓力開關ASP1、ASP2用于顯示跳閘通道試驗結果。ASP油壓是經AST油流過第一個節流孔產生，再通過第二個節流孔回到AST油管。ASP油壓正常在7.0 MPa左右。當20-1/AST電磁閥或20-3/AST電磁閥動作時，ASP壓力升高，ASP1紅燈亮;當20-2/AST電磁閥或20-4/AST電磁閥動作時，油壓降低，ASP2紅燈亮。若AST電磁閥沒有動作就顯示ASP報警，原因有可能是節流孔堵塞。當第一個節流孔堵塞時，ASP油壓降低，ASP2紅燈亮報警;當第二個節流孔堵塞時，ASP油壓升高，ASP1紅燈亮報警，可通過清洗節流孔來清除故障。當AST電磁閥故障時，同樣會觸發ASP油壓報警，可通過互換電磁閥的位置來判斷哪個電磁閥故障。若ASP1報警，則20-1/AST電磁閥或20-3/AST電磁閥故障，可將20-1/AST電磁閥與20-2/AST電磁閥互換位置，若此時仍為高報警，則20-3/AST電磁閥故障;若此時變為低報警，則20-1/AST電磁閥故障。在此要特別注意，AST/OPC電磁閥不能在線更換和檢修，以防止機組跳閘。

2.3.3? ? 隔膜閥

工作原理：當來自潤滑油的保安油建立，油壓大于隔膜閥的彈簧力，使活塞下移將隔膜閥關閉，阻斷AST油;當油壓小于彈簧力時活塞上移，隔膜閥打開，卸掉AST油，機組跳閘。

2.3.4? ? 危急遮斷器

危急遮斷器上安裝一套飛錘裝置，當汽輪機轉速達110%～

112%額定轉速時，飛錘的離心力克服了彈簧力，便飛出打擊危急遮斷器滑閥碰鉤，使滑閥向右移動，將來自潤滑油箱的高壓油與排油相通，隔膜閥上的低壓保安油被卸掉，使隔膜閥迅速打開。

危急遮斷器滑閥在汽輪機掛閘和做噴油試驗時起非常重要的作用，它安裝在汽輪機前軸承箱內。噴油試驗時，將危急保安器試驗手柄從“正常”扳到“試驗”位置并保持（即切除機械脫扣跳機油路），緩慢開啟噴油試驗油門，來自主油箱的高壓油進入危急遮斷器飛錘下腔，當油壓逐漸增大到大于彈簧力時，飛錘飛出，危急保安器遮斷手柄由“正常”跳至“跳閘”位置，危急保安器動作。

如圖2所示，來自潤滑油箱的高壓油管路上有一節流孔，其作用為危急遮斷器滑閥泄油口泄油時不會影響到汽輪機潤滑油系統，保證軸承潤滑良好;在去危急遮斷器滑閥的油管路上還有一個節流孔，其作用為做噴油試驗時泄油量小，不會導致跳機。

在汽輪機左側安裝有掛閘電磁閥和掛閘氣缸，當掛閘電磁閥接收到DEH控制系統發出的掛閘信號時，壓縮空氣推動氣缸上移帶動危急遮斷滑閥的連桿使危急遮斷滑閥復位。

汽機跳閘原因有兩個：一是危急保安裝置動作后，來自潤滑油的低壓保安油壓消失，隔膜閥動作，將AST母管油經無壓回油管卸至EH油箱，所有閥門關閉;二是AST電磁閥動作，直接將EH油泄掉使閥門全部關閉。遠方掛閘就是通過安裝在機頭前箱左側的氣動掛閘電磁閥復位危急保安裝置，重新建立保安油壓;就地掛閘就是人為逆時針掰動掛閘手柄掛閘。汽機遠方打閘后，只需要復位ETS即可重新掛閘，這是因為遠方打閘是使AST電磁閥失電，卸掉了AST油壓，但低壓安全油壓仍有壓力，復位ETS即可使AST電磁閥帶電;就地打閘后，低壓安全油壓被卸掉，復位ETS使AST電磁閥得電關閉，仍不能使隔膜閥上有壓，安全油壓仍不能建立，須手動掛閘才能重新掛閘。

3? ? 結語

本文主要針對山西漳電同達熱電有限公司的汽輪機調節保安系統進行介紹，希望能讓同行在實際具體操作的過程中明白操作的原理，出現汽輪機調節保安系統簡單故障時具備分析問題的能力。

[參考文獻]

[1] 山西漳電同達熱電有限公司汽輪機技術講義[Z].

[2] 王勝，劉文梅.王灘電廠600 MW汽輪機危急遮斷方式分析[J].華北電力技術，2006（12）：25-27.

收稿日期：2020-01-08

作者簡介：張晉平（1987—），男，山西晉中人，助理工程師，從事300 MW循環流化床機組集控運行工作。