汽轮机ETS保护共23页文档
汽轮机保护ETS【范本模板】
汽轮机的紧急跳闸保护系统（ETS）1X7。
5MW汽轮机的紧急跳闸保护系统主要的停止机项目以设备制造厂提供资料为准.主要包括:润滑油压、超速、轴位移、轴振动等。
以上保护逻辑均由和利时公司的DCS（用特定模块）来实现,并自动做跳机首出显示并记录.A、汽轮机数据采集监视系统（TSI）随着汽轮机组容量的不断增大、蒸汽参数不断提高，热力系统越来越复杂.为了提高机组的热经济性，汽轮机的级间间隙、轴封间隙都选择的比较小.由于汽轮机的旋转速度很高，在机组启动、运行或停机过程中,如果没有按规定的要求操作控制，则很容易使汽轮机的转动部件和静止部件相互摩擦、甚至碰撞，引起叶片损坏、大轴弯曲、推力瓦烧毁等严重事故。
为了保证机组安全启停和正常运行，需对汽轮机组的轴向位移、偏心度、差胀、振动、转速、油动机和同步器行程等机械参数进行监控，这些参数的采集和显示通常由TSI系统完成。
另外，还需对轴承温度、油箱油位、润滑油压、高压缸上下壁温差、汽缸进水、凝汽器真空等热工参数进行监视和保护，这些参数的监视功能通常由DAS系统完成，保护功能由SCS系统和ETS系统完成。
以上所有的这些主要参数超过规定值（报警值）时发出报警信号，在超过极限值(危险值）时送到ETS系统,动作汽轮机的遮断保护装置，关闭主汽门，实施紧急停机，以避免重大恶性事故的发生。
轴向位移、偏心度、差胀、振动、转速等汽机保护项目的参数，通常是一些传感器的非标准信号（电涡流、磁阻信号等），一般须配置专用的汽机监测仪表系统(TSI）进行特殊的转换处理。
其所监视的值及相关报警可送入DCS中作显示和SOE 报警,停机信号送入ETS。
TSI基本功能进行电涡流、磁阻等信号的采集和显示；将电涡流、磁阻等信号转换成4-20mA 信号输出，送到DCS、DEH等系统；对冗余信号进行优选处理，保证信号的真实可靠;对信号进行报警，发送到光字牌；当参数超限达到停机值时，发出保护停机指令（DO）,送到DCS、DEH和ETS.TSI测点包括:轴向位移、偏心度、差胀、振动、转速等信号。
汽轮机跳闸保护
编辑本段跳闸保护系统ETS在工业领域是汽轮机跳闸保护系统的简称。
全拼为Emergency trip systemETS控制系统至少具有下列停机功能：● 汽机转速>110%额定转速[1]● 轴向位移过大● 润滑油压≤0.02MPa（三取二）● 支持轴承温度>75℃（或）● 推力轴承担温度>75℃（或）● 凝汽器真空低于0.06MPa（三取二）● 发变组故障● 手动停机保护ETS的目的：当气轮机运行异常，汽轮发电机控制系统无法控制气轮机系统在正常范围内时，为防止损害汽轮发电机系统，ETS使汽轮机跳闸，关闭所有的汽轮机进汽阀。
ETS的功能：ETS的功能为监视气轮机的某些参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀。
具体有如下功能：(1). 在危险工作状态下，通过励磁机械跳闸电磁线圈（MTS）以及使主跳闸电磁阀（MTSV）失电对汽轮机提供跳闸逻辑。
(2). 当汽轮机启动条件确定时，在中央控制室中手动做汽轮机复位工作。
ETS是TCS系统的一部分，它除了完成机组的危急遮断功能外，现场电磁阀的控制信号也由ETS输出。
ETS主要完成的保护功能：(1). 轴承油压非常低跳机(2). 抗燃油压非常低跳机(3). A低压缸排气口温度非常高跳机(4). B低压缸排气口温度非常高跳机(5). 汽轮机并网以后，在额定负荷工况下，MSV入口汽温非常低跳机(6). 凝汽器真空非常低跳机(7). 推力轴承金属温度非常高跳机(8). 汽轮机、电机轴振非常高跳机(9). EHG输出主要故障跳机(10). 超速跳机(11). 锅炉总燃料故障跳机(12). 发电机故障跳机(13). 发电机定子冷却水出口温度高跳机(14). 发电机定子冷却水入口压力低跳机(15). 轴向位移大跳机(16). 加热器旁路快切故障跳机(17). VV阀故障开跳机ETS为PLC控制，所有逻辑通过PLC卡件中的程序自动执行，可以通过ATS的CPU进行逻辑查询和修改条件有：电超速、轴承油压低、EH油压低、真空低、轴向位移大、MFT、DEH失电、轴振动大、高压缸排气压力高、发电机内部故障、手操跳闸等，引起结果：关闭所有汽门、关闭抽气逆止门随着DCS的发展，ETS的设计从继电器到PLC，最终由DCS所取代。
汽轮机的ETS联锁保护
02 03
安全性与可靠性
ETS联锁保护系统是保障工业设备安全运行的重要组成部 分，其自身的安全性和可靠性至关重要。然而，随着网络 攻击和恶意代码的不断增加，如何保障ETS联锁保护系统 的安全性和可靠性成为了一个巨大的挑战。
实时性与准确性
ETS联锁保护系统需要在毫秒级别内对设备的运行状态进 行监测和判断，对系统的实时性和准确性提出了很高的要 求。然而，由于工业环境的复杂性和不确定性，如何保证 ETS联锁保护系统的实时性和准确性也是一个重要的挑战 。
轴承温度过高保护
ETS系统监测轴承温度，一旦温度过高，立即切断进气，避免轴承 损坏。
润滑油压力过低保护
ETS系统监测润滑油压力，压力过低时切断进气，防止设备损坏。
保障生产安全
防止爆炸事故
01
ETS系统监测汽轮机的各项参数，确保其运行在安全范围内，从
而避免爆炸等恶性事故的发生。
防止火灾事故
02
ETS系统的快速响应和切断进气功能，可以有效防止因设备故障
03
ETS联锁保护系统常见故障及原 因
常见故障类型
误动故障
信号异常故障
ETS系统误发出停机指令，导致汽轮 机无故障停机。
ETS系统接收到的传感器信号异常， 导致误判或无法判断汽轮机状态。
拒动及 时发出停机指令，导致汽轮机继续运 行而损坏。
故障原因分析
硬件故障
汽轮机的ETS联锁保护
汇报人： 2023-12-15
目录
• ETS联锁保护系统概述 • ETS联锁保护系统重要性 • ETS联锁保护系统常见故障及
原因 • ETS联锁保护系统优化与改进
措施
目录
• ETS联锁保护系统在汽轮机中 应用案例
汽轮机的ETS联锁保护
110℃
420℃ 420℃ 1350mm
❖ 汽机超速保护
TSI电超速保护（TSI OVERSPEED TRIP）
TSI超速信号取自TSI，TSI系统检测的三路转速信号探头安装在前 轴承箱处测速盘，当任意一路转速信号达到3300rpm时，都将使转速检测 仪表发出一电超速接点信号，三路信号经三取二逻辑送到ETS系统，实现 电超速保护。主要动作过程为：TSI测速探头将信号直接输送至ETS保护 PLC柜，当三取二信号检测到汽轮机转速达到额定转速的 110%(3300r/min)时，发出ETS停机信号，通过DEH使高压遮断模块（6YV 、7YV、8YV、9YV）和机械停机电磁铁（3YV）动作，同时各阀门遮断电 磁阀带电，泄掉高压安全油，快速关闭各阀，保证机组的安全。ETS首出 为“TSI电超速停机”
当机组的轴相对推力轴承的位移增大时（≥1.2mm或≤-1.65mm） ，TSI中的双通道轴向位移检测器输出两只危险报警继电器接点，经ETS 做与逻辑处理后，给出遮断信号，关闭主汽门及调门，停止汽轮机运行 ，同时给DEH系统发“轴向位移大停机”首出信号。
轴向位移保护设定目的：当汽轮机转子的推力过大，产生超过允许 值的位移时，会引起推力轴承的磨损，严重的会使汽轮机的转动部分和 静止部分产生摩擦，甚至会造成叶片断裂等重大事故，因此，汽轮机都 必须设置轴向位移遮断系统，以实现对机组的安全保护。
信号 PS6 PS7 PS8 PSA4 PSA5 PSA6 PSB2 PSB3 PSB4 轴向位移大 TSI超速 轴相对振动大
保护源信号 来源 压力开关 压力开关 压力开关 压力开关 压力开关 压力开关 压力开关 压力开关 压力开关 TSI TSI TSI
高中压缸及低压缸胀差大
TSI
汽轮机的危急遮断系统(ETS)
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。
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。
汽轮机危急遮断装置(ETS)
汽轮机危机遮断装置（ETS）1 作用：是用作汽轮发电机组在危急情况下的保护。
2 ETS监视保护的内容1)超速保护2)轴向位移保护3)润滑油压低保护4)抗燃油压低保护5)凝汽器真空低保护6)其他保护：由本体保护系统来的遥控停机项目：锅炉MFT/BT，发电机内部故障，DEH直流电源消失，#1-#8轴振大Ⅱ值，发电机主油开关跳闸等3 ETS的组成及原理ETS系统主要有以下几部分组成。
3.1 危急遮断油路危急遮断油路与阀门伺服执行机构一起，构成ETS的执行机构。
它分为AST 油路和OPC油路，两者之间用一逆止阀相连，AST油路与高、中压主汽门油路相连，OPC油路与高、中压调节阀相连，另外，机械超速遮断系统经隔膜阀与AST 油路发生连系。
动作时隔膜阀动作排油，使AST泄压，关闭所有主汽门和调节阀门。
遮断停机。
OPC油路主要用于防止汽轮机超速，避免危急遮断。
OPC动作油路失压时，使高中压调节阀关闭，使转速恢复额定值由于逆止阀的作用AST不会泄压，高中压主汽阀均不关闭，由调节阀控制转速。
AST油路主要用于危急情况下的自动泄压停机，当机组转速、油压、真空等超过允许值时，AST电磁阀动作打开，AST 和OPC 油路相继失压而关闭汽门停机。
3.2危急遮断控制块危急遮断控制单元的主要作用是在危急遮断电气柜和AST油路与OPC油路之间提供接口，为了安全、为了试验目的，AST电磁阀被设计成双通道，即两套并联工作。
通道1包括20-1/AST和20-3/AST，通道2包括20-2/AST和20-4/AST 电磁阀。
当任一停机条件具备时，打开所有的ＡＳＴ电磁阀以实现遮断停机。
3.3危急遮断电气柜危急遮断电气柜主要部件如下：电源组件、逻辑控制模块、继电器板、超速组件。
3.3.1电源组件由两个交流110V和两个直流24V电源组成。
3.3.2逻辑控制模块由输入模块C200-IA222，输出模块C200-OC24和可编程控制器组成。
3.3.3继电器板包括电源监视继电器，跳闸输出继电器。
汽轮机主要保护讲课文档
机组非冷态启动（ TE017≥190℃），高压缸不需要 倒暖，机组挂闸后，倒暖门1、2保持关闭状
态，高压缸抽真空门保持开启状态。此保护 的目的是防止高压缸抽真空门故障未开启造 成高压缸鼓风摩擦，导致叶片超温损坏。
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2.4高压缸抽真空阀关闭保护：
汽轮机转速＜1020rpm、高压外缸金属温度
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1.超速保护
1.1 OPC超速保护（103%）：
机组转速升高到3090rpm，两个OPC电磁阀动作， 瞬间关闭高、中压调速汽门，DEH画面显示高、中压 调门关闭，高、中压主汽门开启，并且高压调门 延时4～5秒后重新开启，中压调速汽门在转速低于 3000rpm后重新开启维持3000rpm；
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9.DEH、ETS失电保护
DEH系统有两路电源，如两路电源全部失电，或 一路失电，另一路切换时间过长均会导致机组跳闸。 机组跳闸后，DEH画面仍然保持机组跳闸前各参数，就
地主汽门、调门关闭关闭。
ETS系统与DEH系统一样，也由双路电源供电，两
路电源全部失电会造成机组跳闸。
DEH、ETS系统任一路电源故障、失电在DEH、DCS 画面均有声光报警， 需要及时通知热控人员。
空阀后压力≥0.8MPa，说明高压缸主汽门、调门或高排
逆止门不严，高压缸抽真空失败。
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2.6 高压缸排汽口金属温度高保护：
上半高压外缸排汽内表面温度≥420℃跳机。 原因：高压缸蒸汽流量不足，导致高压缸排汽口金 属温度超限，防止高压缸末级叶片损坏。
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3.排汽装置背压高保护：
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汽轮机沿轴方向的位移，以推力盘为死点，向发 电机方向的为正的轴向位移，向汽轮机前轴承箱方向 为负的轴向位移。
ETS汽机保护
第二页
• 系统已复位信号指的是安全油压和控制油压的确
已建立，一般采用控制油压开关或安全油压开关 的输出接点作为反馈的依据，同时将复位信号送 到汽轮机控制系统，作为其运行汽轮机正常控制 作用的条件。
DEH
MEH
BPC
ETS
ETS的功能
监视汽轮机的转速、控制油压低等信 号，接受外部或内部产生的跳闸信号，根 据保护跳闸逻辑，发出汽轮机遮断信号， 使危急遮断跳闸电磁阀得电跳闸或失电跳 闸。通过释放危急跳闸系统ETS的液压油， 汽轮机所有蒸汽进汽阀快速关闭，使汽轮 机跳闸。另外还可进行保护信号和跳闸电 磁阀的在线动作试验，送出跳闸首出原因 和跳闸信号。
保持在合理的设计范围之内。实际应用中，轴向位移的零位一般
定在轴向推力间隙的中间，以大轴向发电机侧移动为正方向，因
此轴向位移的报警和跳闸就各有正负两个值，如报警值为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
±0.9mm，跳闸值为±1.0mm。
•
轴向位移报警通常采取逻辑或，即任一轴向位移大或信号坏则发
出报警信号；轴向位移大跳闸逻辑则根据安装的探头数量可采取
a、二取一 两个跳闸电磁阀任一动作，都释放危急跳闸系统 的液压油，使汽轮机跳闸。这种设计容易发生误动，较少采用。
b、三取二 三个跳闸电磁阀任两个动作，都释放危急跳闸系 统的油压，使汽轮机跳闸。这种设计从逻辑上说很合理，即防拒 动又防误动，从软件和继电器上也容易实现三取二逻辑设计，但 用机械油路实现三取二逻辑则较困难，实际应用中有一部分机组 的跳闸系统如此设计。