汽轮机的保护和危急遮断系统资料
ETS系统简介
汽轮机危急遮断保护系统(ETS) 设备概述汽轮机是哈尔滨汽轮机厂生产的CLN600-24.2/566/566型冲动式、超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压凝汽式汽轮机。
机组的汽机本体危急遮断保护（ETS）系统，采用XXXX控制系统，以满足保护所需要快速性的要求。
整个ETS系统在汽轮机的危急情况下和接受到锅炉、电气要求停机的指令后，系统发信号打开四个遮断电磁阀，快速泄掉AST 油管的油压，实现紧急停机。
ETS系统包括的保护(跳机)项目有：1、EH油压低2、润滑油压低3、凝汽器真空低14、凝汽器真空低25、轴振大6、手动停机7、TSI超速8、主蒸汽过热度低9、发电机故障10、DEH失电11、MFT12、DEH超速13、轴向位移大14、汽机差胀大15、综合瓦振大16、定子冷却水差压低17、定子冷却水流量低共17项。
ETS采用失电动作，给AST电磁阀供电的两路110VDC电源取自热工直流电源屏。
1、EH油压低停机保护就地有四个EH油压低压力开关，压力低于设定值时发“1”。
ETS组态中采用双通道“或-与”逻辑，每个通道有两个压力开关，当每个通道中各有一个压力开关检测到EH油压低至8.0MPa时，ETS逻辑判断后执行停机，并作事故记忆。
试验时，汽机挂闸，人工手动调整EH油压试验块上的压力泄放阀慢慢泄压，达到跳机定值时ETS动作正常，首出记录正常。
2、润滑油压低停机保护就地有四个润滑油压低压力开关，压力低于设定值时发“1”。
ETS组态采用双通道“或-与”逻辑，每个通道有两个压力开关，当每个通道中各有一个压力开关检测到润滑油压低至0.076MPa时，ETS逻辑判断后执行停机，并作事故记忆。
试验时，汽机挂闸，人工手动调整润滑油压试验块上的压力泄放阀慢慢泄压，达到跳机定值时ETS动作正常，首出记录正常。
3、凝汽器真空低停机保护分为高背压凝汽器真空低和低背压凝汽器真空低，两者相互独立。
对高/低背压凝汽器就地各有四个真空低压力开关，压力低于设定值时发“1”。
汽轮机危机遮断系统介绍
为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致的汽轮机发生重大损伤事故，在机组上装有危急遮断系统危急遮断系统监视汽机的某些运行参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就送出遮断信号关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门。
被监视的参数有如下各项：汽轮机超速、推力轴承磨损、轴承油压过低、冷凝器真空过低、抗燃油油压过低。
另外，还提供了一个可接所有外部遮断信号的遥控遮断接口。
危急遮断系统的主要执行元件由一个带有四只自动停机遮断电磁阀(20／AST)和二只超速保护控制阀(20／0PC)的危急遮断控制块(亦称电磁阀组件)、隔膜阀、空气引导阀和几只压力开关等所组成。
四只电磁阀（20/AST）在正常运行时，它们是被通电励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮断（AST）母管上的抗燃油通道，使所有蒸汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起来。
当电磁阀失电打开，则总管泄油，导致所有汽阀关闭而使汽机停机。
电磁阀(20／AST)是组成串并联布置，这样就有多重的保护性。
每个通道中至少须一只电磁阀打开，才可导致停机，同时也提高了可靠性，四只AST电磁阀中任意一只损坏或拒动作均不会引起停机。
二只电磁阀（20/OPC）OPC电磁阀是超速保护控制电磁阀，它们是受DEH控制器的OPC 部分所控制,正常运行时，该二个电磁阀是不带电常闭的，封闭了OPC总管油液的泄放通道，使调节汽阀和再热调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立起油压，一旦OPC控制板动作，例如转速达103%额定转速时，该二个电磁阀就被励励磁（通电）打开，使OPC母管油液泄放。
这样，相应执行机构上的卸荷阀就快速开启，使调节汽阀和再热调节汽阀迅速关闭。
危急遮断控制块该控制块主要功能是为自动停机危急遮断（与超速保护控制（OPC）母管之间提供接口。
控制块上面装有六只电磁阀(四只AST电磁阀，二只OPC电磁阀)，内部有二只单向阀，控制块内加工了必要的通道，以连接各元件．所有孔口或为了连接内孔而必须钻通的通孔，都用螺塞塞住，每个螺塞都用“0”型圈密封。
汽轮机危急遮断系统
（六）其他宝华功能 ETS系统还提供了遥控遮断汽轮机的接口，当 用遥控遮断汽轮机节点闭合时，继电器被短 接，引起电磁阀动作，使汽轮机遮断。 ETS系统还可以接收其他系统来的跳机信号， 例如，来自TSI系统的振动大保护、差胀大等 保护，来自锅炉的MFT信号，以及来自电气 系统、DEH系统的信号，这些信号由相应系统 检测后，其结果送ETS系统跳机。
（四）冷凝器真空低遮断
汽轮机运行中发生真空下降，直接影响到机 组的经济性和安全性。 真空每下降1%，汽耗约增加1%~2%。热焓降 减少会增大级的反动度，使轴向推力增加， 推力轴承承受的负荷加大，严重时使推力瓦 块乌金熔化。
汽轮机真空下降，还会使排汽温度升高，造 成低压缸热膨胀变形和低压缸后面的轴承上 抬，破坏机组的中心而发生振动；也会使凝 汽器铜管的内应力增大，破坏凝汽器的严密 性；使低压段端部轴封的径向间隙发生变化， 造成摩擦损失。 基于上述原因，必须设置冷凝器真空低遮断 保护。当真空值低于允许的极限值时，保护 动作，实行紧急停机。不同机组真空低限值 也不同。
（二）轴向位移遮断
汽轮机是由高温高压的蒸汽驱动的旋转机械， 进、排汽参数的差异，必然产生巨大的轴向 推力。汽轮机推力增大，使推力轴承过负荷， 破坏油膜，推力瓦块与推力盘之间就会产生 干摩擦，造成乌金熔化。这时，汽轮机转子 沿轴向移动，转动部件与静止部件发生摩擦 甚至碰撞，造成机械事故。
轴向位移测量装置由测量盘和传感器组成。 测量盘装在推力轴承附近。传感器一般采用 涡流探头来测量轴向移动，四个探头分为两 组，分别检测正向位移和负向位移。探头输 出的电压与探头表面与转子推力盘的距离成 正比，该信号经前置变换后，进入TSI系统。 TSI系统判断该信号大小超过遮断整定值时， 发出开关量触点信号至ETS系统，由ETS遮断 汽轮机。
汽轮机的保护和危急遮断系统资料课件
当危急遮断器接收到异常信号时，会触发遮断动作，通过 切断进汽管道的供气或关闭进汽阀的方式使汽轮机停机。
危急遮断系统的操作与维护
操作注意事项
操作人员应熟悉危急遮断系统 的原理和组成，严格按照操作 规程进行操作，避免误操作导 致设备损坏或事故发生。
维护保养
定期对危急遮断系统进行维护 保养，检查各部件的工作状态 和性能指标，及时发现并处理 潜在故障，确保系统正常运行 。
提高运行效率
通过有效的保护措施，汽轮机能够保持最佳运行状 态，提高整体运行效率。
降低维护成本
保护系统能够减少不必要的维修和更换部件，从而 降低维护成本。
汽轮机保护系统的组成
80%
传感器
用于监测汽轮机的各种参数，如 温度、压力、转速等。
100%
控制单元
接收传感器信号，进行数据处理 和逻辑判断。
80%
01
利用更先进的传感器和检测技术，提高系统对汽轮机运行状态
的监测精度和响应速度。
优化控制算法
02
采用更高效的控制算法，提高系统的调节性能和稳定性，减少
误动作和故障率。
升级硬件设备
03
对硬件设备进行升级，提高其可靠性和寿命，降低维护成本。
系统智能化与网络化发展
智能化决策支持
通过人工智能和大数据技术，实 现系统智能化决策，提高故障诊 断和预防性维护能力。
汽轮机保护系统故障诊断方法
01
振动分析法
通过监测振动信号判断设备状态。
温度测量法
通过测量设备表面温度判断热状态 。
03
02
油液分析法
通过监测润滑油状态判断轴承等部 件状态。
压力测量法
通过测量设备内部压力判断运行状 态。
汽轮机的危急遮断系统
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。
汽轮机保安系统
汽轮机保安系统一、系统简介为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致汽轮机发生重大损坏事故，汽轮机组设有严密的保护措施。
由于机组超速的危害最大，因此，除了超速采用多重保护外，其余重要参数的严重超标，都通过危急遮断系统实现紧急停机。
本机组保安系统设置了三套遮断装置。
1、运行人员手动紧急遮断的危急遮断手柄。
2、机械超速遮断的危急遮断器（飞锤式）。
3、电子超速保护装置（设置在ETS中）即ETS系统由危急遮断系统（ETS）控制的四只遮断电磁阀，它接受汽机重要监视参数的遮断信号，四只遮断电磁阀只要一接到遮断信号，就立即动作泄去系统中的安全油和控制油，从而关闭主汽门和再热主汽门以及关闭高、中压调节汽阀，使机组紧急停机。
另外，为防止机组超速，还设有OPC保护。
当机组超速103%n。
或机组30%额定负荷以上甩负荷发生时，OPC电磁阀动作，立即关闭所有调门、抽汽逆止门、高排逆止门，打开高排通风阀、＃1、2高压调门后放气阀，抑制转速飞升，自动控制机组在3000r/min稳定运行。
二、系统功能1、遮断功能（1）机械超速保护当转速达到110～111% n。
时，危急保安器应动作，泄去低压安全油，高压安全油隔膜阀动作，打开EH供油系统泄油口，使EH系统的抗燃油压降低，迫使主汽阀、调节汽阀关闭，机组紧急停机。
（2）手动遮断保护如果机组发生其他故障，运行人员认为确须停机，或正常情况下需停机时可就地用手打装在前轴承座端面的危急遮断手柄或在集控室手动遮断按钮，泄除高、低压安全油，使机组停机。
（3）喷油试验功能为了对危急遮断器在不超速的状态下进行试验，采取对危急遮断器飞锤下部槽道注油建立额外油压的方法，推动飞锤出击，直至撞击碰钩，模拟超速试验，以检查危急遮断器是否无卡涩、良好备用。
（4）汽机复置功能通过手拉装在前轴承座端面的复置手柄或在集控室手动复置按钮，使遥控复置电磁阀动作，都能使危急遮断油门复置。
同时，在集控室按下手动复置按钮，电磁阀带电励磁、关闭。
危急遮断系统介绍
危急遮断系统介绍1.概述危急遮断系统ETS(Emergency Trip System）是汽轮机紧急跳闸系统，是汽轮机在紧急情况下的保护系统。
当汽轮机运行时，被监测的各项参数有任意一项或多项达到跳闸条件时，将使危急遮断电磁阀动作，迫使汽轮机安全油(AST油压)泄压，从而在最短的时间内关闭各个进汽阀门，使汽轮机紧急停机，保护汽轮机的安全。
2. 系统组成就地装置危急遮断及复位装置危急遮断控制块EH油压低遮断试验块润滑油压低遮断试验块真空低遮断试验块热工装置危急遮断控制柜操作面板3. ETS系统框图4. 危急遮断及复位装置5. 危急遮断器（机械超速保护）当自动停机遮断电磁阀（20/AST）励磁关闭时，自动停机危急遮断总管中的油压就建立。
为了进行试验，这些电磁阀被布置成双通道。
一个通道中的电磁阀失磁打开将使该通道遮断。
若要使自动停机遮断总管压力骤跌以关闭汽机的蒸汽进口阀门，二个通道必须都要遮断。
20/AST电磁阀是外导二级阀。
EH抗燃油压力作用于导阀活塞以关闭主阀。
每个通道的导阀压力由63/ASP压力开关监测，这个压力开关用来确定每个通道的遮断或复通状态，以及作为一个联锁，以防止当一个通道正在试验时同时再试另一个通道。
6. 危急遮断控制柜危急遮断控制柜由电源、PLC控制器、I/O模件、转速继电器、模拟信号发生器组成。
7. 西屋和西门子技术比较西屋机组 西门子机组· 采用机械超速保护 ＋电超速保护 · 保护信号采用开关量，压力信号均采用压力开关。
· TSI 装置将信号处理后将停机开关量信号送到ETS 。
· EH 油压，润滑油压和真空采用压力开关，配置试验块,可以在线试验。
· 采用总的停机遮断电磁阀 ，四取二配置。
· 两套电超速保护· 保护信号采用模拟量，压力均采用变送器，不采用压力开关。
· TSI 直接将模拟量送到ETS ，在ETS 内进行逻辑判断。
危急遮断系统(ETS)
硬件组成
PLC处理器 输入模块 输出模块 PLC电源 TSX P57103M TSX DEY 16D2 TSX DEY 16T2 TSX PSY2600
编程
编写PLC程序 现以我厂1#ETS为例，编写程序流程如下： 我厂1#ETS装置内每一机有PLC电源TSX PSY2600 一块；PLC处理器TSX P57103M一块；PLC输入模 块TSX DEY 16D2四块；PLC输出模块TSX DSY 16T2四块。其输入、输出模块都为16位，双机分为 A机和B机。A机、B机模块分布图和程序完全一致。 其单机PLC模块分布见图九。 （一）PLC硬件组态大致分为以下步骤： 选择PLC处理器类型及存储卡，见图二。 选择PLC框架类型，见图五。 选择PLC输入模块类型，见图六。 选择PLC输出模块类型，见图八。 进入PLC梯形图编辑画面编程，见图十一。
停机项A A PLCA正常 OR 停机项B B PLCB正常 双机工作原理图 停机B 停机 停机A
3 、该ETS装置设有双路电源切换回路,在某一电源出现 故障时,自动切换到另一电源回路中继续工作，如果主 副电源同时故障主、副电源指示 灯亮，电压表示正常。 停机项：当有下列任一情况，PLC将送出停机 信号，汽机将打闸停机 a) 汽机超速停机 b) 发电机跳闸(逆功率保护) c) 轴向位移停机 d) EH油压过低停机 e) 背压停机 f) 润滑油压过低停机 g) 手动停机 h) DEH故障 j) 轴振大 i) 轴瓦温度高 g)回油温度高 k) 高压缸排汽温度高 l)胀差超限停机 m)非电量保护（备用1） 备用（2--6）
图六
点击OK后，同理将2 点击OK后，同理将2、3槽位选择为与1槽位相同的模块 槽位选择为与1
图七
右键点击第4槽位，选择Add Module，确定输出模块类型 右键点击第4槽位，选择Add Module，确定输出模块类型
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三、危急跳闸装置（ETS）
汽轮机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。
自动停机危急遮断系统可分成两个层次。第一是危急跳闸控制装置（ETS） 的跳闸电信号可使AST电磁阀动作，使AST油路泄油，所有进汽阀关闭，机组停 机；第二是机械超速及手动停机部分，当其动作时，可通过隔膜阀，使AST油路 泄油，所有进汽阀关闭，机组停机，起到危急保护作用。
图1为汽轮机危急遮断系统原理图。
（三）自动停机危急遮断电磁阀（AST电磁阀）
在图3所示系统中有4个AST电磁阀，它们是受危急跳闸装置（ETS）电气信号 所控制。AST电磁阀在正常运行时是被励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮断 总管中抗燃油的泄油通道，使所有蒸汽阀执行机构活塞下的油压建立起来，当电 磁阀打开，则AST总管泄油，导致所有蒸汽阀关闭停机。4个AST电磁阀组成并联 布置，这样就具有多重的保护性，每个通道中至少必须有一只电磁阀打开，才可 导致停机。
危急跳闸装置所监视的参数有：汽轮机超速，推力轴承磨损，润滑油压低， EH油压低，凝汽器真空低，另外还为用户提供一个可接受所有外跳闸信号的远控 跳闸接口。
1．电磁阀的工作原理（略） 2．电磁阀的串并联布置 如图5所示。 OPC和AST电磁阀结构相同，仅有的区别是：OPC电磁阀是由内部供油控制 的，AST电磁阀则由高压油路外部供油所控制。
图8为机械超速危急遮断系统的工作原理图。图9为机械超速遮断机 构图。
（三）手动复位
（四）遥控复位
（五）试验
试验时，必须先用手将试验杠杆拉到“试验”位置上去，使试验滑 阀移动并切断机械超速和手动遮断总管中脱扣油去危急遮断滑阀的主通 道。这样，试验时不会引起隔膜阀的开启及危急遮断（AST）油路的泄 压。
（六）空气引导阀
空气引导阀安装在汽轮机前轴承座旁边，该阀用于控制供给汽动抽 汽逆止阀的压缩空气，为EH油、压缩空气和排大气提供了接口，该阀是 一个油缸体上带钢柱的青铜阀体，附在阀杆上的弹簧提供了关闭阀门所 需的力。
二、机械超速保护与手动遮断遮断
（一）隔膜阀
位于前轴承座上，结构如图7所示。 （二）机械超速危急遮断系统
图9-11 电气危急遮断逻辑的总系统图
（二）电气超速遮断系统（OS） 1．电气超速遮断系统的工作原理 电气超速遮断系统由一个安装在盘车设备处的磁阻发信器和一个安装在遮断 电气柜中的转速插件所组成。
2．电气超速遮断控制继电器逻辑
（三）轴向位移遮断系统（TB）
1．轴向位移遮断机构
机组的轴向位移机构，它由4个轴向位移传感器、2个试验汽缸、4个电磁阀和 用来作为传感器基准点的联轴器垫片所组成，其它零部件是支托架和用来安装试 验汽缸和传感器的有关部件。在任何情况下，各传感器的安装，都必须与1个基准 面保持间隙，例如，与联轴器平面或指示盘间有一定的间隙。在试验汽缸和传感 器与联轴器指示盘的间隙整定好后，用定位销把试验汽缸最后固定。
（四）单向阀（逆止阀）
两个单向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电磁阀动作时，可维持AST的油压。当AST电磁阀动作时， OPC油压也下跌。
（五）跳闸试验块组件
在前轴承座边上装有一个不锈钢的试验块组件，如图6所示，它是用来监视 EH油压低和试验各压力开关的系统，该系统被布置成双通道，每个通道一端节流 孔与供油系统相通，另一端与排油相连，试验块组件由两个压力表，两个电磁阀， 两个手动阀，一个试验块及四个监视EH油压低的压ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ开关组成。
（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，以供 运行人员紧急时使用。
（一）电气危急遮断逻辑的总系统 机组的所有电气遮断信号，均通过该系统去遮断汽轮机。该电气系统的组件， 布置于EH运行盘上的遮断电气柜内。
第八节 汽轮机的保护和危急遮断系统
危急遮断系统分为两种情况。一是在机组运行中，为防止部分设备失常造成 机组严重损坏，装有自动停机危急遮断系统（AST），当发生异常情况时，关闭 所有进汽阀，立即停机；二是超速保护控制系统（OPC），使高压调节汽阀及再 热调节汽阀暂时关闭，减少汽轮机进汽量及功率，但不能使汽轮机停机。因此， 机组相应的设有自动停机危急遮断油路（AST油路）和超速保护控制油路（OPC 油路）。
图9-1 汽轮机危急遮断保护系统原理
一、电磁阀及控制块
（一）危急遮断控制块
超速保护和危急遮断组合机构，统称为控制块，如图2所示，布置在汽轮机前 轴承箱的右侧，其主要由控制块壳体、两个OPC电磁阀、四个AST电磁阀和两个 止回阀（逆止阀）组成。
（二）超速保护电磁阀（OPC电磁阀）
两个OPC电磁阀由DEH调节器的OPC系统控制，图3为电磁阀及控制块系统原 理图。两只OPC电磁阀并联布置，即使一路拒动，另一路仍可动作。
机组的危急遮断项目和参数为：
（1）超速保护：转速达到110%n0（3300r/min）时遮断机组； （2）轴向位移保护：以轴向位移的定位点3.56mm为基准，机头方向超过 2.54mm或发电机方向超过4.57mm时，遮断机组，这种限定意味着极限位移离基准 位置的两侧各只有1mm左右；
（3）轴承供油低油压和回油高油温保护：轴承供油油压低到34.47~48.26kPa 和回油油温高到82.2℃时遮断机组；
试验做完后，必须进行复位。
1.手动遮断试验； 本试验是在汽轮机正常运行情况下，用来检查遮断机构以及危急遮断滑阀工 作的可靠性。
2.充油试验； 此试验是在汽轮机正常运行条件下检查飞锤动作的可靠性。在充油试验时， 为不使汽轮机跳闸停机，必须在试验的整个过程把试验杠杆拉到“试验”位置。
试验装置图见图10所示。 3.超速试验。 用以效验飞锤动作转速的设定值以及保证机械超速保护系统正确动作。