汽轮机保护系统讲义
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汽轮机的安全保护系统说明书
汽轮机的安全保护系统说明书一、引言汽轮机是一种重要的能源转换设备，广泛应用于电力、建筑、化工等行业。
为了确保汽轮机的安全运行，必须配备有效可靠的安全保护系统。
本文将详细介绍汽轮机的安全保护系统的功能、构成和操作。
二、安全保护系统功能1. 安全保护系统的作用安全保护系统旨在监测和控制汽轮机运行过程中的各项参数，确保在发生异常情况时及时采取保护措施，避免事故发生，最大限度地保护汽轮机和现场人员的安全。
2. 安全保护系统的工作原理安全保护系统通过传感器实时监测汽轮机的转速、温度、压力等参数，将监测到的信号传输至中央控制室的控制台。
控制台上设有监测仪表和报警器，一旦检测到异常情况，系统将发出警报并自动采取相应的保护措施，例如关闭汽轮机，切断燃气供应。
三、安全保护系统构成1. 传感器汽轮机安全保护系统配备多种传感器，用于监测汽轮机运行时的各项参数。
常见的传感器包括转速传感器、温度传感器、压力传感器等。
2. 控制台控制台是安全保护系统的核心部分，由仪表、控制按钮、报警器等组成。
仪表用于显示汽轮机各项参数的数值，控制按钮用于手动控制系统的运行状态，报警器用于发出警报信号。
3. 控制系统控制系统是安全保护系统的关键，它接收传感器传来的信号，并根据事先设定的逻辑条件进行判断和控制，发出相应的指令。
控制系统可以分为硬件控制系统和软件控制系统两部分，两者协同工作，确保系统的稳定运行。
四、安全保护系统操作1. 系统的启动在启动汽轮机之前，必须先启动安全保护系统。
操作人员需按照规定程序逐一检查传感器的运行状态，并确认控制台上的仪表和报警器正常工作。
2. 参数设定根据汽轮机的技术要求和安全规范，设定各项参数的上下限阈值。
一旦监测到的参数超出设定范围，系统将及时采取相应的保护措施。
3. 报警处理当系统监测到异常情况时，控制台的报警器将发出声音和光信号，提示操作人员及时采取措施。
操作人员应根据报警信号的类型和严重程度，判断问题的原因并采取相应的故障处理措施。
汽轮机的保护和危急遮断系统资料课件
遮断动作
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。
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。
汽轮机保护系统讲义ppt课件
上汽300MW危急保安系统
➢单危急保安器 ➢单危急遮断油门 ➢飞锤在线试验
o飞锤单独试验 o实际超速试验 o注油试验 ➢遥控复位 ➢碟阀式危急遮断油门
A&D AS CS2
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
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f0
n0 z 60
电超速保护定植
ft
110%n0z 60
上汽：
f0n 60z030 60 0 803 41H 50 z
ft
11 % n0 0 z1.1308 0 3 0 45H 6z5 60 60
• 热工监视保护装置
• 电气柜 • 电源 • 电子线路板 • 计算机卡件 • 继电器 • 接触器 • 电气线路 • 保护逻辑等。
• 现场检测、执行机构
• 主汽阀及其油动机 • 再热主汽阀及其油动机 • 紧急停机电磁阀 • 各种压力、温度、行程开关
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低润滑油压保护
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为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
润滑油压保护
▪润滑油压力由分成两个通道的4个压力开关检测 ▪当正常运行时，压力开关63－1/LBO和63－3/LBO的接点是闭合的 ▪中间继电器1X/LBO和3X/LBO正常地动作 ▪与遮断控制继电器LBO－1串联的继电器接点1X/LBO和3X/LBO都 是闭合的 ▪这样，继电器LBO－1就动作 ▪通道2具有同样的元件，LBO－2是用于通道2的遮断控制继电器。 •继电器LBO－1和LBO－2线圈的一侧通过选择开关的接点S1和S2而 相连。 •在正常运行时，接点S1和S2是闭合的，所以继电器LBO－1和LBO－ 2的线圈是并联的。 •假如在每一通道中有一只压力开关打开而表明轴承油压过低，那么， 继电器LBO－1和LBO－2就将释放（引起自动停机通道1和2遮断）
➢单危急保安器 ➢单危急遮断油门 ➢飞锤在线试验
o飞锤单独试验 o实际超速试验 o注油试验 ➢遥控复位 ➢碟阀式危急遮断油门
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电超速保护定植
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上汽：
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• 热工监视保护装置
• 电气柜 • 电源 • 电子线路板 • 计算机卡件 • 继电器 • 接触器 • 电气线路 • 保护逻辑等。
• 现场检测、执行机构
• 主汽阀及其油动机 • 再热主汽阀及其油动机 • 紧急停机电磁阀 • 各种压力、温度、行程开关
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低润滑油压保护
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润滑油压保护
▪润滑油压力由分成两个通道的4个压力开关检测 ▪当正常运行时，压力开关63－1/LBO和63－3/LBO的接点是闭合的 ▪中间继电器1X/LBO和3X/LBO正常地动作 ▪与遮断控制继电器LBO－1串联的继电器接点1X/LBO和3X/LBO都 是闭合的 ▪这样，继电器LBO－1就动作 ▪通道2具有同样的元件，LBO－2是用于通道2的遮断控制继电器。 •继电器LBO－1和LBO－2线圈的一侧通过选择开关的接点S1和S2而 相连。 •在正常运行时，接点S1和S2是闭合的，所以继电器LBO－1和LBO－ 2的线圈是并联的。 •假如在每一通道中有一只压力开关打开而表明轴承油压过低，那么， 继电器LBO－1和LBO－2就将释放（引起自动停机通道1和2遮断）
汽轮机调节、保护
二次调频
把电网频率调整到合格范围
一次调频：快速性 要求不同 二次调频： 精确性
石家庄永泰电力培训中心讲义
六、汽轮机运行对调节系统静态特性的要求 转速感受机构特 实际调节系统 中间放大传递特性 性 非线性 配汽机构特性 静态特性曲线并非直线 合理的特性曲线的形状
n
n
n
连续，平滑，单调，无突变点
n0
石家庄永泰电力培训中心讲义
第四章 汽轮机的调节保护系统
第一节汽轮机的调节系统
一、汽轮机调节系统的作用 在外界负荷变化时，及时地调 节汽轮机功率，以满足用户用电量 变化的需要；同时保证汽轮发电机 组的工作转速在正常允许范围之内， 保证供电质量。
分析：负荷与转速的关系：
石家庄永泰电力培训中心讲义
汽轮机受着两个力矩的作用：蒸汽主力矩和电磁阻 力矩。
P2
P 蓝色箭头表示什么 过程？
石家庄永泰电力培训中心讲义
n
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外负荷不变，网 内机组如何改变 所带负荷，例如 某机组需停机检 修，怎么办？ P2
△ P2
0
△ P1
P1
P
P ’2
P
凡是能够平移调节系统静态特性曲线的装置称为同步器
在机组负荷不变时改变转速；
质上是人为改变调门开度的机构。（如图）
（三）配汽机构（执行机构）
石家庄永泰电力培训中心讲义
1、作用：将油动机的位移信号转化为蒸汽流量信号。
2、配汽机构组成：开启（传动）装置、调节阀 国产汽轮机多采用喷嘴调节法控制汽轮机的进汽量。 提板式传动机构的调速汽阀：正确调整调速汽阀的重叠度（当 前一个调速汽阀后蒸汽压力达到阀前压力的90%时，下一个调速汽 阀应随即开启） （四）调压器（供热机组特有装置）：调节供汽压力，使其在一定 的变化范围内。 原理：调压器滑阀下部蒸汽的作用力和上方弹簧的作用力相平 衡。滑阀处于某一平衡位置。当蒸汽压力变化时，滑阀运动，改变 脉冲油口的大小，引起脉冲油压改变，从而使错油阀和油动机及调 速汽阀改变。
汽轮机的调节、保护和供油系统 教学PPT课件
三、数字电液调节系统
DEH控制系统
• 控制任务：将热能转化为旋转机械能
• 控制目的：对发电机组转速的控制
高压主汽阀
过热段
高压调节阀
锅炉
再热段
HP
IP
中压调节阀 再热主汽阀
LP
凝汽器
发电机
双缸双排气中间再热机组简图
三、数字电液调节系统
三、数字电液调节系统
（一）基本调节原理
①采样讯号除转速为数字量外，其余均为模拟量，送入计算 机前需经A／D转换器变换成数字量，在计算机中进行数字处理和 运算，其输出数字量经D／A变换后送至电液转换器，将电讯号转 变成液压讯号，此液压讯号作用于油动机，控制主汽门及调节汽 阀的开度，使汽轮机的转速或功率发生变化。
范围（3000±30r/min）内，从而保证供电质量和机组安全。
一、汽轮机的调节系统
频率的稳定取决于原动机出力和电网负载的平衡。维持频率的 稳定要求：原动机出力＝负载 汽轮机出力在运行中必须能根据负载要求进行调整。
电力系统正常频率偏差 允许值为±0.2Hz(转速波动 ±12r/min)
系统容量较小（<3000MW）时，偏差值可以放宽到±0.5Hz(转 速波动±30r/min)
三、数字电液调节系统
DEH调节系统设置了四种运行方式：
相邻两种运行方式都可相互切换，且可做到无扰切换。
①二级手动 是最低级的运行方式。是DEH调节系统的最末级
硬件备用。 由常规的模拟部件组成，通过操作台上的阀位
增、减按钮，对阀门进行控制。
三、数字电液调节系统
②一级手动 是一种开环运行方式，作为操作员自动方式的备用。 通过操作盘上按键可以控制各阀门的开度，各键之间 有逻辑联锁条件，还具有超速保护控制器OPC、主汽门压 力控制器TPC、RUNBACK和脱扣等保护功能。
汽轮机保护及试验课件
抗干扰能力不足
电磁干扰、机械振动等因素对保护系统稳定性造成一定影响，需 要加强抗干扰能力。
智能化程度低
现有保护系统在智能化方面仍有提升空间，需要引入更先进的智 能算法和技术手段。
国内外先进技术发展趋势
数字化、网络化
采用数字化、网络化技术，提高保护系统的可靠 性和实时性，实现远程监控和诊断。
多传感器融合
保护拒动原因
包括保护回路断线、元件损坏、定值设置过高等。排查方法包括检 查回路状态、更换损坏元件、调整定值设置等。
传感器故障原因
包括传感器本身故障、传感器安装位置不当等。排查方法包括更换传 感器、重新安装传感器等。
故障处理措施及注意事项
处理前准备
01
包括了解故障现象、查阅图纸资料、准备工具材料等。注意事
也提出了一些中肯的建议和反馈，如增加案例分析、优化课程时间分配
等。
对未来汽轮机保护技术发展展望
智能化趋势
随着工业4.0和智能制造的推进，汽轮机保护系统将越来 越智能化，能够实现自适应、自学习、自优化等功能，提 高保护系统的准确性和可靠性。
绿色环保要求
环保法规日益严格，对汽轮机的排放和能耗提出了更高要 求。未来的汽轮机保护技术需要更加注重节能减排，推动 绿色制造和可持续发展。
应用多传感器融合技术，提高保护系统对机组状 态的感知能力，降低误动、拒动风险。
智能诊断与预警
引入人工智能、大数据分析等技术，实现故障预 警和智能诊断，提前发现潜在问题。
未来优化改进方向预测
自适应保护策略
根据机组运行状态和外部环境变化，自适应调整保护策略，提高 保护系统的准确性和可靠性。
虚拟仿真与试验验证
问题诊断
针对试验中出现的问题进行诊断，找 出原因并提出改进措施。
电磁干扰、机械振动等因素对保护系统稳定性造成一定影响，需 要加强抗干扰能力。
智能化程度低
现有保护系统在智能化方面仍有提升空间，需要引入更先进的智 能算法和技术手段。
国内外先进技术发展趋势
数字化、网络化
采用数字化、网络化技术，提高保护系统的可靠 性和实时性，实现远程监控和诊断。
多传感器融合
保护拒动原因
包括保护回路断线、元件损坏、定值设置过高等。排查方法包括检 查回路状态、更换损坏元件、调整定值设置等。
传感器故障原因
包括传感器本身故障、传感器安装位置不当等。排查方法包括更换传 感器、重新安装传感器等。
故障处理措施及注意事项
处理前准备
01
包括了解故障现象、查阅图纸资料、准备工具材料等。注意事
也提出了一些中肯的建议和反馈，如增加案例分析、优化课程时间分配
等。
对未来汽轮机保护技术发展展望
智能化趋势
随着工业4.0和智能制造的推进，汽轮机保护系统将越来 越智能化，能够实现自适应、自学习、自优化等功能，提 高保护系统的准确性和可靠性。
绿色环保要求
环保法规日益严格，对汽轮机的排放和能耗提出了更高要 求。未来的汽轮机保护技术需要更加注重节能减排，推动 绿色制造和可持续发展。
应用多传感器融合技术，提高保护系统对机组状 态的感知能力，降低误动、拒动风险。
智能诊断与预警
引入人工智能、大数据分析等技术，实现故障预 警和智能诊断，提前发现潜在问题。
未来优化改进方向预测
自适应保护策略
根据机组运行状态和外部环境变化，自适应调整保护策略，提高 保护系统的准确性和可靠性。
虚拟仿真与试验验证
问题诊断
针对试验中出现的问题进行诊断，找 出原因并提出改进措施。
汽轮机的保护和危急遮断系统资料PPT课件
第5页/共20页
（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。
第17页/共20页
（五）EH油压过低遮断系统（LP） EH（抗燃）油是DEH 的控制和动力用“油”，是用来控制所有 主汽阀和调节汽阀的，当油压过低时也能导致机组失控，因此，必须进行低 油压保护，以便紧急停机。 （ 六 ） 机 组 低 真 空 遮 断 系 统 （ LV ） 机组的低真空保护，采用两级保护系统。 一级保护是类似轴承低油压保护那样的遮断电器控制逻辑系统，所 不同的是压力触点开关监视的工质是蒸汽，而且由于测量的是压力，所以， 对 低 真 空 而 言 ， 压 力 开 关 ( 6 3 - I ) / LV 是 常 闭 的 。 二级保护是机械保护，它是基于电气遮断保护系统失灵，而排汽压 力又过高的情况下采用的上一级保护系统。显然，这是一种防止排汽压力过 高的双重保护，其措施就是在排汽缸处装置排大汽阀。
组；
（4）EH（抗燃）油低油压保护：EH油压低到9.31MPa时遮断机
（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。
第11页/共20页
（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。
（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。
（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。
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（五）EH油压过低遮断系统（LP） EH（抗燃）油是DEH 的控制和动力用“油”，是用来控制所有 主汽阀和调节汽阀的，当油压过低时也能导致机组失控，因此，必须进行低 油压保护，以便紧急停机。 （ 六 ） 机 组 低 真 空 遮 断 系 统 （ LV ） 机组的低真空保护，采用两级保护系统。 一级保护是类似轴承低油压保护那样的遮断电器控制逻辑系统，所 不同的是压力触点开关监视的工质是蒸汽，而且由于测量的是压力，所以， 对 低 真 空 而 言 ， 压 力 开 关 ( 6 3 - I ) / LV 是 常 闭 的 。 二级保护是机械保护，它是基于电气遮断保护系统失灵，而排汽压 力又过高的情况下采用的上一级保护系统。显然，这是一种防止排汽压力过 高的双重保护，其措施就是在排汽缸处装置排大汽阀。
组；
（4）EH（抗燃）油低油压保护：EH油压低到9.31MPa时遮断机
（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。
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（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。
（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。
汽轮机保护系统讲义
• 运行中，由于电力系统线路故障，使发电机主断路器跳闸，汽 运行中，由于电力系统线路故障，使发电机主断路器跳闸， 轮机负荷突然甩到零。 轮机负荷突然甩到零。 • 单个机组带负荷运行时，负荷突然下降 单个机组带负荷运行时， • 正常停机过程中，解列的时候或解列后空负荷运行时 正常停机过程中， • 启动过程中，闯过临界速度后应定速时或定速后空负荷运行时 启动过程中， • 危急保安器作超速试验时 • 运行操作不当： 运行操作不当： 1.调门开的太快 2.带高负荷解列 调门开的太快 带高负荷解列 • 调速系统工作不正常 速度变动率太大 调速系统迟缓率太大， 调速系统工作不正常1.速度变动率太大 调速系统迟缓率太大， 速度变动率太大2.调速系统迟缓率太大 2011-102011-10-18 6 汽门不能迅速关闭3.调速汽门卡涩 汽门不能迅速关闭 调速汽门卡涩
4
背压高跳机保护
• 汽轮机排汽压力过高，会使低压缸变形，机组 振动大，严重时会酿成事故。 • 汽轮机排气压力过高，会使整个汽轮机（在相 等负荷）汽轮机级内反动度增大，轴向推力增 大。 • 汽轮机排气压力过高，会使汽轮机流通能力减 弱，势必要增加进气压力温度。
2011-102011-10-18
5
电超速保护跳机
2011-102011-10-18
10
• 汽轮机产生轴向位移的原因如下： 汽轮机产生轴向位移的原因如下：
– 汽轮机发生水冲击：水珠冲击使轴向推力增大，同时水珠在汽轮机内流动速度 汽轮机发生水冲击：水珠冲击使轴向推力增大， 缓慢，堵塞蒸汽通路，在叶轮前后造成很大压力差，使轴向推力增大。 缓慢，堵塞蒸汽通路，在叶轮前后造成很大压力差，使轴向推力增大。 – 隔板轴封间隙增大：由于不正确地启动汽轮机或机组发生强烈震动，将隔板轴 隔板轴封间隙增大：由于不正确地启动汽轮机或机组发生强烈震动， 封的梳齿磨损，间隙增大，漏汽增多，于是使叶轮前后压力差增加。 封的梳齿磨损，间隙增大，漏汽增多，于是使叶轮前后压力差增加。使轴向推 力增大。 力增大。 – 动叶片结垢，蒸汽品质不良，含有较多盐份时，会使动叶片结垢，从而使蒸汽 动叶片结垢，蒸汽品质不良，含有较多盐份时，会使动叶片结垢， 流通面积缩小，引起动叶片前后的蒸汽压差增大。使轴向推力增大。 流通面积缩小，引起动叶片前后的蒸汽压差增大。使轴向推力增大。 – 新蒸汽温度急剧下降：使转子的温度也跟着降低，由于转子的收缩量大于汽缸 新蒸汽温度急剧下降：使转子的温度也跟着降低， 的收缩量，致使推力轴承的负荷增加。 的收缩量，致使推力轴承的负荷增加。 – 真空下降：增大了汽轮机级内反动度，致使轴向推力增加。 真空下降：增大了汽轮机级内反动度，致使轴向推力增加。 – 汽轮机超负荷运行：使蒸汽流量增加，会使轴向推力增大。 汽轮机超负荷运行：使蒸汽流量增加，会使轴向推力增大。 – 润滑油系统由于油压过低、油温过高等缺陷使油膜破坏而导致推力瓦乌金烧熔， 润滑油系统由于油压过低、油温过高等缺陷使油膜破坏而导致推力瓦乌金烧熔， 也会使转子产生轴向位移。 也会使转子产生轴向位移。 润滑油系统会造成油膜破坏的原因有： 润滑油系统会造成油膜破坏的原因有： 1.润滑油压过低 润滑油压过低 2.润滑油温过高 润滑油温过高 3.润滑油中断 润滑油中断 4.油质不良 油质不良 5.润滑油中有水 润滑油中有水 6.轴瓦与轴的间隙过大 轴瓦与轴的间隙过大 7.乌金脱落 乌金脱落 2011-10- 8.发电机或励磁机漏电 2011-10-18 发电机或励磁机漏电。 11 发电机或励磁机漏电。
4
背压高跳机保护
• 汽轮机排汽压力过高，会使低压缸变形，机组 振动大，严重时会酿成事故。 • 汽轮机排气压力过高，会使整个汽轮机（在相 等负荷）汽轮机级内反动度增大，轴向推力增 大。 • 汽轮机排气压力过高，会使汽轮机流通能力减 弱，势必要增加进气压力温度。
2011-102011-10-18
5
电超速保护跳机
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10
• 汽轮机产生轴向位移的原因如下： 汽轮机产生轴向位移的原因如下：
– 汽轮机发生水冲击：水珠冲击使轴向推力增大，同时水珠在汽轮机内流动速度 汽轮机发生水冲击：水珠冲击使轴向推力增大， 缓慢，堵塞蒸汽通路，在叶轮前后造成很大压力差，使轴向推力增大。 缓慢，堵塞蒸汽通路，在叶轮前后造成很大压力差，使轴向推力增大。 – 隔板轴封间隙增大：由于不正确地启动汽轮机或机组发生强烈震动，将隔板轴 隔板轴封间隙增大：由于不正确地启动汽轮机或机组发生强烈震动， 封的梳齿磨损，间隙增大，漏汽增多，于是使叶轮前后压力差增加。 封的梳齿磨损，间隙增大，漏汽增多，于是使叶轮前后压力差增加。使轴向推 力增大。 力增大。 – 动叶片结垢，蒸汽品质不良，含有较多盐份时，会使动叶片结垢，从而使蒸汽 动叶片结垢，蒸汽品质不良，含有较多盐份时，会使动叶片结垢， 流通面积缩小，引起动叶片前后的蒸汽压差增大。使轴向推力增大。 流通面积缩小，引起动叶片前后的蒸汽压差增大。使轴向推力增大。 – 新蒸汽温度急剧下降：使转子的温度也跟着降低，由于转子的收缩量大于汽缸 新蒸汽温度急剧下降：使转子的温度也跟着降低， 的收缩量，致使推力轴承的负荷增加。 的收缩量，致使推力轴承的负荷增加。 – 真空下降：增大了汽轮机级内反动度，致使轴向推力增加。 真空下降：增大了汽轮机级内反动度，致使轴向推力增加。 – 汽轮机超负荷运行：使蒸汽流量增加，会使轴向推力增大。 汽轮机超负荷运行：使蒸汽流量增加，会使轴向推力增大。 – 润滑油系统由于油压过低、油温过高等缺陷使油膜破坏而导致推力瓦乌金烧熔， 润滑油系统由于油压过低、油温过高等缺陷使油膜破坏而导致推力瓦乌金烧熔， 也会使转子产生轴向位移。 也会使转子产生轴向位移。 润滑油系统会造成油膜破坏的原因有： 润滑油系统会造成油膜破坏的原因有： 1.润滑油压过低 润滑油压过低 2.润滑油温过高 润滑油温过高 3.润滑油中断 润滑油中断 4.油质不良 油质不良 5.润滑油中有水 润滑油中有水 6.轴瓦与轴的间隙过大 轴瓦与轴的间隙过大 7.乌金脱落 乌金脱落 2011-10- 8.发电机或励磁机漏电 2011-10-18 发电机或励磁机漏电。 11 发电机或励磁机漏电。
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2. 转速检测、判断卡件
• 安装在机柜内—模拟型/数字型 • 磁阻发讯器输出一个正比于汽轮机转速的频率信号 • 该信号在转速测量卡件内被转换为模拟电压或数字量 • 并与设定电压或数字整定值相比较 • 如果超过整定值，则驱动控制继电器，导致机组跳闸
A&D AS CS2
f0
n0 z 60
电超速保护定植
ft
110%n0 z 60
上汽：
f0
n0 z 60
3000 83 60
4150Hz
ft
110%n0z 1.1 300083
60
60
4565Hz
哈汽：
f0
n0 z 60
3000 88 60
4400Hz
ft
110%n0z 1.1 300088
60
60
4840Hz
A&D AS CS2
超速保护连锁试验回路
A&D AS CS2
ETS系统与其他系统的关系
1. ETS系统与DEH系统、TSI系统等是互相联系，相
互作用的
2. 共同完成机组控制、监测、安全运行的任务
3. DEH—调节
TSI—监测
DE H输入信号
冗余 DPU
ETS—保护
伺服 系统
高调门
转速1 转速2 转速3
独立通道 三选二 硬件OPC
103% 超速
危急保安器
x
5
4
xmax
12
3
n0 n2
n1
n
(1 2 ) a
可以把调速器称为稳定调速器， 而把危急保安器称为不稳定调速器
A&D AS CS2
机械液压超速保护系统
哈汽200MW危急保安系统
➢双危急保安器 ➢双危急遮断油门 ➢飞锤在线试验
o飞锤单独试验 o实际超速试验 o注油试验 ➢滑阀式危急遮断油门
✓ 故障的一套系统可进行在线维 修、更换，而不对保护功能和 机组运行有任何影响
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超速保护
汽轮机超速的主要原因
1. 由于电气线路故障，造成机组从电网中突然解列，甩去较高负荷到零。 2. 并网前，转速控制情况下，或在单机运行时，转速调节系统控制不稳定。 3. 并网运行时，发电机突然失磁，造成机组异步运行。 4. 转速控制情况下转速信号突然失去。 5. 阀门或执行机构卡涩，造成阀门无法关闭或关闭速度太慢
保护系统仍具有使汽轮机停止运行的 能力
3. 失电跳机原则
✓ ETS系统应具有独立的供电系统，要 求采用冗余的直流电源和交流电源供 电
✓ 当不能采用独立电源时，或失电后保 护逻辑不能被执行时，则必须设计成 失电跳机方式
✓ 如果采用带电跳闸方式，系统中应具 有在线电源监视、报警功能
4. 冗余配置原则
✓ 一套系统故障时，另一套仍然 具有使汽机停止运行的一切功 能
1A
1B
AST
试验 复位
LR
R
R
C
C
PWR PWR
3. 现场检测、执行机构
• 主汽阀及其油动机 • 再热主汽阀及其油动机 • 紧急停机电磁阀 • 各种压力、温度、行程开关
A&D AS CS2
ETS保护系统项目
ETS系统监测的项目: 1. 超速 2. 真空低 3. 油压低 4. 轴向位移大 5. 机组振动大 6. 润滑油温度高 7. 推力瓦及支持轴瓦温度高 8. 差胀大 9. 缸胀超差 10.偏心大 11.发电机断水 12.锅炉燃料跳闸
OPC 电磁阀
中调门
其它紧急停机信号
110% 超速
ASL
ETS
主汽门
新华DEH－III OPC工作原理图
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ETS系统设计原则
1. 简洁、直接、独立、快速的原则
✓ 尽量减少各种中间环节和时间延迟
✓ 尽量避免转接、扩展和转换
2. 独立系统原则
✓ 一般应与调节系统分开设计 ✓ 必须保证即使调节系统故障的时候，
危急遮断系统
危急遮断系统-
ETS（Emergency Trip System）是在紧急情况下，迅速 关闭汽轮机进汽阀门，切断汽轮机所有进汽的保护系统
广义：--包括所有保护部套
1. 机械危急遮断系统
2. 热工监视保护装置
3. 现场检测、执行机构等
狭义：-- ETS仅指热工监视保护装置及其电气检测、执行
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机械液压超速保护系统
上汽300MW危急保安系统
➢单危急保安器 ➢单危急遮断油门 ➢飞锤在线试验
o飞锤单独试验 o实际超速试验 o注油试验 ➢遥控复位 ➢碟阀式危急遮断油门
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电超速保护系统
振荡信号 V/F
OSX OSX
转速信号 转速探头
R1
-15V
-15V
试验设定点
110VDC +
110VDC +
S1 OS-1
S2 OST
OS-2 -
S1 S2
OST1 OS-1
OS-2
OST2 -
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ETS驱动回路
1A 1B
110VAC #1
20-1 AST
1A 1B LR
1A 1B
LP-1 LBO-1 LV-1 OS-1 TB-1 RM-1
遮断 复位
20-3
元件
A&D AS CS2
广义保护系统
1. 机械危急遮断系统
• 危急遮断器 • 危急遮断油门及其试验和复位装置 • 手动停机装置 • 轴向位移遮断装置 • 真空低遮断装置 • 油压低遮断装置 • 隔膜阀等
2. 热工监视保护装置
• 电气柜 • 电源 • 电子线路板 • 计算机卡件 • 继电器 • 接触器 • 电气线路 • 保护逻辑等。
➢电子超速保护
测量精度高，调整容易
➢附加保安器
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危急保安器
Fs Fc Fc max
Fs max
Fs0 Fc0 A
n2
B n1
Cn
n0
x0
r0
0
xmax
x
n1 动作转速
n2 复位转速
n0 额定转速
n1
30
k x0 mr0
n2
30
k(x0 xmax) m(r0 xmax)
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汽轮机超速的危害
1. 离心力是与转速的平方成正比 2. 汽轮机的转动部件是有一定的强度极限的，转子一般是根据额定转速
的115%~120%来设计 3. 一旦转速超过该极限值，将造成叶片断裂、叶轮松脱、动静部件相碰
的严重事故
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超速保护方式
➢危急遮断器
安装在汽轮机的主轴上，随汽轮机一起转动，因此是最直 接和最可靠的超速保护形式
R36
MOST
A1
R2
R30
遮断设定点
-15V
F/V F/V转换器
A1
Q1
比较放大器
R20
遮断继电器 OST
A4 缓冲放大
M1 指示表
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电超速保护系统
电超速保护系统
1. 转速发讯器
• 采用磁阻式，也可以采用涡流式 • 建议安装在盘车齿轮附近 • 或与DEH分别安装于汽轮机前面或后面 • 为了防止单个元件故障，一般都设置双重或三重冗余
• 安装在机柜内—模拟型/数字型 • 磁阻发讯器输出一个正比于汽轮机转速的频率信号 • 该信号在转速测量卡件内被转换为模拟电压或数字量 • 并与设定电压或数字整定值相比较 • 如果超过整定值，则驱动控制继电器，导致机组跳闸
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f0
n0 z 60
电超速保护定植
ft
110%n0 z 60
上汽：
f0
n0 z 60
3000 83 60
4150Hz
ft
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4565Hz
哈汽：
f0
n0 z 60
3000 88 60
4400Hz
ft
110%n0z 1.1 300088
60
60
4840Hz
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超速保护连锁试验回路
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ETS系统与其他系统的关系
1. ETS系统与DEH系统、TSI系统等是互相联系，相
互作用的
2. 共同完成机组控制、监测、安全运行的任务
3. DEH—调节
TSI—监测
DE H输入信号
冗余 DPU
ETS—保护
伺服 系统
高调门
转速1 转速2 转速3
独立通道 三选二 硬件OPC
103% 超速
危急保安器
x
5
4
xmax
12
3
n0 n2
n1
n
(1 2 ) a
可以把调速器称为稳定调速器， 而把危急保安器称为不稳定调速器
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机械液压超速保护系统
哈汽200MW危急保安系统
➢双危急保安器 ➢双危急遮断油门 ➢飞锤在线试验
o飞锤单独试验 o实际超速试验 o注油试验 ➢滑阀式危急遮断油门
✓ 故障的一套系统可进行在线维 修、更换，而不对保护功能和 机组运行有任何影响
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超速保护
汽轮机超速的主要原因
1. 由于电气线路故障，造成机组从电网中突然解列，甩去较高负荷到零。 2. 并网前，转速控制情况下，或在单机运行时，转速调节系统控制不稳定。 3. 并网运行时，发电机突然失磁，造成机组异步运行。 4. 转速控制情况下转速信号突然失去。 5. 阀门或执行机构卡涩，造成阀门无法关闭或关闭速度太慢
保护系统仍具有使汽轮机停止运行的 能力
3. 失电跳机原则
✓ ETS系统应具有独立的供电系统，要 求采用冗余的直流电源和交流电源供 电
✓ 当不能采用独立电源时，或失电后保 护逻辑不能被执行时，则必须设计成 失电跳机方式
✓ 如果采用带电跳闸方式，系统中应具 有在线电源监视、报警功能
4. 冗余配置原则
✓ 一套系统故障时，另一套仍然 具有使汽机停止运行的一切功 能
1A
1B
AST
试验 复位
LR
R
R
C
C
PWR PWR
3. 现场检测、执行机构
• 主汽阀及其油动机 • 再热主汽阀及其油动机 • 紧急停机电磁阀 • 各种压力、温度、行程开关
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ETS保护系统项目
ETS系统监测的项目: 1. 超速 2. 真空低 3. 油压低 4. 轴向位移大 5. 机组振动大 6. 润滑油温度高 7. 推力瓦及支持轴瓦温度高 8. 差胀大 9. 缸胀超差 10.偏心大 11.发电机断水 12.锅炉燃料跳闸
OPC 电磁阀
中调门
其它紧急停机信号
110% 超速
ASL
ETS
主汽门
新华DEH－III OPC工作原理图
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ETS系统设计原则
1. 简洁、直接、独立、快速的原则
✓ 尽量减少各种中间环节和时间延迟
✓ 尽量避免转接、扩展和转换
2. 独立系统原则
✓ 一般应与调节系统分开设计 ✓ 必须保证即使调节系统故障的时候，
危急遮断系统
危急遮断系统-
ETS（Emergency Trip System）是在紧急情况下，迅速 关闭汽轮机进汽阀门，切断汽轮机所有进汽的保护系统
广义：--包括所有保护部套
1. 机械危急遮断系统
2. 热工监视保护装置
3. 现场检测、执行机构等
狭义：-- ETS仅指热工监视保护装置及其电气检测、执行
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机械液压超速保护系统
上汽300MW危急保安系统
➢单危急保安器 ➢单危急遮断油门 ➢飞锤在线试验
o飞锤单独试验 o实际超速试验 o注油试验 ➢遥控复位 ➢碟阀式危急遮断油门
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电超速保护系统
振荡信号 V/F
OSX OSX
转速信号 转速探头
R1
-15V
-15V
试验设定点
110VDC +
110VDC +
S1 OS-1
S2 OST
OS-2 -
S1 S2
OST1 OS-1
OS-2
OST2 -
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ETS驱动回路
1A 1B
110VAC #1
20-1 AST
1A 1B LR
1A 1B
LP-1 LBO-1 LV-1 OS-1 TB-1 RM-1
遮断 复位
20-3
元件
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广义保护系统
1. 机械危急遮断系统
• 危急遮断器 • 危急遮断油门及其试验和复位装置 • 手动停机装置 • 轴向位移遮断装置 • 真空低遮断装置 • 油压低遮断装置 • 隔膜阀等
2. 热工监视保护装置
• 电气柜 • 电源 • 电子线路板 • 计算机卡件 • 继电器 • 接触器 • 电气线路 • 保护逻辑等。
➢电子超速保护
测量精度高，调整容易
➢附加保安器
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危急保安器
Fs Fc Fc max
Fs max
Fs0 Fc0 A
n2
B n1
Cn
n0
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xmax
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n1 动作转速
n2 复位转速
n0 额定转速
n1
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k x0 mr0
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k(x0 xmax) m(r0 xmax)
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汽轮机超速的危害
1. 离心力是与转速的平方成正比 2. 汽轮机的转动部件是有一定的强度极限的，转子一般是根据额定转速
的115%~120%来设计 3. 一旦转速超过该极限值，将造成叶片断裂、叶轮松脱、动静部件相碰
的严重事故
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超速保护方式
➢危急遮断器
安装在汽轮机的主轴上，随汽轮机一起转动，因此是最直 接和最可靠的超速保护形式
R36
MOST
A1
R2
R30
遮断设定点
-15V
F/V F/V转换器
A1
Q1
比较放大器
R20
遮断继电器 OST
A4 缓冲放大
M1 指示表
A&D AS CS2
电超速保护系统
电超速保护系统
1. 转速发讯器
• 采用磁阻式，也可以采用涡流式 • 建议安装在盘车齿轮附近 • 或与DEH分别安装于汽轮机前面或后面 • 为了防止单个元件故障，一般都设置双重或三重冗余