汽輪機(jī)危急跳閘裝置ETS在伊敏電廠二期2×600MW機(jī)組中的應(yīng)用

王傳貴

【摘要】本文通過ETS汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)在華能伊敏發(fā)電廠二期2×600MW生產(chǎn)過程控制領(lǐng)域中的實際應(yīng)用，對ETS技術(shù)的應(yīng)用概念、基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)訪問接口形式、以及ETS的主要用途等作了簡要陳述。

【關(guān)鍵詞】ETS 控制原理 可靠性

1ETS概述

ETS是汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)的簡稱。汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)用以監(jiān)視汽輪機(jī)的某些參數(shù)，當(dāng)這些參數(shù)超過其運行限制值時，該系統(tǒng)就關(guān)閉全部汽輪機(jī)蒸汽進(jìn)汽閥門，緊急停機(jī)。以保證汽輪機(jī)安全運行，被監(jiān)控的這些參數(shù)是：（1）汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速--DEH超速跳閘；（2）汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速--超速TSI跳閘；（3）軸向位移大跳閘；（4）大軸相對振動大跳閘；（5）EH油壓力低--低跳閘；（6）軸承潤滑油壓低--低潤滑油壓跳閘；（7）凝器器真空低--低真空跳閘；（8）操作員手動跳閘；（9）軸承金屬溫度高跳閘；（10）高壓排汽溫度高跳閘；（11）高壓排汽壓比低跳閘；（12）發(fā)電機(jī)定子冷卻水?dāng)嗨l；（13）發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障跳閘。系統(tǒng)應(yīng)用了雙通道概念，布置成“或─與”門的通道方式，這就允許在線試驗，并在試驗過程中裝置仍起保護(hù)作用，從而保證此系統(tǒng)的可靠性。

2工作原理

華能伊敏電廠熱工控制系統(tǒng)均采用了ABB貝利公司的Symphony系統(tǒng)，實現(xiàn)了DCS一體化，ETS是一體化DCS的一個組成部分，是機(jī)組控制環(huán)路上的一個節(jié)點。ETS的功能模件組成一個過程控制單元（PCU），它在控制環(huán)路上的代號為PCU46。華能伊敏電廠二期ETS由一個控制柜組成：#46為模件與端子柜。該系統(tǒng)是由下列各部分組成：一個跳閘控制柜；一個裝有跳閘電磁閥和狀態(tài)壓力開關(guān)的危急跳閘控制塊；三個裝有試驗電磁閥和壓力開關(guān)組成的試驗塊。由一對互為冗余的控制器（BRC300）和相應(yīng)的功能子模件完成。

3閘塊工作原理

跳閘塊安裝在前箱的右側(cè)，塊上共有6個電磁閥，2個OPC電磁閥是220VDC，常閉電磁閥；4個AST電磁閥是220VDC，常開閥。正常情況下，AST電磁閥是常帶電結(jié)構(gòu)。根據(jù)跳閘塊電磁閥連接圖上能看出：P1點壓力為130kg/cm2左右。通過節(jié)流孔J1、J2使P2點壓力為65kg/cm2左右。在作試驗時，20-1/AST和20-3/AST動作，使得P2點壓力升高至130kg/cm2；若20-2/AST和20-4/AST動作，則P2點壓力降為0kg/cm2。壓力開關(guān)K1、K2設(shè)定值分別為K1：90kg/cm2，K2：40kg/cm2。通道1（20-1/AST，20-3/AST）動作試驗時，K1動作；通道2（20-2/AST，20-4/AST）動作試驗時，K2動作；K1、K2分別送出指示信號。由于整個跳閘塊采用“雙通道”原理，當(dāng)一個通道中的任一只電磁閥打開都將使該通道跳閘；但不能使汽輪機(jī)進(jìn)汽閥關(guān)閉，只有當(dāng)兩個通道都跳閘時，才能使汽輪機(jī)進(jìn)汽閥關(guān)閉，起到跳閘作用，因此大大提高其可靠性，可有效地防止“誤動”和“拒動”。

4跳閘試驗塊工作原理

該系統(tǒng)共有4個試驗塊，EH油試驗塊，LBO潤滑油試驗塊和LV1及LV2真空試驗塊。每個塊的原理均相同。原理圖如下：（如圖1）

每個試驗塊都被布置成雙通道。J1、J2為節(jié)流孔；F、F1、F2為手動閥；S1、S2為電磁閥；B1、B2為壓力表；K1、K2、K3、K4為壓力控制開關(guān)。節(jié)流孔的作用是將兩路隔離開，試驗時互不干擾。試驗可以手動就地試驗，也可以在主控室通過試驗按鈕遠(yuǎn)方試驗。用按鈕試驗時，電路上有閉鎖，保證不會兩路同時試驗，一路試驗時，另一路還有保護(hù)功能。用就地手動閥試驗時，不能兩路同時作，否則將會引起誤跳機(jī)。手動試驗時，尤其要注意。正常情況下，壓力油通過節(jié)流孔送到壓力開關(guān)和指示表B1和B2，指示表將指示正常油壓，一旦油壓降低，兩邊的4個壓力開關(guān)只要各有一個開關(guān)動作，將引起跳機(jī)。電磁閥接成“兩或-與”關(guān)系，即可防止誤跳，又可防止拒跳。試驗時，打開F1或S1，則B1上指示將緩緩下降達(dá)到設(shè)定值時，K1、K3將動作。ETS遠(yuǎn)方在線試驗時，對應(yīng)畫面上指示燈亮，表示出相應(yīng)跳閘控制閥上某一路在試驗。由于跳閘閥布置成雙通道，所以只試驗一路不會產(chǎn)生跳閘信號，若此時被測參數(shù)真的達(dá)到停機(jī)值，則試驗塊上的壓力開關(guān)將全部動作，兩路信號通過“與”的作用，產(chǎn)生跳閘信號，通過跳閘控制塊使機(jī)組停下來。所以說該試驗塊可以在線試驗，并不影響機(jī)組的保護(hù)功能。試驗塊電磁閥的電源是220VAC。試驗完畢后，要注意表壓是否恢復(fù)到正常值，否則不準(zhǔn)試驗另一路，以免引起誤跳機(jī)。

5汽機(jī)跳閘系統(tǒng)的可靠性

一般系統(tǒng)的可靠性是用下述公式表示的：可靠性=MTBF/MTBF+MTBR式中MTBF—平均無故障時間；MTBR—平均維修時間。可見，MTBF越大越好，MTBR越小越好。增加雙通道系統(tǒng)后，可使系統(tǒng)的MTBF大大提高。使用雙通道后，MTBF是這樣計算的：MTBFD=MTBFS+MTB2S/2MTBR式中MTBFD—雙通道的平均無故障時間；MTBFS—單通道的平均維修時間。綜上所述，ETS危機(jī)跳閘系統(tǒng)采用了雙通道的原理，無論是一次監(jiān)測元件還是跳閘電磁閥，都采用雙通道，因此，可大大提高系統(tǒng)可靠性。使用雙通道后，系統(tǒng)的MTBF是按指數(shù)規(guī)律增加的，這樣系統(tǒng)的可靠性大大提高了。

6結(jié)語

現(xiàn)在的ETS系統(tǒng)已經(jīng)不同于傳統(tǒng)意義上的汽輪機(jī)組保安系統(tǒng)，它采用可靠性高的微處理器作為控制核心器件，整個系統(tǒng)為雙冗余設(shè)計，系統(tǒng)具有自檢功能、在線實驗功能、運行狀態(tài)下檢修和更換功能、失電情況下繼續(xù)維持運行功能、“首先報警”信號顯示功能、通訊功能、系統(tǒng)擴(kuò)展功能等等，其安全性和可靠性大大提高，而維護(hù)成本大大降低。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛塞斌.600MW亞臨界火力發(fā)電機(jī)組技術(shù)叢書[M].中國電力出版社，2007.

[2]趙燕平.熱工聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)配置優(yōu)化技術(shù)[M].中國電力出版社，2006.