330 MW汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)分析

摘要：從EH油系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)（ETS）三個(gè)方面介紹了山西漳電同達(dá)熱電有限公司2×330 MW汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的基本組成。

關(guān)鍵詞：330 MW汽輪機(jī);調(diào)節(jié)保安系統(tǒng);危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)（ETS）

1? ? 設(shè)備概況

同達(dá)熱電2×330 MW汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)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(jī)共設(shè)有十個(gè)進(jìn)氣閥門，分別為兩個(gè)高壓主汽門（TV）、四個(gè)高壓調(diào)門（GV）、兩個(gè)中壓主汽門（RSV）、兩個(gè)中壓調(diào)門（IV），采用高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)方式。

2? ? 調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)基本組成

調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)大體由三部分組成：EH油系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)（ETS）。EH油系統(tǒng)包括EH供油裝置、循環(huán)冷卻裝置、EH油再生裝置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包含兩臺(tái)高、中壓主汽門油動(dòng)機(jī)，四臺(tái)高壓調(diào)門油動(dòng)機(jī)以及兩臺(tái)中壓調(diào)門油動(dòng)機(jī)。危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)由OPC/AST電磁閥組、危急遮斷器、隔膜閥組成。

2.1? ? EH油系統(tǒng)

EH油系統(tǒng)的作用就是通過EH油泵為執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供所需的EH高壓油，同時(shí)保持EH油的油質(zhì)正常。

為了保證油系統(tǒng)以及油質(zhì)的正常，使系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，EH油系統(tǒng)設(shè)有循環(huán)冷卻裝置，將EH油從油箱經(jīng)EH油循環(huán)泵送入冷油器進(jìn)行冷卻?？谷加驮偕b置長(zhǎng)期保持運(yùn)行，以改進(jìn)EH油油質(zhì)?？谷加驮偕b置為二級(jí)濾油結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)為樹脂濾器，其作用為吸收抗燃油中的酸性物質(zhì)，以提高抗燃油的電阻率，防止發(fā)生電化學(xué)腐蝕，消除對(duì)伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)的影響;另一個(gè)濾油結(jié)構(gòu)為再生裝置一級(jí)濾器，用以調(diào)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(jí)濾器，過濾后的抗燃油直接返回EH油箱。

2.2? ? 執(zhí)行機(jī)構(gòu)

2.2.1? ? 中壓主汽門油動(dòng)機(jī)

兩個(gè)中壓主汽門油動(dòng)機(jī)安裝在中壓主汽門的側(cè)面，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)為開關(guān)型，接受DEH控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)，油動(dòng)機(jī)上還安裝有一個(gè)插裝式卸荷閥，當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生緊急情況時(shí)AST油卸掉，打開卸荷閥，卸掉油動(dòng)機(jī)油缸的壓力油，主汽門依靠彈簧的作用力迅速關(guān)閉使機(jī)組停運(yùn)。

在油動(dòng)機(jī)上有一個(gè)控制主汽門活動(dòng)試驗(yàn)的電磁閥，該電磁閥使油動(dòng)機(jī)下腔與有壓回油油管相連，當(dāng)需要進(jìn)行中壓主汽門活動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，在DEH控制系統(tǒng)畫面點(diǎn)擊“RSV活動(dòng)試驗(yàn)”按鈕，該電磁閥打開，將油動(dòng)機(jī)油缸下腔的壓力油泄掉一部分，達(dá)到RSV活動(dòng)試驗(yàn)的目的。

2.2.2? ? 高壓主汽門油動(dòng)機(jī)

高壓主汽門油動(dòng)機(jī)為連續(xù)控制型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以將高主門控制在任一工作位置上，通過調(diào)節(jié)閥門進(jìn)汽量來調(diào)節(jié)機(jī)組運(yùn)行。

外界負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，DEH系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，電氣信號(hào)在電液伺服閥中轉(zhuǎn)換成油壓控制信號(hào)，改變送入油動(dòng)機(jī)下腔的油量，達(dá)到控制閥門的目的。當(dāng)需要開啟主汽門時(shí)，高壓抗燃油進(jìn)入油動(dòng)機(jī)下腔，推動(dòng)油動(dòng)機(jī)的活塞向上移動(dòng);關(guān)閉主汽門時(shí)動(dòng)作過程相反。在油動(dòng)機(jī)活塞移動(dòng)的同時(shí)，觸發(fā)油動(dòng)機(jī)位移傳感器（LVDT），將油動(dòng)機(jī)活塞的位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)，通過電液伺服機(jī)構(gòu)換算，使高壓主汽門停留在一個(gè)新的工作位置達(dá)到平衡。

在油動(dòng)機(jī)旁裝設(shè)有一個(gè)快速卸荷閥。當(dāng)機(jī)組發(fā)生故障需迅速停機(jī)時(shí)，ETS動(dòng)作，使AST母管油卸掉，卸荷閥迅速打開，迅速泄掉油動(dòng)機(jī)下腔的壓力油，依靠彈簧力關(guān)閉各高壓主汽門，達(dá)到對(duì)機(jī)組保護(hù)的目的。

2.2.3? ? 高中壓調(diào)門油動(dòng)機(jī)

高中壓調(diào)門油動(dòng)機(jī)為連續(xù)控制型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以便將高中壓調(diào)門控制在任一工作位置上，按控制系統(tǒng)要求調(diào)節(jié)進(jìn)汽量以調(diào)節(jié)汽輪機(jī)運(yùn)行。其伺服閥工作原理同高壓主汽門油動(dòng)機(jī)伺服閥控制原理一樣。

同樣，在該油動(dòng)機(jī)上裝設(shè)有一個(gè)卸荷閥。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過103%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，OPC動(dòng)作，泄掉OPC母管油，使卸荷閥迅速打開，快速泄掉油動(dòng)機(jī)下腔的壓力油，依靠彈簧力迅速關(guān)閉各高中壓調(diào)門，同時(shí)通過空氣引導(dǎo)閥的作用關(guān)閉各抽汽逆止門和電動(dòng)門。由于AST油管和OPC油管之間設(shè)有單向逆止閥，所以不會(huì)關(guān)閉高中壓主汽門。

2.3? ? 危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)（ETS）

為了防止汽輪機(jī)在運(yùn)行中由于某些設(shè)備發(fā)生故障而導(dǎo)致機(jī)組受損情況的發(fā)生，機(jī)組安裝危急遮斷保護(hù)系統(tǒng)。

2.3.1? ? 危急遮斷試驗(yàn)裝置

包括一組EH油壓低試驗(yàn)裝置、一組軸承油壓低試驗(yàn)裝置、兩組真空低試驗(yàn)裝置和兩組潤滑油泵及危急油泵試驗(yàn)裝置，在機(jī)組并網(wǎng)前可進(jìn)行試驗(yàn)。

2.3.2? ? OPC/AST電磁閥組

OPC/AST電磁閥組安裝在機(jī)頭前箱的右側(cè)，由兩個(gè)并聯(lián)布置的OPC電磁閥、兩個(gè)逆止閥、四個(gè)串并聯(lián)布置的AST電磁閥和一個(gè)控制塊構(gòu)成。OPC電磁閥為常閉電磁閥，AST電磁閥為常開電磁閥。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過103%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，OPC電磁閥得電被勵(lì)磁打開，使OPC母管油經(jīng)無壓回油油管泄至EH油箱，開啟相應(yīng)調(diào)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的快速卸荷閥，關(guān)閉高中壓調(diào)門。

當(dāng)機(jī)組發(fā)生故障需要迅速停機(jī)時(shí)，觸發(fā)AST動(dòng)作，四個(gè)AST電磁閥因此失電失勵(lì)打開，AST母管油經(jīng)無壓回油油管泄至EH油箱，關(guān)閉高中壓主汽門、調(diào)門。

圖1中，壓力開關(guān)ASP1、ASP2用于顯示跳閘通道試驗(yàn)結(jié)果。ASP油壓是經(jīng)AST油流過第一個(gè)節(jié)流孔產(chǎn)生，再通過第二個(gè)節(jié)流孔回到AST油管。ASP油壓正常在7.0 MPa左右。當(dāng)20-1/AST電磁閥或20-3/AST電磁閥動(dòng)作時(shí)，ASP壓力升高，ASP1紅燈亮;當(dāng)20-2/AST電磁閥或20-4/AST電磁閥動(dòng)作時(shí)，油壓降低，ASP2紅燈亮。若AST電磁閥沒有動(dòng)作就顯示ASP報(bào)警，原因有可能是節(jié)流孔堵塞。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)節(jié)流孔堵塞時(shí)，ASP油壓降低，ASP2紅燈亮報(bào)警;當(dāng)?shù)诙€(gè)節(jié)流孔堵塞時(shí)，ASP油壓升高，ASP1紅燈亮報(bào)警，可通過清洗節(jié)流孔來清除故障。當(dāng)AST電磁閥故障時(shí)，同樣會(huì)觸發(fā)ASP油壓報(bào)警，可通過互換電磁閥的位置來判斷哪個(gè)電磁閥故障。若ASP1報(bào)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(shí)仍為高報(bào)警，則20-3/AST電磁閥故障;若此時(shí)變?yōu)榈蛨?bào)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(jī)組跳閘。

2.3.3? ? 隔膜閥

工作原理：當(dāng)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(guān)閉，阻斷AST油;當(dāng)油壓小于彈簧力時(shí)活塞上移，隔膜閥打開，卸掉AST油，機(jī)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(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)110%～

112%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，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(dòng)，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(jī)掛閘和做噴油試驗(yàn)時(shí)起非常重要的作用，它安裝在汽輪機(jī)前軸承箱內(nèi)。噴油試驗(yàn)時(shí)，將危急保安器試驗(yàn)手柄從“正?！卑獾健霸囼?yàn)”位置并保持（即切除機(jī)械脫扣跳機(jī)油路），緩慢開啟噴油試驗(yàn)油門，來自主油箱的高壓油進(jìn)入危急遮斷器飛錘下腔，當(dāng)油壓逐漸增大到大于彈簧力時(shí)，飛錘飛出，危急保安器遮斷手柄由“正?！碧痢疤l”位置，危急保安器動(dòng)作。

如圖2所示，來自潤滑油箱的高壓油管路上有一節(jié)流孔，其作用為危急遮斷器滑閥泄油口泄油時(shí)不會(huì)影響到汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)，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(gè)節(jié)流孔，其作用為做噴油試驗(yàn)時(shí)泄油量小，不會(huì)導(dǎo)致跳機(jī)。

在汽輪機(jī)左側(cè)安裝有掛閘電磁閥和掛閘氣缸，當(dāng)掛閘電磁閥接收到DEH控制系統(tǒng)發(fā)出的掛閘信號(hào)時(shí)，壓縮空氣推動(dòng)氣缸上移帶動(dòng)危急遮斷滑閥的連桿使危急遮斷滑閥復(fù)位。

汽機(jī)跳閘原因有兩個(gè)：一是危急保安裝置動(dòng)作后，來自潤滑油的低壓保安油壓消失，隔膜閥動(dòng)作，將AST母管油經(jīng)無壓回油管卸至EH油箱，所有閥門關(guān)閉;二是AST電磁閥動(dòng)作，直接將EH油泄掉使閥門全部關(guān)閉。遠(yuǎn)方掛閘就是通過安裝在機(jī)頭前箱左側(cè)的氣動(dòng)掛閘電磁閥復(fù)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(shí)針掰動(dòng)掛閘手柄掛閘。汽機(jī)遠(yuǎn)方打閘后，只需要復(fù)位ETS即可重新掛閘，這是因?yàn)檫h(yuǎn)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(fù)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(fù)位ETS使AST電磁閥得電關(guān)閉，仍不能使隔膜閥上有壓，安全油壓仍不能建立，須手動(dòng)掛閘才能重新掛閘。

3? ? 結(jié)語

本文主要針對(duì)山西漳電同達(dá)熱電有限公司的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)進(jìn)行介紹，希望能讓同行在實(shí)際具體操作的過程中明白操作的原理，出現(xiàn)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)簡(jiǎn)單故障時(shí)具備分析問題的能力。

[參考文獻(xiàn)]

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

收稿日期：2020-01-08

作者簡(jiǎn)介：張晉平（1987—），男，山西晉中人，助理工程師，從事300 MW循環(huán)流化床機(jī)組集控運(yùn)行工作。