小机调节保安系统说明书.docx
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小机调节保安系统说明书
ND84/79/07-1型
13.5MW驱动给水泵用变转速凝汽式汽轮机
调节保安系统说明书
制造单号：
D298-1
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编制部门：
COMPILEDBY：
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目次
一BFPT控制及保安系统概述
1MEH的控制方式
2保安系统综述
3危急遮断器的试验
4低真空及低润滑油压保护讯号
5ETS控制柜功能
6保安系统的供油
二主要部套的说明
1危急遮断及复位装置（258.31.53）
2危急遮断器（258.31.01）
3电磁阀盒（298.31.56G01）
4蓄能器组件（D268.73.08G02）
5低压主汽门油动机（258.33.42/II）
6油动机（258.33.01）
附：
控制整定值
一BFPT控制及保安系统概述
拖动超临界中间再热600MW（660MW）汽轮发电机组锅炉给水泵的原动机是一台变转速变参数带高排汽内切换的汽轮机（BFPT）。
一台主机配有两台容量为50%的由BFPT驱动的给水泵。
两台汽轮机正常工作时，由主汽轮机中压缸的排汽（四段抽汽）供汽，其转速调节范围为2800～5750r/min；随着主汽轮机负荷改变，供汽参数也跟着变化，当主机负荷降至一定值，供汽参数不足以维持该汽轮机正常运行时，由辅汽母管供汽，使该汽轮机在主机任一负荷下均能投入运行。
进入汽轮机的进汽管路上分别设置有低压主汽门（LPSV）及低压调节汽阀（LPGV），控制进入汽机的进汽量。
其中LPSV是两位式阀门，只有全开、全关两个位置，分别由控制系统通过一个主汽门油动机控制。
LPGV是调节阀，由控制系统控制的调门油动机驱动。
控制系统的油源取自主机的EH供油系统，保安系统由汽轮机本身的透平油供油系统供油。
本说明书主要涉及保安系统和各类油动机的有关内容；并简单阐述MEH控制系统的功能和操作方式（以FOXBORO—I/A为例）。
为使说明的内容更清晰明了，请同时参见本说明书的图1（调节保安系统图）。
1MEH的简述
1.1MEH的控制方式：
MEH有三种控制方式，组成如下形式：
·手动控制方式（MANUAL）
·自动控制方式转速自动控制方式（SPEEDAUTO）
（AUTO）遥控（REMOTE）
手动控制方式时运行人员通过MANUALPANEL画面上的手动增减软键直接改变MEH输出，是一种开环的控制方式；自动控制方式则通过主操作画面操作，改变转速设定值，对MEH输出进行闭环控制。
不管自动还是手动，转速自动控制还是遥控，相互切换均无扰动出现。
1.1.1手动控制方式：
手动控制方式主要通过CRT上的手动增减软键，操作控制MEH输出；首先在控制面板（MANUALPANEL）画面中点击手动（MANUAL）键，可使MEH进入手动控制方式，再点击画面上的“”“”键的按钮进行操作。
通过对“”“”两按钮的操作，直接改变MEH输出，控制低压调门的开度，使汽机转速到达操作者要求值。
1.1.2转速自动控制方式：
当手动控制方式切到自动控制方式（SPEEDAUTO）时，首先进入的是转速自动控制方式，进入这种控制方式后，运行人员可在目标值、速率值选择窗口上选取目标转速值及升降速率值，则转速设定将按所选取速率向目标转速接近，直到相等为止。
1.1.3遥控方式:
当进入遥控方式时,设定值将跟随外部信号,外部信号的变化将直接改变设定值。
对应外部输入信号4～20mA，设定值变化范围为3000～6000rpm，因此遥控方式的工作范围为3000～6000rpm。
当转速小于3000rpm时不能投入遥控方式运行。
为防止外部信号变化过快影响汽机的正常运行，MEH对进入的外部信号进行速率限制，限制值为2000rpm/min。
1.1.4MEH的转速测量：
MEH对每台汽机设置三个通道的转速测量。
作为转速传感元件的磁阻发送器将汽机转速以频率形式送入MEH。
MEH对三个转速信号鉴别，将有效的作为测量反馈进入MEH，失效的通道以报警形式告知运行人员。
若有二个或二个以上失效通道存在，MEH将自动切到手动控制方式。
超速保护信号以三选二（或二选一）的逻辑形式进行组合，确保超速保护信号能正确无误地反映汽机超速状态，并最终发出遮断汽机的信号至保护系统，紧急停用汽机。
1.2CRT主操作画面（图2）：
主操作画面BFPTOVETVIEW分成四个区域：
·汽机转速控制区，位于画面的左上。
·讯息及报警显示区，位于画面的左下。
·汽机阀位显示、主汽门试验，位于画面的右方。
图2
1.2.1汽机转速控制区:
该区域包含下列控制按键及数据显示块。
·控制方式（CNTLMODE）按键，子画面（图3）中有：
手动控制方式（MANUAL）显示
转速控制方式（SPEEDAUTO）选择键
遥控方式（REMOTE）选择键
图3
·控制设定（CONTROLSP）按键，子画面（图4）中有：
目标值输入区（TARGET）
速率输入区（RATE）
输入（ENTER）选择键
进行（GO）选择键
保持（HOLD）选择键
图4
·汽机实际转速（ACTUAL）显示区
·MEH设定转速（SETPOINT）显示区
·目标设定（TARGET）显示区
·速率设定（RATE）显示区
·遥控信号对应的转速设定（REMOTETARGET）显示区
·操作面板（MANUALPANEL）画面中有：
汽机复位（TURBINELATCH）选择键
开低压主汽阀（OPENLPSV）选择键
机械超速实验（MECHTEST）选择键
取消试验（CANCELTEST）选择键
电超速试验（ELECTEST）选择键
手动增“”选择键
手动减“”选择键
控制方式的选择可通过下列步骤进行：
·首先按动“控制方式”键，打开子画面。
·其次要决定通过按下相应的按键选择所需的控制方式。
·若进入转速自动控制方式。
可进入控制设定子画面，给出目标值及速率，以进行转速自动控制。
·若进入手动控制方式。
可进入操作面板画面，通过手动增或减按键对转速进行控制。
·若遥控方式。
汽机转速跟随遥控目标值变化。
·操作面板（MANUALPANEL）画面中有：
1.2.4讯息及报警显示区
讯息及报警显示区主要显示运行过程中出现的必须告诉运行人员的主要讯息及报警。
讯息有：
·正在进行超速试验（OVERSPEEDTESTINPROGRESS）
·遥控方式不能进入（REJECTREMOTECONTROLSYSTEM）
·测速通道存在故障（SPEEDCHANNALFAILURE）
·正在进行阀门试验（VALVATESTINPROGRESS）
·遥控方式允许（REMOTEPERMISSIVE）
1.2.5汽机阀位显示、主汽门试验区：
该区域显示低压调门开度，低压主汽阀状态显示，汽机状态显示，主汽阀试验按键。
•低压调门（LPGV）即低压调门油动机开度显示棒，以百分数显示开度，显示棒底则显示该油动机的实际开度值。
·主汽门（SV）状态显示，即油动机开度显示由颜色变化表示该油动机全开或全关。
·主汽门试验按键，可弹出实验子画面，对相应阀门进行活动性试验。
·汽机状态显示块，在汽机遮断时显示“TURBINETRIP”，在汽机复位后显示“TURBINELATCH”。
1.3.正常运行时MEH的操作
1.3.1汽机的复位
可通过MANUALPANEL画面中LATCH按键对汽机复位，复位后汽机状态显示块显示“TURBINELATCH”，开启主汽门，主汽门全开后主操作画面有状态显示。
1.3.2汽机的启动升速：
汽机的启动升速可使用“转速自动控制方式”或“手动控制方式”进行。
“手动控制方式”为转速信号失效时的备用控制方式，汽机正常运行时不推荐使用。
“转速自动控制方式”时，可由操作员给定目标值、速率来控制转速。
1.3.3汽机的正常运行
汽机正常运行可使用”转速自动控制方式”也可使用”遥控方式”。
接入遥控方式时，MEH作为给水控制系统的付环由CCS来的信号直接对MEH进行控制，改变汽机转速满足锅炉给水的要求。
1.3.4汽机的超速试验：
在MANUALPANEL画面中可进行机械超速试验（MECHTEST）、电超速试验（ELECTEST）。
1.3.5汽机的紧急遮断：
在下列情况下汽机将紧急遮断：
·汽机超速，三个超速保护转速继电器中有二个以上发出信号时，发生紧急遮断。
发生紧急遮断时会使：
·MEH输出快速置零，通过转换器降低控制油压使低压调门油动机迅速关闭
·MEH发出遮断汽机信号到METS，使电磁阀动作，卸去安全油，快速关闭低压主汽门，切断进入汽轮机的汽源。
1.3.6主汽阀试验
主汽阀长期处于全开状态时，可通过主汽阀试验子画面对其进行活动性试验。
2保安系统综述
2.1保安系统通过一次安全油及二次安全油控制着主汽门油动机。
只有在一次安全油（油压大于0.45MPa）**和二次安全油（油压大于9.3MPa）建立即系统被复置时，才能操作主汽门油动机控制主汽门开启。
进入主汽门油动机的EH抗燃油首先要经过一个电磁操作阀，电磁操作阀是一个两位四通阀，其阀位由两个电磁铁（20/SVOP，20/SVCL）控制。
当20/SVOP激励时EH抗燃油（HP）将进入主汽门油动机开启主汽门。
当20/SVCL激磁时，卸载阀快速动作EH抗燃油将与回油接通，快速关闭主汽门。
由BFPT控制器通过电磁操作阀控制主汽门的启闭，并可做主汽门门杆活动试验。
系统中主汽门的快速关闭受安全油控制，一旦安全油压失去，主汽门将在0.5S内自动迅速关闭。
机组的机械超速保护由一只锤式危急遮断器以及一只油压式复置的危急遮断及复位装置组成，当汽机转速超过允许值时（6000±50r/min），危急遮断器重锤出击，危急遮断及复位装置动作，使安全油油口打开迅速泄压。
2.2机组一些重要保护讯号，接入危急遮断控制柜（ETS）*，控制电磁阀（20/TT和20/OOT），当保护讯号越限时，20/TT和20/OOT激磁。
接入危急遮断控制柜的保护讯号有：
a来自BFPT控制器的汽机超速讯号（6000r/min）及控制器两路13V电源均失去讯号；
b来自监测仪表（TSI）的汽机轴向位移（±1.2mm越限）讯号；
c来自就地仪表箱的后汽缸真空低讯号（真空低于0.0613MPa460mmHg）或越限；
d来自监测仪表（TSI）的汽机轴振动（0.125mm越限）讯号；
e来自就地仪表箱的润滑油压低讯号（润滑油压低于0.06MPa越限）。
f来自DCS汇总的推力轴承回油温度（高于75℃）讯号。
g来自DCS汇总的任一轴承金属瓦温（高于107℃）讯号。
来自电厂的其它保护讯号可并接在ETS的遥控遮断接口上。
这些信号包括被驱动的给水泵进口压力过低以及密封水压差过小的保护。
2.3当机组发生故障，运行人员确认须停机时，可在汽机就地手拍危急遮断及复位装置的遮断柄，（也可手拍就地仪表箱上的遮断按钮或集控室运行员操作台上的紧急停机按钮），使汽机停止运行。
安全油压一旦失去，汽机就地的电磁阀盒上的安全油压力表压力降为0MPa，指示遮断状态。
同时通过压力开关63/TT发出遮断讯号。
如需再度恢复安全油压，重新开启汽机只有通过两个途径：
a在汽机就地按动危急遮断及复位装置的复位按钮。
当系统复位时，就地电磁阀盒上的安全油压力表油压上升到0.65MPa，表示安全油已经建立，系统复置。
b使复位电磁阀20/RS1、20/RS2激磁，利用压力开关63/TT遮断讯号的消失可确认安全油已经建立，系统复置。
注：
*若每台小机的保护功能由MEH来实现，则保护信号进入MEH。
**除特殊说明外，压力值均为表压。
3危急遮断器的试验
危急遮断器试验的目的主要是校验危急遮断器的出击转速，确保危急遮断器活动部件灵活无卡，处于正常备用状态。
危急遮断器试验有两种方法：
一种是提升转速使危急遮断器动作；另一种是利用喷油进入危急遮断器使其动作。
前者可通过汽轮机升速到一定转速，使危急遮断器重锤出击，危急遮断及复位装置动作。
此时电磁阀盒上压力表的安全油压降为0MPa。
主汽门、调门则应同时关闭。
做喷油试验时，应先将转速降低到一定转速（通常约为3000r/min），然后逐渐打开喷油阀门，向危急遮断器充油，使危急遮断器重锤提前出击。
如果在喷油试验前，预先将电磁阀盒上的隔离手柄拉出，则在危急遮断出击后，避免汽机停机，仅出现安全油压力表上的表压下降为0MPa。
然后用复位按钮使危急遮断及复位装置复位，在安全油压力表油压上升到0.45MPa以上时，再放开隔离手柄。
利用隔离手柄还可以校验BFPT控制器超速信号的动作点，当汽机达到超速保护动作点时，使汽机停机的转速即为超速信号动作点。
因为此时危急遮断器的出击作用已被隔离，使汽机停机的只能是BFPT控制器的超速保护讯号。
4低真空及低润滑油压保护讯号
低真空及低润滑油压是送入危急遮断控制柜的重要保护讯号，这些讯号都有相应的真空开关63-1/LV，63-2/LV，63-3/LV，压力开关63-1/LBO，63-2/LBO，63-3/LB送出。
汽机后汽缸真空降至0.0613MPa（460mmHg）时，真空开关63-1/LV1、63-2/LV1、63-3/LV三对常闭接点闭合，通过危急遮断控制柜，使20/TT/和20/OOT激磁、泄去安全油，机组停机。
当真空低于0.0587MPa（440mmHg）真空开关63-2/LV2常开接点打开就不能再启动机组。
63-1/LV、63-2/LV和63-3/LV三个真空开关均组装在就地仪表箱内。
汽机润滑油压下跌到0.09MPa时，压力开关63-1/LBO2常闭接点闭合，联锁启动直流电动泵，继续下跌至0.06MPa，压力开关63-1/LBO1、63-2/LBO1、63-3/LBO1常闭接点闭合，通过危急遮断控制柜使机组停机。
润滑油压一旦低于0.02MPa，压力开关63-2/LBO2常开接点打开，拒绝盘车投入。
63-1/LBO、63-2/LBO和63-3/LBO三个压力开关组装在就地仪表箱内。
5ETS控制柜功能
ETS控制柜主要是用作汽轮机危急遮断控制。
但也是BFPT控制器与就地诸多电磁阀之间不可缺少的连接件，BFPT控制器输出电信号通过ETS控制柜去控制不同电磁阀的动作，如系统复置、主汽门的开闭控制及主汽门活动试验控制。
（若ETS不用PLC，则ETS所有功能置入MEH）
在汽轮机发生不同的停机故障时，通过ETS控制柜使20/TT、20/OOT电磁阀动作，汽机停机。
任一故障使汽机停机，每个模块上的指示灯会常亮。
直到消除自保。
接入ETS控制柜的跳机信号有：
电超速（OS）、轴向位移（TBW）、润滑油压低（LBO）、低真空（LV）、轴承振动大（VB）及遥控遮断（用户外接保护动作信号）（REMOTE）。
取自TSI（监测仪表）的零转速信号（ZS）在ETS控制柜内通过中间继电器再输入盘车装置，并至BFPT控制器的图像上显示。
6保安系统的供油
透平油供油系统是由油箱、两台交流电动泵、一台直流电动泵、减压阀、冷油器、过压阀、滤油器等组成。
机组正常运行时，只需一台交流电动泵供油就可满足整台机组用油。
由交流电动泵供出的压力油一路作供调节保安系统用油；另一路经减压阀、冷压器、滤油器后作为润滑油送到汽机（包括给水泵）的各个轴承。
直流电动泵是在润滑油压下跌到0.09MPa时联锁启动，确保汽机润滑系统安全工作。
为确保备用两台交流电动泵能互为备用。
备用的一台能随时应急启用，可对其进行在线试验。
例如M/MOP-1所驱动的油泵正在运行，此时可打开电磁阀20/MOP-2，压力开关63/MOP2，由于所测压力点的油压缓慢下降而动作，通过联锁回路可起动备用泵M/MOP-2。
二主要部套说明
这部分主要包括调节保安系统中3个主要部套和EH系统中3个部套的说明。
这些部套是危急遮断及复位装置（258.31.53），危急遮断器（D268.31.01），电磁阀盒（298.31.56），蓄能器组件（D268.73.08），低压主汽门油动机（258.33.42/II），油动机（258.33.01）。
1危急遮断及复位装置（258.31.53）
危急遮断及复位装置为汽机紧急停机及复位的手动保护与超速保护执行机构的组合装置。
它装在前轴承座的左侧中分面。
它由复位手柄1、遮断手柄2、壳体3、阀杆4、杆5和拉钩6等组成。
按动复位手柄1，可使系统复置建立安全油，或在腔室1中通入复位油，使阀杆（件4）动作，顶住杆（件5）从而关闭低主汽门。
如需紧急停机时，可推动遮断手柄（件2）使拉钩（件6）动作，泄去安全油，从而使低主汽门关闭。
2危急遮断器（D268.31.01）
危急遮断器是汽轮机超速保安装置。
它由重锤1、调整套2、弹簧3等组成，与汽轮机主轴刚性连接。
重锤的重心与汽轮机轴线有偏心，当汽轮机主轴转动后，带动危急遮断轴转动，重锤由于偏心而产生离心力，在机组正常转速范围内运行时，由于重锤的离心力不能克服弹簧的弹力，所以，重锤不能击出，当机组的转速达到6000±50r/min时，重锤的离心力克服弹簧的弹力而打出，敲掉危急遮断油门的拉钩，使危急遮断及复位装置动作，排去系统的安全油，使机组停机，达到保护目的，调整套每转45°，重锤出击转速差有一固定值约46r/min。
为避免过多的利用机组超速来作重锤击出的试验，一般情况下可作喷油试验。
高压油经过B孔进入A室，由于油对重锤的端面X有一压力，使重锤在转速3000r/min以上能击出。
3电磁阀盒（298.31.56）
电磁阀盒是一个组装体，润滑油系统的高压油经过双筒滤油器，一路供给盘车装置，一路进入组合块，整个系统的保安用油在块内产生并供给隔膜阀和危急遮断及复位装置。
它主要由电磁阀1、电磁阀2、手轮3、行程滑阀4、隔离手杆、滤油器等组成。
BFPT控制装置发出电信号，使复位电磁阀1和复位电磁阀2动作，将系统复置投入正常运行。
手轮3是用来控制喷油试验的试验用油。
做超速试验时，如需将危急遮断器从系统中切除或做电超速试验时，可把隔离手杆5拉到试验位置，使通入危急遮断及复位装置的安全油与系统隔离。
机组正常运行时，隔离手杆5应处在正常位置。
4蓄能器组件（D268.73.08）
蓄能器组件是个组合件，它将取自主机EH油源的油及压力提供给水泵小汽机所需的EH控制油。
蓄能器组件的主要部件是控制块
（1）、电磁阀（20/OOT）
（2）、高压蓄能器（3）、低压蓄能器（4）、隔膜阀（5）、电磁阀（20/TT）（6）、压力开关（63/LP）（7）、压力开关（63/TT）（8）及截止阀、球阀、逆止阀等。
控制块
（1）上主要装有4只截止阀，2只逆止阀，正常运行时，截止阀全开，手动关闭截止阀，可使控制块
（1）与EH油源隔绝，不影响主机正常运行。
并可对油动机、蓄能器等部件进行维修。
当系统故障时，ETS会发出信号，同时使电磁阀
（2）和电磁阀（6）一起动作，使机组遮断。
高压蓄能器是用来维持油动机的进油压力，以防因油源波动而产生幌动现象，低压蓄能器是作为缓冲器，在主汽门快速关闭时，吸收回油系统中的油。
关闭油管路上的进油阀门，蓄能器均能在线维修或充气。
隔膜阀联系着润滑油系统与EH油系统。
其使用是当润滑油系统的压力（即安全油）降到不允许的程度时，可通过EH油系统遮断机组。
控制块
（1）上的内部通道需参阅图1中的蓄能器组件中的各档油路走向。
5低压主汽门油动机（258.33.42/II）
低压主汽门油动机是单侧作用的，提供的力是开主汽门，关主汽门靠弹簧力。
油动机的主要部件是油缸1、控制块2、端子排3、电磁换向阀4、溢流阀5、调整螺母6。
到油动机去的高压油流是受电磁换向阀控制的。
高压油通过一个节流孔进入油缸去打开低压主汽门。
而快速卸载阀（溢流阀）从油缸中泄去工作油使阀门关闭。
调整螺母6是用来调整油动机与低压主汽门之间的缓冲距。
6调门油动机（258.33.01）
调节汽阀由调门油动机操纵，它装在蒸汽室正前面的支架上，它的活塞杆通过连杆与调节汽阀杠杆相连。
杠杆支点布置成油动机向下移动为开汽阀。
油动机能顺序开启低压调节汽阀。
油动机的主要部件是油缸
（1）、块
（2）LVDT（线性位移差动变送器）（3）、电液转换器（MOOG阀）（4）、端子排（5）及滤油器（6）。
块
（2）是用来将所有的部件安装及连接在一起，它也是所有电气接点及液压接口的连接件。
5低压主汽门油动机图
6调门油动机图
附：
1正常运行时油压数据：
名称
数据
单位
EH供油油压（抗燃油）
13.7
MPa
主油泵出口油压
0.80～0.85
MPa*
保安油压
0.55～0.65
MPa*
1#安全油压
0.55～0.65
MPa*
2#安全油压
1.3.7
MPa*
润滑油压
0.1～0.15
MPa*
冷油器进口油压
0.25～0.35
MPa*
危急油泵出口油压
0.25～0.35
MPa*
*—在汽机运转层平台上测量。
2正常运行时转速控制数据
名称
数据
单位
给水泵最低工作转速
2800（2800）
r/min
给水泵最高工作转速
6000（5750）
r/min
汽轮机危急遮断器出击转速
6300±50（6000±50）
r/min
BFPT电超速遮断设定值
6300*（6000）
r/min
*—根据所配水泵调整
3主汽门行程数据：
名称
数据
单位
低压主汽门
全行程
140
mm
活动试验行程
25%
低压主汽门油动机
全行程
140
mm
4调节阀及油动机行程数据：
名称
数据
单位
低压调节阀全行程
76±0.5
mm
低压调节阀油动机全行程
135.63
mm
*0.5是调节阀冷态时的空行程。
5蓄能器充气（氮气压力）
说明
设计值MPa
高压蓄能器充到
9.3
重新充气是压力下降到
8.27
回油蓄压器充到
0.207
重新充气是压力下降到
0.165
5.1隔膜阀
在高压供油压力为13.78MPa（140.6kg/cm2），1#安全油压降到0.24MPa（2.5kg/cm2）时，隔膜阀打开；在高压供油压力为0MPa（0kg/cm2），1#安全油上升至0.12MPa（1.19kg/cm2）时，隔膜阀关闭。
6压力开关整定值
压力开关
使用接点
整定说明
1
63/TT
（1）
常闭接点
压力降至0.25MPa时接点闭合
（2）
常开接点
压力升至0.45MPa时接点闭合
2
63-1/LV
（1）
常闭接点*
真空降至0.0613MPa时接点闭合（460mmHg）
（2）
常闭接点*
真空
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