改机械超速保护装置为独立电超速的技术分析

初晓华

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司自动控制工程分公司，哈尔滨150046）

1概述

机械超速保护装置传统结构为2套（300MW以上机组一般为1套）飞锤（上汽为飞环），在汽轮机超速时击出，撞击危急遮断器杠杆或危急遮断滑阀挂钩，泄掉保安油压，关闭汽轮机进汽阀门。但是由于受系统结构复杂和工作介质特性不一等因素影响，机械超速保护装置也存在严重的运行安全问题，如：危急遮断器飞锤卡涩导致动作无规律或者不能正常击出；危急遮断器飞锤间隙调整不当会使机组在运行中莫名跳闸；危急遮断器滑阀不能正常远方挂闸等等，大大降低机组运行的安全系数。机械超速保护装置在机组大修后和机组试运期间，都要定期做注油试验和超速试验，必要时还要停机进行调整检修，反复调试启动。另外，受结构、原理等限制，机械超速保护装置只能单独配置，无论哪个环节出现问题，都会导致系统产生“拒动”或“误动”。无法做到系统“容错”。而在电子超速保护装置中，通过采用适当的冗余技术，却可以实现不同程度的容错，大大提高了系统的可靠性和机组的安全性。

图1 独立电超速的原理图

2 独立电超速的特性

独立电超速的原理图如图1所示。独立电超速的特性如下：该超速保护装置共有3个模块，每个模块都接收独立于其他系统的转速信号并做高限判断，输出各自超速信号；3个超速信号进行3取2表决；经扩展继电器驱动“2或1与”电磁阀组，同时经扩展继电器输出至ETS控制常规AST电磁阀组；独立超速保护装置采用双电源冗余供电；该超速保护系统可对各电磁阀做在线试验，通过就地压力开关的反馈判断所试验的电磁阀是否动作。试验按钮在ETS的上位机或者ETS控制柜的操作面板上；独立超速系统电子硬件独立于DEH、ETS及TSI系统；三冗余配置，任何模块故障不停机；具有在线热替换；在线检测探头状态；控制周期可小于20ms；测量精度不大于1r/min。

3 应用情况及推广应用前景

随着集散控制系统（DCS）的高速发展，控制系统的不断优化和完善，机械式超速保护装置已经无法满足现有汽轮机的自动化程度，也无法达到现有电控系统的安全高度。因此，国内外汽轮机制造厂都在考虑如何简化调节保安系统，使汽轮机控制系统更简捷可靠。西门子和阿尔斯通等公司在十几年前就全面淘汰了机械式超速保护装置，前箱中由主轴驱动的主油泵也被拆除，只保留了轴瓦和汽轮机监测部分测点。这样就最大程度地简化了系统，提高了控制系统的运行效率和机组运行安全性，节省检修时间，减小检修维护量。所以取消现有机械式超速保护装置，追加独立电超速成为国内众多电厂下一步的改造方向，并且市场前景非常好。

［1］ 朱晓明,丁兆海.关于汽轮机“机械式危急遮断装置”取、舍问题的探讨［J］.山东电力技术，2002（5）：23-25.

［2］ GB/T 5578-2007固定式发电用汽轮机规范［S］.

［3］ JB/T10086-2001轮机调节（控制）系统技术条件［S］.

［4］ DL/T996-2006火力发电厂汽轮机电液控制系统技术条件［S］.