发电厂汽轮机跳闸保护系统探讨

刘庆伟 王钊 穆占杰

摘 要：现在随着科学的发展，我国的技术不断革新的同时，我们应用的技术和设备也在不断更新换代。在全国范围内，工业生产技术水平迅速提高，所使用的设备也越来越精密，所以设备的检修工作也越来越复杂，做好保护系统也成为一个非常重要的问题。大型机械设备如果能够长期保持稳定，就可以给我国经济发展做出更大的贡献。本文针对发电厂汽轮机跳闸保护系统进行了分析，并且总结了该系统的改进技术，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。

关键词：发电厂；汽轮机；跳闸保护；保护系统

现在工业生产当中应用的机械设备种类越来越多，价格越来越昂贵，结构也越来越复杂，早在上个世纪九十年代初，西方国家就已经开始重视故障检修，并且积极探讨后续防范对策，这些研究对于大型设备稳定性维护作用非常明显。举例来说，火电厂当中汽轮机属于一种非常重要的设备，对其进行维护可以直接保证整个设备的运行寿命、提高设备的稳定可靠性，另外也可以降低由于维修所产生的费用，进而提高经济效益。

近年来先前投入使用的很多设备由于热工原因，机组跳闸故障越来越多，所以在热工系统可靠性上仍然存在着明显不足，这就要求我们对这个问题重视起来，积极提高跳闸保护水平。我国投入到这项研究当中起步较晚，前期是以引进国外技术为主，并且已经起到一定的积极作用，这项技术不断和现代网络技术完成融合，工作效率提高的同时准确率也得到了提升，在近年来已经得到了很多企业的认可和青睐。

1 ETS跳闸保护系统工作原理分析

ETS是汽轮机危急遮断系统的英文缩写，其最直接的作用就是能够保护汽轮机系统能够随时保持正常运转。举例来说，如果发电厂汽轮机在运行过程中某项参数超过了临界值，系统立即能够发出指令来进行遮断，保证回路能夠迅速启动，这样就可以迅速将汽轮机的全部阀门关闭，停机进行保护。ETS可以对汽轮机起到很好的保护作用，很好地维护设备的安全运转。ETS主要由ETS控制柜、危急遮断液压组块、现场检测元件等组成，ETS控制柜主要包括电源组件、可编程控制器、端子排和继电器组件等。ETS设计采用220VAC一种等级的电源作为PLC控制电源和AST电磁阀动力电源。

我国发电厂的主要发电形式是汽轮机发电，所以电力输送正常就得必须保证汽轮机能正常、稳定运转。假如汽轮机出现任何故障，对每个人的生活会造成或多或少的影响。定期地对发电厂的汽轮机进行检修、保持设备的完好性，在巡视、检查过程中发现、预判故障的发生，采取预防措施对于发电厂汽轮机的正常运转作用极大。

2 汽轮机跳闸保护系统的改进

能够导致汽轮机故障的原因是多种多样的，所以采用何种措施、采用什么方法来进行检修也应该具有足够的对应性，才能保证检修的效果。例如汽轮机设备出现异常振动，就应该不断调整机组的给水量和高压气门，来调节其内部流体的流动速度，让其趋于平衡。

2.1 状态检修保护

相比之下状态检修保护具有一定的优越性，保护作用非常明显。其实我们进行设备检修的直接目的就是能够避免更换设备、减少开支，让设备随时处于可调可控的状态之下。对于一个火力发电厂来说，汽轮机设备非常重要，并且和很多其他设备关系密切。在检测过程中不能单一简单的检测某一部分而确定结果。从工厂利润角度来说，对发电厂汽轮机的采用单一的检修方式是不合理的、不经济的。

2.2 跳闸系统寿命评估技术

寿命评定技术也是一种汽轮机故障保护的技术，它是利用汽轮器运行保护系统寿命来逐步评估故障原因的。该技术是发电厂主设备保护系统的核心技术之一。由于磨损、腐蚀、蠕变、疲劳等原因，发电厂主设备部件的寿命是有限的。发电厂主设备的耐用件有汽缸、转干、阀壳，发电机转子和护环、主蒸汽管道等。这些发电厂主设备的耐用件的寿命评定可以利用ANSYS有限元分析软件模拟分析它的热运动、变形、应力以及寿命等参数。

2.3 汽轮机的超速保护

汽轮机正常运行时转速为3000r/min，在正常运行时，由于受到电网频率及负荷的影响，汽轮机的转速波动较小。但在突然发生机组甩负荷等事故时，如果调速系统的动作失效，关闭较慢或不严，则汽轮机转速会迅速上升，造成汽轮机超速。这时，往往会出现转子叶片脱落击穿汽缸等事故，甚至挣脱汽缸盖造成整机解体，即通常所说的"飞车"事故。由此可知，汽轮机超速事故轻则会损坏设备，重则将伤及人身或其他设备，造成重大经济损失。为此，就汽轮机保护而言，首先必经考虑的就是防止汽轮机的超速。为了防止汽轮机超速，当汽轮机转速升高到异常值时，应立即切断进入汽轮机的蒸汽。汽轮机的主汽门是利用调速系统中的高压油动机开启使蒸汽进入汽轮机的，控制主汽门的油是由主油泵出口经节流孔板提供，控制主汽门的油路被称为安全油系统。危急保安器的错油门开启时，可以泄去安全油路的油压，使主汽门迅速关闭。

4 结束语

经过前文年总结，本文已经对于电厂汽轮机设备的跳闸保护系统进行了详细介绍。现在计算机技术的发展水平正在不断提高，现在已经越来越广泛地应用到汽轮机设备检修工作当中了，这项技术的发展水平越来越高，得到了广大电力企业如的认可，在应用中发挥了巨大的作用。本文主要介绍的ETS保护系统在运行过程中具有很高的可靠性和稳定性，其应用了先进的计算机和控制技术，并且也能和上级部门实现管理通信，具有很高的安全性，投入使用之后提高了设备的运行效率、减少误动操作次数，同时也直接让维护人员的工作压力显著减轻。总体上来说，该保护系统经济效益和社会效益都非常突出，推广价值很高，也已经成为热工保护系统的重点研究方向。本文针对发电厂汽轮机跳闸保护系统进行了分析，并且总结了该系统的改进技术，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。

参考文献

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