330 MW汽轮机调节保安系统分析

摘要：从EH油系统、执行机构、危急遮断保护系统（ETS）三个方面介绍了山西漳电同达热电有限公司2×330 MW汽轮机调节保安系统的基本组成。

关键词：330 MW汽轮机;调节保安系统;危急遮断保护系统（ETS）

1    设备概况

同达热电2×330 MW汽轮机为哈尔滨汽轮机厂设计，调节保安系统的控制油为（14±0.5）MPa的高压抗燃油，保安油为0.7 MPa的低压透平油。汽轮机共设有十个进气阀门，分别为两个高压主汽门（TV）、四个高压调门（GV）、两个中压主汽门（RSV）、两个中压调门（IV），采用高中压缸联合启动方式。

2    调节保安系统基本组成

调节保安系统大体由三部分组成：EH油系统、执行机构、危急遮断保护系统（ETS）。EH油系统包括EH供油装置、循环冷却装置、EH油再生装置。执行机构包含两台高、中压主汽门油动机，四台高压调门油动机以及两台中压调门油动机。危急遮断保护系统由OPC/AST电磁阀组、危急遮断器、隔膜阀组成。

2.1    EH油系统

EH油系统的作用就是通过EH油泵为执行机构提供所需的EH高压油，同时保持EH油的油质正常。

为了保证油系统以及油质的正常，使系统长期可靠运行，EH油系统设有循环冷却装置，将EH油从油箱经EH油循环泵送入冷油器进行冷却。抗燃油再生装置长期保持运行，以改进EH油油质。抗燃油再生装置为二级滤油结构，其中一个为树脂滤器，其作用为吸收抗燃油中的酸性物质，以提高抗燃油的电阻率，防止发生电化学腐蚀，消除对伺服执行机构的影响;另一个滤油结构为再生装置一级滤器，用以调整抗燃油的颗粒度。通过EH油再生泵将抗燃油先后送入树脂滤器和再生装置一级滤器，过滤后的抗燃油直接返回EH油箱。

2.2    执行机构

2.2.1    中压主汽门油动机

两个中压主汽门油动机安装在中压主汽门的侧面，其执行机构为开关型，接受DEH控制系统发出的信号，油动机上还安装有一个插装式卸荷阀，当汽轮机发生紧急情况时AST油卸掉，打开卸荷阀，卸掉油动机油缸的压力油，主汽门依靠弹簧的作用力迅速关闭使机组停运。

在油动机上有一个控制主汽门活动试验的电磁阀，该电磁阀使油动机下腔与有压回油油管相连，当需要进行中压主汽门活动试验时，在DEH控制系统画面点击“RSV活動试验”按钮，该电磁阀打开，将油动机油缸下腔的压力油泄掉一部分，达到RSV活动试验的目的。

2.2.2    高压主汽门油动机

高压主汽门油动机为连续控制型的执行机构，可以将高主门控制在任一工作位置上，通过调节阀门进汽量来调节机组运行。

外界负荷发生变化时，DEH系统发出控制信号，电气信号在电液伺服阀中转换成油压控制信号，改变送入油动机下腔的油量，达到控制阀门的目的。当需要开启主汽门时，高压抗燃油进入油动机下腔，推动油动机的活塞向上移动;关闭主汽门时动作过程相反。在油动机活塞移动的同时，触发油动机位移传感器（LVDT），将油动机活塞的位移信号转换成电气信号，通过电液伺服机构换算，使高压主汽门停留在一个新的工作位置达到平衡。

在油动机旁装设有一个快速卸荷阀。当机组发生故障需迅速停机时，ETS动作，使AST母管油卸掉，卸荷阀迅速打开，迅速泄掉油动机下腔的压力油，依靠弹簧力关闭各高压主汽门，达到对机组保护的目的。

2.2.3    高中压调门油动机

高中压调门油动机为连续控制型的执行机构，以便将高中压调门控制在任一工作位置上，按控制系统要求调节进汽量以调节汽轮机运行。其伺服阀工作原理同高压主汽门油动机伺服阀控制原理一样。

同样，在该油动机上装设有一个卸荷阀。当汽轮机转速超过103%额定转速时，OPC动作，泄掉OPC母管油，使卸荷阀迅速打开，快速泄掉油动机下腔的压力油，依靠弹簧力迅速关闭各高中压调门，同时通过空气引导阀的作用关闭各抽汽逆止门和电动门。由于AST油管和OPC油管之间设有单向逆止阀，所以不会关闭高中压主汽门。

2.3    危急遮断保护系统（ETS）

为了防止汽轮机在运行中由于某些设备发生故障而导致机组受损情况的发生，机组安装危急遮断保护系统。

2.3.1    危急遮断试验装置

包括一组EH油压低试验装置、一组轴承油压低试验装置、两组真空低试验装置和两组润滑油泵及危急油泵试验装置，在机组并网前可进行试验。

2.3.2    OPC/AST电磁阀组

OPC/AST电磁阀组安装在机头前箱的右侧，由两个并联布置的OPC电磁阀、两个逆止阀、四个串并联布置的AST电磁阀和一个控制块构成。OPC电磁阀为常闭电磁阀，AST电磁阀为常开电磁阀。当汽轮机转速超过103%额定转速时，OPC电磁阀得电被励磁打开，使OPC母管油经无压回油油管泄至EH油箱，开启相应调门执行机构上的快速卸荷阀，关闭高中压调门。

当机组发生故障需要迅速停机时，触发AST动作，四个AST电磁阀因此失电失励打开，AST母管油经无压回油油管泄至EH油箱，关闭高中压主汽门、调门。

图1中，压力开关ASP1、ASP2用于显示跳闸通道试验结果。ASP油压是经AST油流过第一个节流孔产生，再通过第二个节流孔回到AST油管。ASP油压正常在7.0 MPa左右。当20-1/AST电磁阀或20-3/AST电磁阀动作时，ASP压力升高，ASP1红灯亮;当20-2/AST电磁阀或20-4/AST电磁阀动作时，油压降低，ASP2红灯亮。若AST电磁阀没有动作就显示ASP报警，原因有可能是节流孔堵塞。当第一个节流孔堵塞时，ASP油压降低，ASP2红灯亮报警;当第二个节流孔堵塞时，ASP油压升高，ASP1红灯亮报警，可通过清洗节流孔来清除故障。当AST电磁阀故障时，同样会触发ASP油压报警，可通过互换电磁阀的位置来判断哪个电磁阀故障。若ASP1报警，则20-1/AST电磁阀或20-3/AST电磁阀故障，可将20-1/AST电磁阀与20-2/AST电磁阀互换位置，若此时仍为高报警，则20-3/AST电磁阀故障;若此时变为低报警，则20-1/AST电磁阀故障。在此要特别注意，AST/OPC电磁阀不能在线更换和检修，以防止机组跳闸。

2.3.3    隔膜阀

工作原理：当来自润滑油的保安油建立，油压大于隔膜阀的弹簧力，使活塞下移将隔膜阀关闭，阻断AST油;当油压小于弹簧力时活塞上移，隔膜阀打开，卸掉AST油，机组跳闸。

2.3.4    危急遮断器

危急遮断器上安装一套飞锤装置，当汽轮机转速达110%～

112%额定转速时，飞锤的离心力克服了弹簧力，便飞出打击危急遮断器滑阀碰钩，使滑阀向右移动，将来自润滑油箱的高压油与排油相通，隔膜阀上的低压保安油被卸掉，使隔膜阀迅速打开。

危急遮断器滑阀在汽轮机挂闸和做喷油试验时起非常重要的作用，它安装在汽轮机前轴承箱内。喷油试验时，将危急保安器试验手柄从“正常”扳到“试验”位置并保持（即切除机械脱扣跳机油路），缓慢开启喷油试验油门，来自主油箱的高压油进入危急遮断器飞锤下腔，当油压逐渐增大到大于弹簧力时，飞锤飞出，危急保安器遮断手柄由“正常”跳至“跳闸”位置，危急保安器动作。

如图2所示，来自润滑油箱的高压油管路上有一节流孔，其作用为危急遮断器滑阀泄油口泄油时不会影响到汽轮机润滑油系统，保证轴承润滑良好;在去危急遮断器滑阀的油管路上还有一个节流孔，其作用为做喷油试验时泄油量小，不会导致跳机。

在汽轮机左侧安装有挂闸电磁阀和挂闸气缸，当挂闸电磁阀接收到DEH控制系统发出的挂闸信号时，压缩空气推动气缸上移带动危急遮断滑阀的连杆使危急遮断滑阀复位。

汽机跳闸原因有两个：一是危急保安装置动作后，来自润滑油的低压保安油压消失，隔膜阀动作，将AST母管油经无压回油管卸至EH油箱，所有阀门关闭;二是AST电磁阀动作，直接将EH油泄掉使阀门全部关闭。远方挂闸就是通过安装在机头前箱左侧的气动挂闸电磁阀复位危急保安装置，重新建立保安油压;就地挂闸就是人为逆时针掰动挂闸手柄挂闸。汽机远方打闸后，只需要复位ETS即可重新挂闸，这是因为远方打闸是使AST电磁阀失电，卸掉了AST油压，但低压安全油压仍有压力，复位ETS即可使AST电磁阀带电;就地打闸后，低压安全油压被卸掉，复位ETS使AST电磁阀得电关闭，仍不能使隔膜阀上有压，安全油压仍不能建立，须手动挂闸才能重新挂闸。

3    結语

本文主要针对山西漳电同达热电有限公司的汽轮机调节保安系统进行介绍，希望能让同行在实际具体操作的过程中明白操作的原理，出现汽轮机调节保安系统简单故障时具备分析问题的能力。

[参考文献]

[1] 山西漳电同达热电有限公司汽轮机技术讲义[Z].

[2] 王胜，刘文梅.王滩电厂600 MW汽轮机危急遮断方式分析[J].华北电力技术，2006（12）：25-27.

收稿日期：2020-01-08

作者简介：张晋平（1987—），男，山西晋中人，助理工程师，从事300 MW循环流化床机组集控运行工作。