汽机培训教材DEH调节保安

1、第十章 汽轮机DEH调节及保安系统随着机组的容量的增大、参数的提高，汽轮机的主汽门及调门均向大型化发展，迫切要求增大开启主汽门及调门的驱动力以及提高高压控制部件的动态灵敏性。如果发生液压油系统内漏外泄、油质不合格等情况，将会导致调节系统的运行不稳定，严重时还有可能造成对机组负荷或转速的影响、发生火灾等，这将影响到机组的安全经济运行。所以，采用具有高品质、良好抗燃性能的液压油以及减小各液压部件间的动、静间隙等方法来保证整个机组的安全运行。EH供油系统的功能是提供高压抗燃油，并由它来驱动伺服执行机构，该执行机构响应从DEH控制器来的电指令信号，以调节汽机各蒸汽阀开度。本机组采用高压抗燃油是一种三芳

2、基磷酸脂化学合成油，密度略大于水，它具有良好的抗燃性能和流体稳定性，明火试验不闪光温度高于538。此种油略具有毒性，常温下粘度略大于汽机透平油。 我公司的660MW汽轮机调节保安系统包括供油系统，执行机构和危急遮断系统，供油系统的功能是提供高压抗燃油，并由它来驱动伺服执行机构，执行机构响应从DEH送来的电指令信号，以调节汽轮机各蒸汽阀开度。危急遮断系统是由汽轮机的遮断参数所控制，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，或只关闭调节汽阀。EH供油系统由供油装置、抗燃油再生装置及油管路系统组成。第一节 EH油系统1.1 概述供油系统的主要功能是提供控制部分所需要的液压油及

3、压力，同时保持液压油的正常理化特性和运行特性。它由油箱、油泵、控制块、滤油器、磁性过滤器、溢流阀、蓄能器、冷油器、EH端子箱和一些对油压、油温、油位的报警、指示和控制的标准设备以及一套自循环滤油系统和自循环冷却系统所组成。1.2工作原理由交流马达驱动高压柱塞泵，通过油泵吸入滤网将油箱中的抗燃油吸入，从油泵出口的油经过压力滤油器通过单向阀流入高压蓄能器，和该蓄能器联接的高压油母管将高压抗燃油送到各执行机构和危急遮断系统。泵输出压力可在021MPa之间任意设置。本系统允许正常工作压力设置在11.015.0MPa。油泵启动后，油泵以全流量约85 l/min向系统供油，同时也给蓄能器充油，当油压到达系

4、统的整定压力14MPa时，高压油推动恒压泵上的控制阀，控制阀操作泵的变量机构，使泵的输出流量减少，当泵的输出流量和系统用油流量相等时，泵的变量机构维持在某一位置，当系统需要增加或减少用油量时，泵会自动改变输出流量，维护系统油压在14MPa。当系统瞬间用油量很大时蓄能器将参与供油。溢流阀在高压油母管压力达到17±0.2MPa时动作，起到过压保护作用。各执行机构的回油通过压力回油管先经过3微米油滤油器然后通过冷油器回至油箱。高压母管上压力开关63/MP以及63/HP、63/LP能为自动启动备用油泵和对油压偏离正常值时进行报警提供信号。冷油器出水口管道装有油箱温度控制器，油箱内也备装有油温

5、过高报警测点的位置孔及提供油位报警和遮断油泵的信号装置，油位指示安放在油箱的侧面。1.3 供油装置的主要部件：EH油系统设备参数：名 称单 位数 值1、抗燃油泵组及油箱的外形尺寸m×m×m2.45×1.72×2.23抗燃油系统需用油量kg1100抗燃油系统储备油量kg1600抗燃油设计压力MPa.g14抗燃油储油量m31.43抗燃油牌号、油质标准Reolube Fluid GLCC 46X MOOG2 NAS5级2、抗燃油泵型式塞柱式变量泵数量台2出力L/min140入口压力MPa.g0.1出口压力MPa.g143、抗燃油冷却器型式列管式GLC-2.6数

6、量台2冷却面积m22.6×2设计压力管侧kPa260<P<1000壳侧kPa1400设计温度管侧<38壳侧38<T<60材料管子0Cr18Ni9壳体0Cr18Ni9水室0Cr18Ni9管板外形尺寸mm175×1000壳体直径mm175总长mm1000总重kg35×24、抗燃油再生泵（输油泵）型式齿轮泵数量台1出力kg/h1000压力MPa.g6.3电动机QA90L4A型式三相异步B35容量kW0.75电压V380转速r/min1450总重kg355、抗燃油循环泵型式齿轮泵数量台1出力L/min2400压力MPa.g6.3电动机：型式三

7、相异步容量kW1.5电压V380转速r/min1500总重kg506、抗燃油再生装置：型式硅藻土+精滤数量台1容量L/min40处理后油品质MOOG2/NAS57、蓄能器型式皮囊式数量台4台高压、2台低压氮气充有压力kPa（g）9400-9800容量L0.4M3 / 0.1M31.3.1 油箱设计成能容纳900升液压油的油箱（该油箱的容量设计满足1台大机和2台50小机的正常用油）。考虑抗燃油内少量水份对碳钢有腐蚀作用，设计中全部采用不锈钢材料。油箱下面有一个手动泄放阀，以泄放油箱中的EH油。油箱板上有液位开关（油位报警和遮断）、磁性滤油器、空气滤清器（兼作加油口）、控制块组件等液压元件。另外，

8、油箱的底部外侧安装有一个加热器，在油温低于20时应给加热器通电，加热EH油。1.3.2 油泵考虑系统工作的稳定性和特殊性，本系统采用进口高压变量柱塞泵，并采用双泵工作系 图10-1 EH油供油系统统，当一台泵工作，则另一台泵备用，以提高供油系统的可靠性，二台泵布置在油箱的下方，以保证正的吸入压头。1.3.3 控制块控制块安装在油箱顶部，它加工成能安装下列部件：a. 四个10 微米的滤芯，每个滤芯均分开安装及封闭。b. 二个单向阀装在每个泵的出口侧高压油路中。c. 一个溢流阀位于单向阀之后的高压油路中，它用来监视油压，并且当油压高于设计值时，将油送回油箱，确保系统正常的工作压力。d. 两个截止阀

9、，正常全开，装在单向阀之后的高压管路上，手动关闭其中的一个阀门，只隔离双重泵系统中的一路，不影响机组的运行，以便对该路的滤器、单向阀以及泵等进行在线维修或更换。蓄能器1.3.4 磁性过滤器在油箱内回油管出口下面，装有一个200目的不锈钢网兜，网兜内有一组永久磁钢组成的磁性过滤器，以吸取EH油中的铁金属垃圾。同时整套滤器可拿出来清洗及维护。1.3.5 蓄能器一个高压蓄能器装在油箱旁边，吸收泵出口压力的高频脉动分量，维持油压平稳。此蓄能器通过一个蓄能器块与油系统相连，蓄能器块上有二个截止阀，此两阀组合使用，能将蓄能器与系统隔绝并放掉蓄能器中的高压EH油至油箱，对蓄能器进行试验与在线维修。1.3.6

10、 冷油器二个冷油器装在油箱旁，冷却水在管内流过，而系统中的油在冷油器外壳内环绕管束流动。冷却水由冷油器循环冷却水的出口处的电磁水阀控制。1.3.7 电器箱（ER 端子箱）电器箱内装有接线端子排及以下的压力开关组件：a. 两个压差开关（63/MPF-1；63/MPF2）每个压差开关指示出装在油泵出口油路上的滤芯进口侧主出口侧的压差。如果压差达到0.55MPa 时，则开关就发出音响报警的信号，以表示此滤芯被堵塞，并且需要清洗或调换。b. 一个压力开关（63/pR）感受压力回油管路中油压过高，当压力增加到0.21MPa时，接点闭合，并提供报警的信号。c. 一个压力开关（63/Mp）感受到油系统的压力

11、过低信号，当压力低至11.2±0.2MPa时，接点闭合，提供启动备用油泵的信号。d. 一个压力开关（63/Hp）感受油系统压力过高信号，当压力高到16.2±0.2MPa时，接点闭合，提供音响报警的信号。e. 一个压力开关（63/Lp）感受油系统的压力过低信号，当压力低到11.2±0.2MPa时，接点闭合，提供音响报警的信号。f. 两个压差开关（63/MPC1; 63/MPC2）感受1号及2号油泵出口压力，可作为监视泵是否运转之用。g. 一个压力传感器XD/EHP将021MPa的压力信号转换成420mA的电流信号，此信号可以用作用户的下列选择性项目：I） 驱动一个记

12、录仪。II） 送到一个电厂计算机去，以监视EH油压。III） 将信号送给一个装在控制室中的传感接收器（压力指示器）。h. 一个电磁阀20/MPT，它可以对备用油泵起动开关进行遥控试验。当电磁阀动作时，就使高压工作油路泄油。随着压力的降低，备用油泵压力开关（63/MP）就使备用油泵起动。此电磁阀以及压力开关与高压油母管用节流孔隔开，因此试验时，母管压力不会受影响。备用油泵起动开关的试验还可以通过打开现场的手动常闭阀来进行试验，此常闭阀和电磁阀及压力开关均装在端子箱内。I. 一个压力式温度开关（23/EHR）整定在20。当联锁状态时，油箱油温低于20时，此温度开关可控制加热器通电，对油箱加热，同时

13、应该切断主油泵电机的电源。当油箱油温超过20时，停加热器，同时接通主油泵电机的电源。1.3.8 温度控制回路测温开关20/CW来的信号控制继电器，再由继电器操作电磁水阀，当油箱温度超过上限值55时电磁水阀打开，冷却水流过冷油器，当油温降到下限值38时电磁水阀关闭。1.3.9 浮子型液位报警装置两个浮子型液位报警装置安装在油箱顶部。当液位改变时，推动开关机构，能报警高、低油位；并在极限低油位时，能使遮断开关动作（停主油泵）。1.3.10 一个弹簧加载逆止阀装在压力回油箱的管路上，这样可在滤器和冷油器两者中任一个堵塞时或回油压力过高时，使回油直接通过该阀回到油箱。1.3.11 回油过滤器回油过滤器

14、组件装在油箱旁边的压力回油管路上，为了便于调换滤芯，在滤器外壳上装有一个可拆卸的盖板。1.4抗燃油与再生装置1.4.1 抗燃油随着汽轮发电机组容量的不断增大，蒸汽温度不断提高，控制系统为了提高动态响应而采用高压控制油，在这样情况下，电厂为防止火灾而不能采用传统的透平油作为控制系统的介质。所以EH系统国产化设计的液压油为磷酸酯型抗燃油。其正常工作温度为2060。1.4.2 再生装置抗燃油再生装置是一种用来储存吸附剂和使抗燃油得到再生的装置（使油保持中性、去除水份等）。该装置主要由硅藻土滤器和精密滤器（即波纹纤维滤器）等所组成。再 生 装 置一个精密过滤器与一个硅藻土滤器相串联，它们安装在独立循环

15、滤油的管路上，打开再生装置前的截止阀， 即可以使再生装置投入运行。关闭该截止阀即可停止使用再生装置。每个滤器上还装有一个压力表，当滤器需要检修时，此压力表就指出不正常的高压力。硅藻土滤器以及波纹纤维滤器均为可调换滤芯的结构。当管路上的阀门关闭时，滤器盖可以拆去，以便调换滤芯。如果任一个滤器的油温在4354之间，压力高达0.21MPa时，就需调换该装置。1.5 自循环滤油系统在机组正常运行时，系统的滤油效率较低。因此，经过一段时间的机组运行以后，EH油质会变差，而要达到油质的要求则必须停机重新油循环。为了不影响机组的正常运行，为了保证油系统的清洁度，使系统长期可靠运行，在供油装置中增设独立自循环

16、滤油系统。油泵从油箱内吸入EH油，经过两个过滤精度为1m的过滤器回油箱。油泵可以由ER端子箱上的控制按钮直接启动或停止。泵流量为20 l/min，电机功率1KW。电源380VAC，50Hz，三相。1.6 自循环冷却系统供油系统除正常的系统回油冷却外，还增设一个独立的自循环冷却系统，以确保在非正常工况（例如：环境温度过高）下工作时，油箱油温能控制在正常的工作温度范围之内。冷却泵可以由温度开关23/CW控制，也可以由人工控制启动或停止。冷却泵的流量为50 l/min，电机功率为2KW。电源380VAC，50Hz，三相。1.7油管路系统油管路系统主要由六个高压蓄能器、四个低压蓄能器以及不锈钢油管等一

17、些管路附件组成。油管作用是连接供油系统与执行机构，构成回路。六个高压蓄能器分别装在三个支架上，二个支架分别位于汽机左右二侧靠近高压调门伺服机构旁，另一个支架安装在供油装置旁边。每个蓄能器通过一个蓄能器块与油系统相连，蓄能器块上有二个截止阀，这两个阀组合起来使用能将蓄能器与系统隔绝并放掉蓄能器中的高压EH油，对蓄能器进行测量氮气压力与在线维修。正常工作时，这些蓄能器的充氮压力为9.1Mpa。四个低压蓄能器安装在压力回油管路上，它们用作为缓冲器。在负荷快速卸去时，吸收回油。正常工作时，这些蓄能器充氮压力为0.21MPa。第二节 液压伺服系统2.1 概述电液伺服执行机构是DEH控制系统的重要组成部分

18、之一，660MW汽轮机DEH系统有12只执行机构，分别控制2个高压主汽阀；4个高压调节汽阀；2个再热主汽阀和4个再热调节汽阀的位置。由于控制对象不同，型式不同，所以12只执行机构共分为四种类型执行机构。图10-2 DEH阀门液压控制系统阀门开启由抗燃油压力来驱动，而关闭是靠操纵座上的弹簧力。执行机构的油缸，属单侧进油的油缸，液压油缸与一个控制块连接，在这个控制块上装有隔离阀、快速卸荷阀和逆止阀等。加上不同的附加组件，可组成二种基本形式的执行机构（即开关型和控制型执行机构）。另外，在油动机快速关闭时，为了使蒸汽阀碟与阀座的冲击应力保持在允许的范围内，在油动机活塞尾部采用液压缓冲装置，可以将动能累

19、积的主要部分在冲击发生的最后瞬间转变为流体的能量。现将这两种执行机构分别说明如下：2.2 控制型伺服机构此种执行机构属于控制型，可以将汽阀控制在任意的中间位置上，成比例地调节进汽量以适应需要。工作原理如下：控制型汽门伺服机构原理图图10-3高压主汽阀及调节阀伺服系统经计算机运算处理后的欲开大或者关小汽阀的电气信号由伺服放大器放大后，在电液转换器伺服阀中将电气信号转换成液压信号，使伺服阀主阀移动，并将液压信号放大后控制高压油的通道，使高压油进入油动机活塞下腔，油动机活塞向上移动，经杠杆带动汽阀使之启动，或者是使压力油自活塞下腔泄出，借弹簧力使活塞下移关闭汽阀。当油动机活塞移动时，同时带动两个线性

20、位移传感器，将油动机活塞的机械位移转换成电气信号，作为负反馈信号与前面计算机处理送来的信号相加，由于两者的极性相反，实际上是相减，只有在原输入信号与反馈信号相加后，使输入伺服放大器的信号为零后，这时伺服阀的主阀回到中间位置，不再有高压油通向油动机下腔或使压力油自油动机下腔泄出，此时汽阀便停止移动，并保持在一个新的工作位置。在该执行机构的集成块上有一个卸荷阀，在汽轮机发生故障需要迅速停机时，安全系统便动作使危急遮断油失去，并将快速卸荷阀打开，迅速泄去油动机活塞下腔中压力油，在弹簧力作用下迅速地关闭相应的阀门。2.3 高压主汽阀执行机构该种执行机构是安装在蒸汽阀的操纵座上，油动机活塞杆经连杆与主汽

21、阀及调节汽阀相连，在活塞向上移动时是打开阀门。现将该形式的执行机构的主要部件简要说明如下：图10-4 高压主汽阀执行机构1） 截止阀高压油经过此阀供到执行机构的高压油均经过此阀到伺服阀去操作油动机，关闭截止阀便切断高压油路， 使得在汽轮机运行条件下可以停用此路执行机构，以便更换滤网、检修或调换伺服阀、快速卸荷阀和位移传感器等，该阀安装在液压块上。2） 滤网为了保证经过伺服阀的油的清洁度，以确保阀中的节流孔、喷咀和滑阀能正常工作，所有进入伺服阀的高压油均先经过一个滤网，过滤精度为10微米。在正常工作条件下，滤网要求每6个月更换一次。3） 伺服阀伺服阀是一个力矩马达和两级液压放大及机械反馈系统所组

22、成。第一级液压放大是双喷咀和挡板系统；第二级放大是滑阀系统，其原理如下：当有欲使执行机构动作的电气信号由伺服放大器输入时，则伺服阀力矩马达中的电磁铁线圈中就有电流通过，并在两旁的磁铁作用下，产生一旋转力矩使衔铁旋转，同时带动与之相连的挡板转动，此挡板伸到两个喷咀中间。在正常稳定工况时，挡板两侧与喷咀的距离相等，使两侧喷咀的泄油面积相等，则喷咀两侧的油压相等。当有电气信号输入，衔铁带动挡板转动时，则挡板移近一只喷咀，使这只喷咀的泄油面积变小，流量变小，喷咀前的油压变高，而对侧的喷咀与挡板间的距离变大，泄油量增大，使喷咀前的油压力变低，这样就将原来的电气信号转变为力矩而产生机械位移信号，再转变为油

23、压信号，并通过喷咀挡板系统将信号放大。挡板两侧的喷咀前油压与下部滑阀的两个腔室相通，因此，当两个喷咀前的油压不等时，则滑阀两端的油压也不相等，两端的油压差使滑阀移动并由滑阀上的凸肩控制的油口开启或关闭，以控制高压油通向油动机活塞下腔，克服弹簧力打开汽阀，或者将活塞下腔通向回油，使活塞下腔的油泄去，由弹簧力关小或关闭汽阀。为了增加调节系统的可靠性，在伺服阀中设置了反馈弹簧并在伺服阀调整时设有一定的机械零偏，这样，假如在运行中突然发生断电或失去电信号时，借机械力量最后使滑阀偏移一侧，使伺服阀关闭，汽阀亦关闭。图10-5 电液伺服阀4） 线性差动位移传感器（LVDT）线性位移传感器是由芯杆、线圈、外

24、壳等所组成。位移传感器是用差动变压器原理组成的位移传感器。内部稳压、振荡、放大线路均采用集成元件，故具有体积小、性能稳定，可靠性强的特点。当铁芯与线圈间有相对移动时，例如铁芯上移，次级线圈感应出电动势经过整流滤波后，便变为表示铁芯与线圈间相对位移的电气信号输出，作为负反馈。在具体设备中，外壳是固定不动，铁芯通过杠杆与油动机活塞杆相连，输出的电气信号便可模拟油动机的位移，也就是汽阀的开度，为了提高控制系统的可靠性，每个执行机构中安装二个位移传感器。5） DUMP（卸荷）阀：快速卸荷阀安装在油动机液压块上， 它主要作用是当机组发生故障必须紧急停机时或在危急脱扣装置等动作使危急遮断油泄油失压后，可使

25、油动机活塞下腔的压力油经快速卸荷阀快速释放，这时不论伺服放大器输出的信号大小，在阀门弹簧力作用下，均使阀门关闭。在快速卸荷阀中有一个杯状滑阀，在滑阀下部的腔室与油动机活塞下的高压油路相通。滑阀上部的复位油室一路经逆止阀与危急遮断油相通，而另一路是经一针阀与油动机活塞上腔及回油通道相连。小孔（节流孔）是产生该阀的复位油的，一旦该节流孔堵死，则会产生复位油降低或失压的现象，将会直接影响执行机构的正常运行。调试时，该针阀靠调节手柄完全压死在阀座上，仅在现场用于手动卸荷时才拧开此针阀。在正常运行时，滑阀上部的油压作用力加上弹簧力将大于滑阀下高压油的作用力，杯状滑阀压在底座上，使高压油与油缸回油相通的油

26、口关闭。油缸活塞下腔的高压油建立。执行机构具备工作条件。图10-6 快速卸荷阀图6） 逆止阀有两个逆止阀装在液压块中，一只是通向危急遮断油总管，其作用是当运行中欲检修此执行机构时，必须关闭此执行机构的截止阀，使油动机活塞下的油压降低或消失，这时其它执行机构仍在正常工作。该逆止阀的作用是阻止危急遮断油母管上的油倒回到油动机。另一只逆止阀是通向回油母管，该阀的作用是阻止回油管里的油倒流到检修的执行机构各个部分。2.4再热主汽阀执行机构再热主汽阀执行机构属开关型执行机构，阀门在全开或全关位置上工作。该执行机构安装于再热主汽门弹簧室上，它的活塞杆与再热主汽阀活塞杆直接相连。因此，活塞向上运动开启阀门，

27、向下运动关闭阀门，油动机是单侧作用的，打开汽门靠油动机的推力，关汽门靠弹簧力。执行机构的主要部件是由油缸、液压块、二位二通电磁阀、快速卸荷阀、截止阀和逆止阀等所组成，现将主要部件简要说明如下：1） 液压块是用来将所用部件安装及连接在一起，也是所有电气接点及液压接口的连接件。2） 二位二通电磁阀是用于遥控关闭阀门以进行定期的阀杆活动试验，当电磁阀动作时，它迅速地将此再热主汽门的危急遮断油泄去，从而引起快速卸荷阀动作。3）其余部件和主汽阀原理相同。2.5 高压调节阀和再热调节阀的执行机构调节阀伺服机构原理图该两执行机构属控制型，可以将汽阀控制在任意的中间位置上，成比例地调节进汽量以适应需要。1）

28、高压调节阀和再热调节执行机构工作原理与上述主汽阀的执行机构相同。2） 高压调节阀和再热调节汽阀执行机构的主要部件3）该两执行机构是安装在调节汽阀弹簧室上，活塞杆经联接器与相应调节汽阀的阀杆相连，活塞杆向上动作（缩进油缸）为开汽阀，向下为关汽阀。该两执行机构主要由油缸、液压块、伺服阀、DUMP（ 卸荷）阀、试验电磁阀、位移传感器、截止阀、滤油器和逆止阀等组成。4）高、中压调节阀与主汽阀不同的地方在于其控制油的不同，主汽阀是AST油，调节阀是OPC油。当AST油泄压时，OPC油也失压，主汽阀和调节阀全关闭。而当OPC油泄压时，AST油可保持不动，也就是说可以在主汽阀开启时，所有调节阀关闭。5）高、

29、中压调节阀也有不同之处。中压调节阀上有一电磁阀装在再热调节阀油动机集成块上，用于遥控关闭再热调节汽阀，正常运行时，电磁阀是断电的，使高压油经过一个阻尼孔和该电磁阀后直接通到DUMP（卸荷阀）的上部腔室，这就是OPC安全油。当电磁阀通电时，阀位切换电磁阀将卸荷阀上腔与回油通道接通，卸荷阀开启中压调门关闭。由于在每个中压调节阀的OPC油路上都有逆止阀，因此不会影响OPC油压。6）其余部件上面已作了介绍，不再重复。2.6 阀门限位开关盒阀门限位开关是一种机械电气结构开关。用以指示阀门是处于全开还是全关位置，开关装在开关盒装置的适当位置上。阀门连杆使开关接触通电，以提供控制或报警指示信号。开关盒的结构

30、由杠杆、传动轴、凸轮、四个撞击块和四个行程开关等组成。拉杆连到阀门连杆或油动机杆上，杆的垂直方向移动经连杆传动，引起开关盒轴的相应转动，当开关轴转动时打开或关闭各种触点，以提供声或光的指示信号，开关的应用决定于用户的需要。第三节 汽轮机危急遮断系统3.1概述危急跳闸保护系统（ETS）的作用是在机组运行中，发生异常情况时，为防止汽轮机设备严重损坏，使汽轮机危急停机，保护汽轮机安全。危急跳闸系统监视汽轮机的某些参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门。被监视的参数主要有如下各项：汽轮机超速、推力轴承磨损、轴承油压过低、真空过低、抗燃油油压过低、胀差超限、轴承金属温度超

31、限等。另外，还提供了一个可接所有外部遮断信号的遥控遮断接口。危急跳闸系统的主要执行元件由一个带有四只自动停机遮断电磁阀（20/AST）和二只超速保护控制阀（20/OPC）的危急遮断控制块（亦称电磁阀组件）、隔膜阀、空气引导阀、机械超速遮断装置和几只压力开关等所组成。如图：图10-7 电磁阀控制系统图3.2主要设备及结构3.2.1四只自动停机电磁阀电磁阀（20/AST）在正常运行时，它们是被通电励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮断（AST）母管上的抗燃油泄油通道，使所有蒸汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起来。当电磁阀失电打开，则总管泄油，导致所有汽阀关闭而使汽机停机。电磁阀（20/AST）是组

32、成串并联布置，这样就有多重的保护性。每个通道中至少须一只电磁阀打开，才可导致停机。同时也提高了可靠性，四只AST电磁阀中任意一只损坏或拒动作均不会影响系统正常运行。四个AST电磁阀构造相同，它们均是二级阀。以20-1/AST为例，正常运行时，电磁阀带电关闭，此时第一级阀关闭，高压抗燃油经节流孔通到第一级阀处被堵住，故在二级阀左边作用着高压抗燃油，加上弹簧的作用，使二级阀紧紧地压在阀座上阻止了危急跳闸油路油流的泄出。当电磁阀失电，第一级阀开启，高压抗燃油经一级阀至回油管路，作用在二级阀右AST电磁阀OPC电磁阀图10-8 电磁阀控制块边的AST油在油压作用下，克服了弹簧力向左移动，二级阀开启。危

33、急跳闸油路泄压漏至并联的#1和#4电磁阀。正常运行时，四只电磁阀同时通电和断电，故从#1电磁阀来的危急跳闸油流作用下#2及#4电磁阀的二级阀均开启，危急跳闸油路泄压，高中压主调速汽门相继关闭。如果后两个并联的电磁阀有一只拒动，并不影响危机跳闸油路泄压及进汽阀的关闭。同样，#1和#3电磁阀也是并联连接的，当危急跳闸信号作用在这两只并联的电磁阀上，若有一只拒动，也不会影响危机跳闸油路泄压及进汽阀的关闭。反之，如果有一只电磁阀误动，也不会使危急跳闸油路泄压而影响正常运行。3.2.2二只超速保护控制电磁阀（20/OPC）OPC电磁阀是超速保护控制电磁阀，它们是受DEH控制器的OPC部分所控制。并联布置

34、。正常运行时，该二个电磁阀是不带电常闭的，封闭了OPC总管油液的泄放通道，使高压调节汽阀和再热调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立起油压，一旦OPC保护动作，该二个电磁阀就被励磁（通电）打开，使OPC母管油液泄放。这样，相应执行机构上的卸荷阀就快速开启，使高压调节汽阀和再热调节汽阀迅速关闭。因此，当有故障信号时，即使一路信号消失，另一路仍可动作。OPC保护动作条件：1）转速达103额定转速时；2）发电机甩负荷，功率大于设定值或中压排汽压力高于设定值；3.2.3二个单向阀二个单向阀安装在自动停机危急遮断（AST）油路和超速保护控制（OPC）油路之间，当OPC电磁阀通电打开，单向阀维持AST的油压，

35、使主汽门和再热主汽门保持全开。当转速降到额定转速，OPC电磁阀失电关闭，调节阀和再热调节阀重新打开，从而由调节汽阀来控制转速，使机组维持在额定转速，当AST电磁阀动作，AST油路油压下跌，OPC油路通过两个单向阀，油压也下跌，将关闭所有的进汽阀而停机。3.2.4隔膜阀它联接着润滑油（低压安全油）系统与EH油（高压安全油）系统，并由隔膜阀将两种油路隔开。隔膜阀装于前轴承座的侧面，当汽轮机正常运行时，润滑系统的透平油通入阀盖内隔膜（或活塞）上面的腔室中，克服了弹簧力，使阀保持在关闭位置，堵住AST危急遮断油母管通向回油的通道， 使AST油压建立，系统才能正常工作。当机械超速遮断机构或手动打闸杠杆动

36、作时，均能使隔膜阀上部油压力降低或消失，因而使压缩弹簧打开隔膜阀阀门把AST危急遮断油路与回油管连通，AST安全油迅速失压将关闭所有的进汽阀。OPC油入口OPC油出口压缩空气入口排气口通至各抽汽逆止门3.2.5空气引导阀（见右图）空气引导阀安装在汽轮机前轴承座旁边，该阀用于控制供给气动抽汽逆止阀和高排汽逆止阀的压缩空气。该阀由一个油缸和一个带弹簧的青铜阀体组成，OPC油控制阀门的关闭，而弹簧提供了打开阀门所需的力。当OPC母管有压力时，油缸活塞向下移动，空气引导阀的提升头便封住“排气口”的孔口，使压缩空气通过此阀进入抽汽逆止阀的通道，打开抽汽逆止阀。当OPC母管失压时，该阀由于弹簧力的作用而开

37、启，提升头封住了压缩空气的出口通路，截留在到抽汽逆止阀去的管道中的压缩空气经“通大气”阀口排放，这使得抽汽逆止阀快速关闭。3.3机械超速遮断系统机械超速遮断系统包含有危急遮断器、危急遮断器滑阀、保安操纵装置及试验装置，如图3.3.1危急遮断器用来防止汽轮机严重超速的保护装置即危急保安（遮断）器，或者称作超速保安器。危急遮断器是重要的超速保护装置之一。汽轮机正常工作的转速在3000r/min，但在甩负荷时可能因调节系统动态特性不佳不能维持机组空转，或者因其他缺陷未能完全切断进入汽轮机的蒸汽来源，以致引起机组严重超速使转子部件承受额外的离心力，造成汽轮机损坏事故。现阶段大型汽轮机均装设有机组超速保

38、护的危急遮断器，危急遮断器根据其撞击子的型式不同，主要可分为飞锤式和飞环式两种。哈汽厂汽轮机采用的是飞锤式危急遮断器，安装在主轴前端，其核心为飞锤 ，飞锤的重心与轴心偏离一定距离，飞锤由弹簧压住。汽轮机在正常转速工作时，飞锤的离心力不足以克服弹簧的予紧力，飞锤仍保持在原来位置。当机组转速飞升到额定转速的110111（33003330r/min）时，飞锤的离心力大于弹簧的予紧力，使飞锤迅速击出，撞击在保安装置的跳闸装置上，实现紧急停机。图10-9 机械超速遮断系统3.3.2挂闸及充油试验为了在线进行试验和使其动作后复位，以及手动跳闸，设置一个试验隔离滑阀、手动遮断滑阀和喷油截止阀、一个远方复位气

39、动四通阀，以及一个手动遮断杠杆、一个手动复位杠杆和一个试验杠杆。汽机启动前可远方操作复位按钮，通过气动阀使危急遮断滑阀复位，也可就地用手动挂闸杠杆复位。飞锤可以进行在线充油试验，活动撞击子，防止其卡涩。试验时首先将充油试验杠杆拉至试验位，并在试验期间一直保持在试验位，否则将造成机组跳闸。逐渐开启充油手动阀，压力油沿轴端小孔进入危急遮断器撞击子的下腔，使撞击子克服弹簧预紧力向外移动，并撞击挂钩，通过超速跳闸装置油压判断试验时否成功，达到模拟超速试验，活动撞击子的目的。试验结束后，关闭充油门，使撞击子复位。用手动复位杠杆将危急遮断滑阀复位，确认超速跳闸装置油压正常后，松开试验杠杆使试验滑阀复位。3

40、.4 ETS保护设置及逻辑系统应用了双通道概念，布置成“或与”门的通道方式，这就允许在线试验，并在试验过程中装置仍起保护作用，另外三低信号的每个接点连接成在线监视状态，从而保证此系统的可靠性。3.4.1跳闸块工作原理：跳闸块安装在前箱的右侧，块上共有6个电磁阀，2个OPC电磁阀，常闭电磁阀，带电开启，OPC电磁阀由DEH控制；4个AST电磁阀由ETS控制，常开阀，带电关闭。正常情况下，AST电磁阀是常带电关闭的。 跳闸块电磁阀连接如下图：P1点压力为130kg/cm²左右。通过节流孔J1、J2使P2点压力为65kg/cm²左右。在作试验时，20-1/AST和20-3/AST

41、动作，使得P2点压力升高至130kg/cm²；若20-2/AST和20-4/AST动作，则P2点压力降为0kg/cm²。压力开关K1、K2设定值分别为K1：90kg/cm²，K2：40kg/cm²。通道1（20-1/AST，20-3/AST）动作试验时，K1动作；通道2（20-2/AST，20-4/AST）动作试验时，K2动作；K1、K2分别送出指示信号。由于整个跳闸块采用“双通道”原理，当一个通道中的任一只电磁阀打开都将使该通道跳闸；但不能使汽轮机进汽阀关闭，只有当两个通道都跳闸时，才能使汽轮机进汽阀关闭，起到跳闸作用，因此大大提高其可靠性，可有效地防

42、止“误动”和“拒动”。3.4.2 跳闸试验块工作原理：该系统共有4个试验块，EH油试验块，LBO润滑油试验块和LV1、LV2真空试验块。每个块的原理均相同。原理图如下： 每个试验块都被布置成双通道。J1、J2为节流孔；F、F1、F2为手动阀；S1、S2为电磁阀；B1、B2为压力表；K1、K2、K3、K4为压力开关。 节流孔的作用是将两路隔离开，试验时互不干扰。试验可以手动就地试验，也可以在主控室通过试验按钮远方试验。 用远方试验时，电路上有闭锁，保证不会两路同时试验，一路试验时，另一路还有保护功能。 用就地手动阀试验时，不能两路同时作，否则将会引起误跳机。手动试验时，尤其要注意。正常情况下，压

43、力油通过节流孔送到压力开关和指示表B1和B2，指示表将指示正常油压，一旦油压降低，两边的4个压力开关只要各有一个开关动作，将引起跳机。电磁阀接成“两或-与”关系，即可防止误跳，又可防止拒跳。试验时，打开F1或S1，则B1上指示将缓缓下降达到设定值时，K1、K3将动作。ETS远方在线试验时，对应试验盘上指示灯亮，表示出相应跳闸控制阀上某一路在试验。由于跳闸阀布置成双通道，所以只试验一路不会产生跳闸信号，若此时被测参数真的达到停机值，则试验块上的压力开关将全部动作，两路信号通过“与”的作用，产生跳闸信号，通过跳闸控制块使机组停下来。所以说该试验块可以在线试验，并不影响机组的保护功能。 3.4.3汽

44、机主保护（项目及定值还待最终确定）序号保护名称保护源信号信号来源定值1EH油压低63/LP-1压力开关63/LP-263/LP-363/LP-42润滑油压低63/LBO-1压力开关63/LBO-263/LBO-363/LBO-43高背压凝汽器真空低63/LV1-1压力开关65KPa(绝对压力)63/LV1-263/LV1-363/LV1-44低压排汽装置压力63/LV2-1压力开关63/LV2-263/LV2-363/LV2-45轴向位移大轴向位移大TSI±1.0mm6TSI超速TSI超速TSI3300rpm7轴振大轴相对振动大TSI250um8胀差大高、低胀差大TSI9DEH失电D

45、EH失电DEH10手动停机手动停机操作台11DEH110%超速DEH110超速DEH110%12发电机主保护发电机主保护发电机保护柜13发电机断水14炉MFT炉MFTFSSS15推力轴承温度高推力轴承温度(正)P4DEH107 推力轴承温度(正)P2107 推力轴承温度(付)G4107 推力轴承温度(付)G2107 16汽轮机压比低高排压力1ATC调节级压力/高排压力<1.734高排压力2调节级压力1调节级压力2调节级压力317支持轴承温度高径向轴承1-9DEH11318高排温度高高压排汽蒸汽温度1ATC427 高压排汽蒸汽温度2427 第四节 DEH调节系统4.1 概述为了实现机炉协调

46、控制，要求机、炉、电及与之有关的各工作系统在工况变化时，有及时、准确的监测手段，并迅速地发出相应的指令，使机、炉、电及有关系统能在新的工况下，协调、稳定地工作。采用电液调节方式是达到上述要求的最有效方法。汽轮机的数字电液控制系统（DEHC是Digital Electro-Hydraulic Control System 的缩写）是采用电子元件和电气设备对机、炉、电及其有关的各工作系统的状态进行监视，以数字的方式传递信号、计算机分析判断、发出（电气的）控制指令，然后通过电液转换器（伺服阀、伺服放大器）将电气指令信号转换为液压执行机构能够执行的液压信号，达到完成控制操作的目的。不同机组的数字电液控

47、制系统的构成和具体控制逻辑略有不同，但总的要求是基本相同的，那就是应具备监视、保安、控制、调节的各项功能。 4.2 DEH系统基本控制原理： 再热汽轮机DEH系统的调节原理图，图中的输出j是转速，外扰是负荷变化R，内扰是蒸汽压力p，ln 和lP分别由转速和功率给定。调节对象考虑了调节级压力特性、发电机功率特性和电网特性，与此相关，设置了调节级压力、机组功率和转速三种反馈信号。由伺服放大器、电液伺服阀、油动机及其线性位移变送器(LVDT)组成的伺服系统，承担功率放大、电液转换和改变阀门位置的任务；调节汽门则因位移而改变进汽量，执行对机组控制的任务。该系统为串级PI控制系统，调节运算是由数字部分完

48、成。系统由内回路和外回路组成，内回路促进调节过程的快速性，外回路则保证了输出严格等于给定值。PI调节中的比例环节对调节偏差信号迅速放大，积分环节保证了消除系统的静差，是一种无差控制系统。4.3机组DEH调节系统组成： 机组DEH系统由汽轮机控制系统、安全系统、监视系统三部分组成。汽轮机控制系统的任务是实现汽轮机的转速负荷调节，是DEH系统的最主要部分；汽轮机安全系统的任务是实现汽轮机的保护跳闸以及保护试验、阀门试验等功能；汽轮机监视系统的任务则是实现对汽轮机转速、振动、轴向位移、蒸汽温度压力、汽轮机金属温度等一些重要参数的测量、监视功能。汽轮机组的转速和负荷是通过改变主汽阀和调节汽阀的位置来控

49、制的。汽轮机控制系统DEH将要求的阀位信号送至伺服油动机，并通过伺服油动机控制阀门的开度来改变进汽量。DEH接受来自汽轮机组的反馈信号（转速、功率、主汽压力等）及运行人员的指令，进行计算，发出输出信号至伺服油动机。 1) 电子控制器：主要包括数字计算机、混合数模插件、接口和电源设备等，均集中布置在DEH控制柜内，主要用于给定、接受反馈信号、逻辑运算和发出指令进行控制等。2) 操作系统：主要设置有操作盘，图像站的显示器和打印机等，为运行人员提供运行信息、监督、人机对话和操作等服务。3) 油系统：本机高压控制油与润滑油分开。高压油(EH系统)为调节系统提供控制与动力用油，系统设有油泵2台，1台工作

50、，l台备用，供油油压维持在恒定值16MPa，它接受调节器或操作盘来的指令进行控制。润滑油泵由主机拖动，为润滑系统提供0.55MPa的汽轮机油。4) 执行机构：主要由伺服放大器、电液转换器和具有快关、隔离和逆止装置的单侧油动机组成，负责带动高压主汽阀、高压调节汽阀和中压主汽阀、中压调节汽阀。5) 保护系统：设有电磁阀用于超速时关闭高、中压调节汽阀和严重超速(110n0)、轴承油压低、EH油压低、推力轴承磨损过大、凝汽器真空过低等情况下危急遮断和手动停机之用。6) 为控制和监督服务用的测量元件是必不可少的，如机组转速、蒸汽压力、发电机功率、主汽压力传感器以及汽轮机自动程序控制(ATC)所需要的测量

51、值等。 4.4 机组DEH控制系统基本功能： 1) 汽轮机挂闸/开主汽门2) 自动/手动升速3) 转速闭环控制（冲转/升速/暖机/转速保持/自动冲临界）4) 自动/手动同期5) 超速试验（103%、110%和111%112%）6) OPC超速保护/AST跳闸保护7) 并网后自动带初负荷8) 闭环控制（发电机功率/调节级压力/主汽压）9) 协调控制/AGC方式运行10) 一次调频限制11) 汽压保护/真空低快减负荷（RUNBACK）12) 阀门试验（主汽门严密性试验/调节阀活动试验）13) 阀门管理14) 手动/自动无扰切换 4.4.1 DEH控制系统保证的技术指标： 转速控制范围 0-3500

52、rpm，控制精度±1rpm负荷控制范围 0-110%，控制精度±1MW转速不等率 3-6%连续可调系统迟缓率 0.06%甩全负荷转速超调量 7%额定转速油动机全行程快速关闭时间0.15秒系统控制运算周期 50ms系统可用率 99.9% 4.4.2升速控制： 转速闭环控制是DEH的基本控制功能，其中有转速给定控制逻辑、暖机控制逻辑、临界转速识别与控制逻辑、超速试验控制逻辑等。在升速过程中，DEH将转速给定与测速模件采集到的实际转速进行比较，如果有偏差，转速PI调节器便产生一个阀位指令，电液转换器控制调节汽门开度发生改变，使汽轮机实际转速逐渐与给定值相等，消除转速偏差。DEH控

53、制系统具有自动和手动两种升速方式。自动升速是指DEH根据高压内缸金属温度自动从冷态、温态、热态或极热态四条升速曲线中选择相应的升速率，并自动确定低速暖机和中速暖机的转速及暖机停留时间，自动冲临界，直到3000rpm定速。手动升速是指运行人员根据经验自行判断机组的温度状态，然后通过操作员站设定目标转速和目标升速率。当运行人员设定的目标转速接近临界转速区时，DEH程序将自动跳过临界区，即运行人员无法将目标转速设定在临界区内。手动升速时低速和中速暖机点及暖机时间由运行人员决定。自动和手动升速可根据需要随时进行切换。安装了三个测速探头，三路转速测量信号经测速模件内部三选二逻辑处理后，得到DEH所需的转

54、速反馈信号。根据汽轮发电机组的运行规程要求，系统设定了升速暖机点。当汽轮机转速达到暖机转速时，DEH自动发出转速保持指令，使汽轮机转速停留在暖机转速上。暖机时间长短可由运行人员选择。4.4.3同期与并网： DEH设有自动同期和手动同期两种方式。自动同期是指DEH接受自动准同期装置发出的转速增减信号，自动改变汽轮机转速，控制机组并网。自动同期方式下，不需要运行人员干预。手动同期是指运行人员通过DEH操作站手动改变机组转速，实现并网。自动同期和手动同期的转速范围都是29703030rpm，如果超过此范围，则同期操作无效。发电机油开关合闸后，为了防止逆功率运行，DEH自动带初负荷。初负荷设定为额定负

55、荷的3-5，电厂也可根据实际情况进行修改。 4.4.4超速试验/超速保护： DEH系统设计了三道防止汽轮机超速的措施，即103%超速保护（OPC）、110%电气超速跳闸（AST）和111%112%机械超速跳闸。103%超速保护是指汽轮机转速超过3090rpm时，OPC电磁阀动作，所有调节阀立刻关闭，转速降低到3030rpm后再重新打开。103%超速保护动作时，只关闭调节阀，主汽门不动，即汽轮机不跳闸。103%超速保护后，汽轮机维持3000rpm。110%电气超速跳闸是指转速超过3300rpm时，AST电磁阀动作汽轮机跳闸，主汽门、调速器门关闭。111%112%机械超速跳闸是指转速超过3360rpm时，机械撞击子在离心力的作用下飞出，使保安系统动作汽轮机跳闸，关闭主汽门、调速汽门。如果将机械超速跳闸转速（111%112%）设置在电气超速跳闸转速（110%）之前，那么电气超速试验将无法进行，因为试验过程中转速在达到电气跳闸点之前撞击子已经动作了。此时，只有将电气超速试验跳闸设定值提前，试验完成后再予以恢复。机械超速跳闸在先或电气超速跳闸在先由电厂根据实际运行情况自行决定。 4.4.5并网运行： 机组并网带初始负荷后，有四种控制方式供运行人员选择：功率控制