超速保护系统

1、超速保护系统郑喜俊郑喜俊汽轮机超速保护分为三层汽轮机超速保护分为三层 1、OPC超速：动作转速103%额定转速（OPC电磁阀动作） 2、AST超速：动作转速110%额定转速（AST电磁阀动作） TSI超速：动作转速110%额定转速（AST电磁阀动作） 3、机械超速：动作转速111112%额定转速 和手动脱扣（薄膜阀动作）汽轮机超速保护的意义汽轮机超速保护的意义 汽轮机是高速转动的设备，转动部件的离心力与转动部件的离心力与转速的平方成正比，当汽轮机转速超过额定转速转速的平方成正比，当汽轮机转速超过额定转速的的20%时，离心应力接近额定转速下应力的时，离心应力接近额定转速下应力的1.5倍，倍，此时

2、转动部件将发生松动，同时离心力将超过材料所允许的强度极限使部件损坏，为此，汽轮机均设置超速保护装置，它能在汽轮机转速超过额定转速的10-12%时动作，迅速切断汽轮机进汽停机。一、OPC超速保护系统 火电机组超速保护系统(Over speed Protect Controller)是一种抑制发电机组超速的保护控制，其作用是在汽轮机出现超速时，关闭所有调节汽门，防止汽轮机转速进一步升高。它取代了传统液压调节系统的微分器，对发电机跳闸、甩负荷、103%额定转速限制更精确可靠。 超速保护（OPC）通过控制OPC电磁阀快速关闭GV和IV，有效防止汽轮机转速飞升，并将转速维持在3000RPM。一、OPC超

3、速保护系统 1、作用：、作用：（1）负荷部分下跌，中压调节汽阀快速关）负荷部分下跌，中压调节汽阀快速关闭功能；闭功能；（2）负荷下跌预测功能；）负荷下跌预测功能；（3）机组超速控制功能。）机组超速控制功能。2、OPC实质是一种转速调节 OPC源于美国西屋公司（W.H）的超速保护系统，汽轮机OPC系统在国家电力行业标准DL/T7011999中表述为：OPC是一种抑制超速的控制功能。 目前多采用双位控制方式实现，即汽轮机转速达到额定转速的103%时，自动关闭调速汽门，当转速恢复额定转速时再开调速汽门，如此反复，直至正常转速控制回路能维持额定转速。4、OPC电磁阀动作过程当 n103%OPC电磁阀动

4、作（带电打开） 泄OPC母管油压关调门正常运行时两个电磁阀是不带电常闭的，封闭了正常运行时两个电磁阀是不带电常闭的，封闭了OPC总管油液总管油液的泄放通道，使高中压调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立的泄放通道，使高中压调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立起油压。起油压。一旦达到一旦达到OPC动作条件时，该两个电磁阀就被励磁（通电）打动作条件时，该两个电磁阀就被励磁（通电）打开，使开，使OPC母管油液泄放，这样，相应执行机构上的卸荷阀就母管油液泄放，这样，相应执行机构上的卸荷阀就快速开启，使高中调节汽阀迅速关闭。快速开启，使高中调节汽阀迅速关闭。 当 n 103% OPC电磁阀复位（失电关闭） 目

5、的：目的： n n = = 3000rpm3000rpm5、意 义防止机组因甩负荷及其他原因超速，避免防止机组因甩负荷及其他原因超速，避免机组因停机而重新启动，保持电网稳定运机组因停机而重新启动，保持电网稳定运行，节约时间，减少损失。行，节约时间，减少损失。二、危急遮断系统超速保护 1、作用、作用当机组转速达到当机组转速达到110%的额定转速时，的额定转速时，AST电电磁阀动作，关闭高、中压主汽阀，同时与磁阀动作，关闭高、中压主汽阀，同时与OPC油回路相连的止回阀被顶开使油回路相连的止回阀被顶开使OPC油路油路泄压，关闭高、中压调节汽阀，实行紧急泄压，关闭高、中压调节汽阀，实行紧急停机。停机。

6、2、AST电磁阀动作过程 四只四只AST电磁阀在正常运行时、它们是被通电磁阀在正常运行时、它们是被通电励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮电励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮断（断（AST)母管上的抗燃油泄油通道，使所有母管上的抗燃油泄油通道，使所有汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起来。来。 当当ETS系统检测到的安全指标（如真空、轴系统检测到的安全指标（如真空、轴向位移、转速等）达到安全界限后向位移、转速等）达到安全界限后DEH发来发来停机信号，电磁阀失电打开，则停机信号，电磁阀失电打开，则AST总管总管泄油，导致所有汽阀关闭而使汽轮机停机。泄油，导致所有

7、汽阀关闭而使汽轮机停机。2、AST电磁阀动作过程 当 n110%AST电磁阀动作（失电打开） 泄AST母管油压和OPC母管油压关所有阀门停机（脱扣） 注：动作后想恢复机组运行，必须复位 目的：目的： 紧急停机保护紧急停机保护3、OPC、AST电磁阀 OPC电磁阀：2个 常不带电 并联（防止电磁阀拒动作） AST电磁阀：4个 常带电 串联（防止电磁阀误动作） 并联（防止电磁阀拒动作）4、OPC与超速危急遮断的区别 电超速保护装置是利用甩负荷时的电信号投入工作，帮助调节汽门快速关闭以降低机组的动态超速，可以与机组当时转速的状态无关，这是它的一个很重要的特点。 所以，OPC译为超速限制更为准确，它实

8、际上属于调节系统范畴，主汽门并不关闭，而转速110%超速危急遮断保护则是用电气的方法实现的紧急遮断系统，属于保安系统，它们有本质的不同。5、电气危急遮断系统逻辑图6、OPC、AST电磁阀组三、机械超速危急遮断和手动停机系统 1、作用：当机组超速（转速达到、作用：当机组超速（转速达到110%112%额定转速）或手动操作时，通过机械额定转速）或手动操作时，通过机械动作而实现紧急停机。动作而实现紧急停机。 2、系统组成：飞锤式危急保安器、危急遮、系统组成：飞锤式危急保安器、危急遮断滑阀、手动复位和遮断装置、遥控复断滑阀、手动复位和遮断装置、遥控复位装置、试验装置。位装置、试验装置。3、机械超速遮断原

9、理图机械超速和手动脱扣机械超速机械超速/手动脱扣手动脱扣 泄透平安全油压泄透平安全油压 隔膜阀动作（打开）隔膜阀动作（打开） 泄泄AST油压（关所有阀门）油压（关所有阀门） 停机（脱扣）停机（脱扣）5、现场实际图现场实际图6、超速自动停机过程 转速超过转速超过110%额定转速，危急遮断器飞锤飞出，额定转速，危急遮断器飞锤飞出， 击打碰钩，带动危急遮断滑阀右移，击打碰钩，带动危急遮断滑阀右移， 打开泄油口，泄去透平安全油，打开泄油口，泄去透平安全油， 隔膜阀动作，泄去隔膜阀动作，泄去AST安全油，安全油， 所有进汽阀关闭，紧急停机。所有进汽阀关闭，紧急停机。7、手动停机动作过程 手动操作复位手柄

10、置于遮断位置，手动操作复位手柄置于遮断位置， 压下碰钩，带动危急遮断滑阀右移，压下碰钩，带动危急遮断滑阀右移， 打开泄油口，泄去透平安全油，打开泄油口，泄去透平安全油， 隔膜阀动作，泄去隔膜阀动作，泄去AST安全油，所有进汽阀安全油，所有进汽阀关闭，紧急停机。关闭，紧急停机。8、复位过程（机械挂闸） 机组转速下降，飞锤复位，机组转速下降，飞锤复位， 就地手拉复位手柄（或者遥控复置电磁阀，就地手拉复位手柄（或者遥控复置电磁阀，使气缸活塞上移），带动遮断复置连杆，使气缸活塞上移），带动遮断复置连杆， 推动碰钩，带动危急遮断滑阀左移，推动碰钩，带动危急遮断滑阀左移， 泄油口关闭，透平安全油缓慢建立，

11、泄油口关闭，透平安全油缓慢建立， 隔膜阀复位，（若同时隔膜阀复位，（若同时AST电磁阀复位）电磁阀复位）AST安全油建立。安全油建立。9、危急遮断器注油试验 1、目的：主要用于检查危急遮断器是否卡涩、目的：主要用于检查危急遮断器是否卡涩 2、步骤：、步骤： 将试验手柄扳向将试验手柄扳向“试验试验”位置，并用手推住；位置，并用手推住； 打开试验截止阀，透平安全油通过喷油嘴进入危打开试验截止阀，透平安全油通过喷油嘴进入危急遮断器；急遮断器； 随着供油量增大，飞锤下压力增大，飞锤飞出；随着供油量增大，飞锤下压力增大，飞锤飞出； 记录此时压力表的读数，与前两次试验的动作油记录此时压力表的读数，与前两次

12、试验的动作油压比较，判断飞锤调整是否合适。压比较，判断飞锤调整是否合适。10、汽轮机超速试验 操作途径：操作途径：通过通过DEH的超速试验窗口实现；的超速试验窗口实现； 目的：目的：是为了检查三层超速保护动作转速是为了检查三层超速保护动作转速是否合格。是否合格。 方法：方法：冷态启动一般在带冷态启动一般在带10%额定负荷运行额定负荷运行一段时间后，在一段时间后，在DEH画面超速试验窗口分别画面超速试验窗口分别点击点击OPC和危急遮断超速保护试验按钮，然和危急遮断超速保护试验按钮，然后在升速窗口输入超过其动作转速的升速后在升速窗口输入超过其动作转速的升速目标值，然后升速，检查超速保护动作转目标值

13、，然后升速，检查超速保护动作转速是否合格。速是否合格。11、飞锤式危急遮断器 1、结构：、结构：离心飞锤式危急遮断装在与汽轮机离心飞锤式危急遮断装在与汽轮机主轴相连的小轴上，它由偏心飞锤、弹簧、调主轴相连的小轴上，它由偏心飞锤、弹簧、调整螺母等组成。飞锤的重心与旋转轴的中心偏整螺母等组成。飞锤的重心与旋转轴的中心偏离一定距离，所以叫偏心飞锤。离一定距离，所以叫偏心飞锤。 2、工作原理：、工作原理：偏心飞锤被弹簧压在端盖一端，偏心飞锤被弹簧压在端盖一端，在转速低于飞出转速时，弹簧力大于离心力，在转速低于飞出转速时，弹簧力大于离心力，飞锤不动，当转速等于或高于飞出转速时，飞飞锤不动，当转速等于或高

14、于飞出转速时，飞锤的离心力增加到超过弹簧力，于是撞击子动锤的离心力增加到超过弹簧力，于是撞击子动作向外飞出，撞击碰钩。作向外飞出，撞击碰钩。12、飞锤危急保安器四、汽轮机挂闸 1、什么是、什么是挂闸挂闸？ 所谓挂闸，就是汽轮机自动保护系统所有所谓挂闸，就是汽轮机自动保护系统所有设备和部件投入工作状态，安全油压建立，设备和部件投入工作状态，安全油压建立，高、中压主汽门打开的过程。高、中压主汽门打开的过程。 挂闸的标志是：安全油压建立，高、中压挂闸的标志是：安全油压建立，高、中压主汽门可以打开。主汽门可以打开。2、具体内容： 汽轮机自动保护系统所有设备和部件投入工作汽轮机自动保护系统所有设备和部件

15、投入工作状态，具体就是机械超速保护装置和手动停机状态，具体就是机械超速保护装置和手动停机装置复位，建立低压润滑油安全油压，装置复位，建立低压润滑油安全油压，隔膜阀隔膜阀复位；复位； OPC电磁阀电磁阀、AST电磁阀全部复位电磁阀全部复位，各油动机，各油动机快速卸荷阀复位，建立快速卸荷阀复位，建立OPC、AST安全油压。安全油压。 非冲转控制用高、中压主汽门打开。非冲转控制用高、中压主汽门打开。3、挂闸分类 1、机械挂闸机械挂闸：低压透平安全油通至隔膜阀：低压透平安全油通至隔膜阀上腔室，封闭高压抗燃油上腔室，封闭高压抗燃油AST油的泄油，建油的泄油，建立立AST油压的过程为油压的过程为“机械挂闸机械挂闸”，可以远方，可以远方和就地操作。和就地操作。 2、电气挂闸电气挂闸：在：在AST油路上，还设计有四油路上，还设计有四个串、并联结构的电磁阀（个串、并联结构的电磁阀（20/AST），电），电磁阀被激励关闭的过程为磁阀被激励关闭的过程为“电气挂闸电气挂闸”。4、挂闸操作顺序 向阀门