《热力过程自动化》课件-26 单元机组热工保护

单元机组热工保护热工保护的定义及任务热工保护的技术设备热工保护动作123目录CONTENTS451热工保护热工保护是火电厂热工自动化的重要组成部分。当机组的异常情况严重并继续恶化，可能危及设备及人身安全时，应通过保护动作使机组局部退出工作或整套机组停止运行，以保证整体安全。当机组出现异常且不十分严重时，通过事故处理回路采取各种措施使异常情况消除。如钢炉因制粉设备损坏而不能维持蒸汽参数时，应降低负荷以适应制粉设备的能力。机组正常运行时，依靠检测系统、控制系统监视和控制机组各部分的工作情况和运行参数。1热工保护任务1.锅炉机组的热工保护热工保护的任务就是当单元机组某一部分发生事故时，根据事故的具体情况迅速、准确她将单元机组按预先拟定好的保护程序减负荷或停机。2.汽轮机组热工保护3.炉、机、电大连锁保护1热工保护系统热工保护系统一般由输入信号单元、逻辑处理回路以及执行机构等组成。热工保护可分为两级保护，即事故处理回路和事故跳闸回路的保护。例如汽轮机润滑油压低时，依次启动交、直流润滑油泵，此时事故处理的目的是维持机组继续运行。但是，当事故处理回路或其它自动控制系统处理事故无效，致使机组设备处于危险工况下，或者这些自动控制系统本身失灵而无法处理事故时，只能被迫跳闸处理使机组的局部退出工作或整套机组停止运行。跳闸处理的目的是防止机组产生机毁人亡的恶性事故，所以跳闸处理是热工保护最极端的保护手段。1热工保护基础知识模拟量控制系统开关量变送器将被测物理量或机械量按照一定的预期参考值转换成标准的开关量信号输出。1.压力开关2.差压开关3.流量开关4.液位开关5.温度开关1热工保护基础知识开关量变送器按钮开关控制开关行程开关(限位开关)继电器电流继电器中间继电器时间继电器固态继电器接触器1热工保护基础知识基本逻辑电路AND“与”逻辑K1=K2*K3OR“或”逻辑K1=K2+K3NOT“非”逻辑K1=K2根据这三种逻辑控制电路可以组成各种热工保护回路，实现各种控制功能。ORANDNOT1开关量信号的摄取热工保护系统能否可靠动作，先决条件是摄取的保护信号是否真实可靠。如果输入信号不能正确反映被监视的参数或设备状态，热工保护系统就无法正常地动作。单一信号法：单一信号法是指用单个检测元件组成信号单元的方法。结构简单，但可靠性差，由此产生了以下几种信号摄取法：串联、并联、三取二及其它信号摄取法。1开关量信号的摄取热工保护系统能否可靠动作，先决条件是摄取的保护信号是否真实可靠。如果输入信号不能正确反映被监视的参数或设备状态，热工保护系统就无法正常地动作。信号串联法：为了减少信号单元的误动作率，将反映同一故障的检测元件信号进行串联。例如汽轮机轴向位移保护中将两个安装于同一位置的轴向位移探头信号进行串联，减少误动作率，但同时信号单元的拒动作率比单一信号时增加了近一倍。因此，信号串联法只适用于特别强调减小保护系统的误动作率，而对拒动作率要求不高的场合。1开关量信号的摄取热工保护系统能否可靠动作，先决条件是摄取的保护信号是否真实可靠。如果输入信号不能正确反映被监视的参数或设备状态，热工保护系统就无法正常地动作。信号并联法：为了减少保护拒动作率，将几个检测元件输出信号并联。因而只要有一个检测元件能正常工作，信号单元就能正常工作。或者说，只有当所有检测元件都拒动作时，信号单元才发生拒动作。例如，在高加保护中，为了防止高压加热器水位过高而引起汽轮机进水，将两个高加水位信号并联成一个高加水位信号，只要有一个水位过高时，即将高加切除。拒动作率大大下降，而误动作率却增加了近一倍。所以信号并联法只能用于要求拒动作率小，而对误动作率要求不高的场合。1开关量信号的摄取热工保护系统能否可靠动作，先决条件是摄取的保护信号是否真实可靠。如果输入信号不能正确反映被监视的参数或设备状态，热工保护系统就无法正常地动作。在实际应用中，为了提高重要参数的准确度和保护系统的可靠性，普遍采用了信号多重化摄取法如“三取二”、“串、并混联”、“二取大”、“二取均”、“三取中”、“三取均”、“四取三”等信号摄取法。这些多重化摄取法，虽然增加了变送器的数量，增加了投资，但对提高测量准确度、增加系统的可靠性等方面是很有必要的。1热工保护的技术保护常用的控制手段称为联锁的控制技术。所谓联锁是指机器许可、禁止等的约束条件。它是利用被控对象之间存在的简单逻辑关系，使这些对象的动作关系相互牵连，形成联锁反应，从而实现自动保护的一种控制方式。具体地说，就是当某种操作或状态完成之前，不允许有别的操作或状态进入。甲动作是乙动作的必要条件，则这种关系为闭锁关系。例如：引风机未运行时，则送风机、给煤机、磨煤机等相继不允许启动。这种控制关系称闭锁控制。联锁控制分闭锁控制和联动控制两种方式。1热工保护的技术保护常用的控制手段称为联锁的控制技术。所谓联锁是指机器许可、禁止等的约束条件。它是利用被控对象之间存在的简单逻辑关系，使这些对象的动作关系相互牵连，形成联锁反应，从而实现自动保护的一种控制方式。具体地说，就是当某种操作或状态完成之前，不允许有别的操作或状态进入。甲动作是乙动作的充分条件，则这种关系为联动关系。汽轮机润滑油压低时，自动启动交流油泵，油压继续降低时，启动直流油泵，停止交流油泵的运行等。这种控制关系称联动控制。联锁控制分闭锁控制和联动控制两种方式。1热工保护的技术热工保护系统的设计应有防止误动作和拒动作的措施，保护系统电源中断或恢复不会发出误动作指令。在控制台上必须设置的按钮，应直接接至停炉、停机的驱动回路。停炉、停机保护动作的原因应设事件顺序记录。单元机组还应有事故追忆功能。热工保护系统输出的操作指令应优先于其他任何指令，即执行“保护优先”的原则。保护回路中不应设置供运行人员切、投保护的任何操作设备。揭秘火电厂司令部——集控室1锅炉热工保护的类型⑴限值保护。根据锅炉和辅机的运行工况对锅炉的最大出力的变负荷速度予以限制，对锅炉的各种调节阀门和挡板的最大、最小开度加以限制。⑵联锁保护。锅炉在启停和运行中，一旦出现误操作，联锁保护装置能自动加以限制。⑶紧急停炉保护。当某些重要辅机发生故障时，应迅速降低锅炉的负荷停止锅炉的运行；当锅炉运行中，某些主要参数超过允许值时，保护装置立即动作，采取紧急措施，直至紧急停炉保护，以免事故发生或扩大。1锅炉主蒸汽压力高保护保护的原则要求1.安全门保护⑴安全门保护自成系统。⑵必须有机械式和电动（或气动）式两种安全门，而再热机组必须是汽包、过热器、再热器均设安全门。1锅炉主蒸汽压力高保护保护的原则要求1.安全门保护脉冲式安全阀的工作原理是：当汽包或过热器的压力超过规定值时，蒸汽通过冲量导管、阀门，进入脉冲弹簧安全阀，将阀芯顶开，经脉冲弹簧安全阀，蒸汽又进入主安全阀活塞上部，使活塞向下移动、打开主安全阀，使蒸汽排出泄压。当压力恢复到正常压力时，脉冲弹簧安全阀关闭，使主安全阀活塞上部蒸汽中断，主安全阀阀芯在蒸汽和弹簧的作用下关闭。1锅炉主蒸汽压力高保护保护的原则要求当汽机突然甩负荷造成锅炉主蒸汽压力升高超过规定值时，高压快速旁路阀快速将锅炉蒸汽从旁路系统排出，经减温减压后的蒸汽进入汽机的凝汽器，发挥安全保护作用。2.充分利用旁路系统1锅炉主蒸汽压力高保护保护的原则要求3.锅炉压力高保护设置要求⑴锅炉压力高保护一般按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个定值整定。Ⅰ值：先停选择好的给粉机；Ⅱ值：进一步停选定的给粉机，同时打开对空排气；Ⅲ值：打开安全门，对空排气。1锅炉主蒸汽压力高保护主汽压力高Ⅰ值汽轮机甩负荷&切除部分燃烧器主汽压力高Ⅱ值主汽压力高Ⅲ值报警报警≥1打开安全门投旁路系统投油锅炉汽压保护系统1汽包水位保护1.锅炉缺水时能及时保护该保护的作用是避免“干锅”和烧坏水冷壁，具体要求是：⑴水位低保护按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个定值设定：⑵当水位由低Ⅰ值低至Ⅱ值时，保护系统应动作采用补救措施⑶“虚假水位”的保护1汽包水位保护2.出现满水时能及时保护该保护的作用是打开事故放水门，具体要求是：⑴“虚假水位”的保护：安全门开启⑵水位高保护：按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个定值设定。水位高于Ⅰ值报警，当安全门未动或动作闭锁或动作闭锁在规定时间之后，水位高至Ⅱ值报警并打开事故放水门，而在水位恢复至Ⅰ值以下时应关闭事故放水门，若水位上升至Ⅲ值，实施紧急停炉。1汽包水位保护3.水位测量高度可靠采取“三取二”或“二取一”的办法，也可采用步进式鉴别方法，即Ⅱ值中串取Ⅰ值，Ⅲ值中串取Ⅱ值的方法。1汽包水位保护水位高1水位高3＆水位高1开事故放水门＆水位高2＆关事故放水门＆安全门动作计算机指令Ω＆紧急停炉汽包水位高保护逻辑图其他停炉保护+50+150+250报警停炉1汽包水位保护水位低1水位低3＆关定排总门水位低2＆关备用给水门OR安全门动作计算机指令Ω＆紧急停炉汽包水位低保护逻辑图其他停炉保护-150-250-50报警停炉60s＆开备用给水门1汽包水位保护汽包水位A＆MFT逻辑ORDCS系统锅炉汽包水位保护逻辑汽包水位B汽包水位CLOLOLOHiHiHi＆＆＆＆＆OR1直流锅炉保护㈢直流锅炉断水保护此保护的作用是防止直流锅炉发生断水故障，导致受热面严重超温而损坏；如果在断水后几秒钟内不能恢复供水时，必须停炉。1直流锅炉保护直流锅炉断水保护系统给水流量低Ⅰ值给水流量低Ⅱ值＆OR紧急停炉其它停炉保护1再热器保护㈣再热器保护通常再热器保护分为再热器壁温高保护和再热器控制两个方面。1.再热器壁温高保护2.再热器汽温控制1再热器保护甲侧炉膛烟温高乙侧炉膛烟温高锅炉启动结束＆停若干个油燃烧器延时运行MFT烟温超高限值？YN