汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)講訴

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1、 第八章 汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)（ ETS） 第一節(jié) ETS危急遮斷的項(xiàng)目及整定值 為了防止汽輪機(jī)在運(yùn)行中因部分設(shè)備工作失?？赡軐?dǎo)致的汽輪機(jī) 發(fā)生重大操作事故， 在機(jī)組上裝有危急遮斷系統(tǒng)。 危急遮斷系統(tǒng)監(jiān)視汽機(jī)的某些運(yùn)行參數(shù)， 當(dāng)這些參數(shù)超過其運(yùn)行限制值時(shí)， 該系統(tǒng)就送出遮斷信號(hào)關(guān)閉全部汽輪機(jī)蒸汽進(jìn)汽閥門，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。 一、 ETS危急遮斷的項(xiàng)目及整定值 1、★汽機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到 110%額定轉(zhuǎn)速（OPT）；（動(dòng)作轉(zhuǎn)速值為 3300rpm） 注：機(jī)械遮斷 110%-112%額定轉(zhuǎn)速（MOPT）；(動(dòng)作轉(zhuǎn)速

2、值為 3330rpm） 2、 ●真空低于規(guī)定的極限值；（ 68kPa） 3、 ●潤滑油壓下降超過極限值；（ 0.10MPa） 4、 ★EH油壓下降超過極限值；（ 9.5MPa） 5、 ●轉(zhuǎn)子軸向位移超過極限值；（≥ +0.5mm或≤ -0.7mm ） 6、 ●高壓缸排汽溫度超過極限值；（ >427℃） 7、 ★透平壓比低于極限值；（調(diào)節(jié)級(jí)壓力與高缸排汽壓力比低 于 1.7 ） 8、 ●汽機(jī)軸振動(dòng)達(dá)到危險(xiǎn)值； （汽機(jī)側(cè)≥ 130μm,發(fā)電機(jī)側(cè)≥ 180 μm） 9、 ●軸瓦、推力

3、瓦鎢金溫度超過極限值；（汽機(jī)側(cè)≥ 110℃, 發(fā) 0 電機(jī)側(cè)≥ 120℃） 10、★集控室 / 就地手動(dòng)停機(jī)（雙按鈕）； 11、● DEH失電； 12、●發(fā)電機(jī)冷卻水?dāng)嗨Ｗo(hù)； 13 、●備用四路； （電氣遮斷、 鍋爐遮斷、 旁路遮斷、遙控遮斷）帶★標(biāo)志的保護(hù)機(jī)械遮斷油路控制信號(hào)為三取二方式。 ETS 危急遮斷系統(tǒng)的邏輯關(guān)系如圖 8-1 所示 圖 8-1 ETS危急遮斷系統(tǒng)的邏輯關(guān)系二、危急遮斷的組成 危急遮斷系統(tǒng)分為兩種情況。一

4、種是機(jī)組運(yùn)行中，為防止部分設(shè)備 失常造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞， 裝有自動(dòng)停機(jī)危急遮斷系統(tǒng) (AST) ，當(dāng)發(fā)生異常 情況時(shí)，關(guān)閉所有進(jìn)汽閥，緊急停機(jī)。；二是超速保護(hù)控制系統(tǒng)(OPC), 使高壓調(diào)節(jié)汽閥及再熱調(diào)節(jié)汽閥暫時(shí)關(guān)閉，減少汽輪機(jī)進(jìn)汽量及功率， 但不能使汽輪機(jī)停機(jī)。因此機(jī)組相應(yīng)設(shè)有自動(dòng)停機(jī)危急遮斷油路（ AST）和超速保護(hù)控制油路（ OPC）及機(jī)械遮斷油路（ MOPT），此外，手動(dòng)停機(jī)也借助于機(jī)械遮斷油路。 ETS危急遮斷系統(tǒng)的原理如圖 8-2 所示

5、 1 圖 8-2 ETS 危急遮斷系統(tǒng)原理 第二節(jié) 汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)的功能 一、軸承潤滑油壓低保護(hù) 汽輪機(jī)的主軸承和推力軸承分別承擔(dān)著保證轉(zhuǎn)動(dòng)部分與靜止部分之

6、 2 間的徑向與軸向間隙一定的任務(wù)，以維持機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)、靜部分之間不相互碰撞，顯然每個(gè)部件的穩(wěn)定運(yùn)行都是反映機(jī)組安全運(yùn)行的重要參量。而它們的穩(wěn)定運(yùn)行又是通過穩(wěn)定油膜的建立來保證的。破壞油膜的因素很多，如潤滑油壓、油溫、油質(zhì)、軸瓦與軸的間隙，烏金脫落，發(fā)電機(jī)或勵(lì)磁機(jī)漏電，等等。一旦油膜遭到破壞，除引起軸承燒瓦事故，還將產(chǎn)生轉(zhuǎn)子軸徑局部受熱而發(fā)生彎曲，軸承劇烈的振動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)部分與禁止部分之間的摩擦或碰撞等嚴(yán)重的后果。 由此可見，嚴(yán)密監(jiān)視軸承的工作狀態(tài)是維持機(jī)組安全運(yùn)行的重要措施。 軸承發(fā)生燒瓦事故時(shí)，軸承潤滑油溫度，推力

7、瓦和軸承溫度將升高，而軸承油膜壓力則迅速下降，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)“軸承油壓過低”進(jìn)行保護(hù)，一旦此工況發(fā)生，將立即遮斷機(jī)組的運(yùn)行。至于軸承金屬和油的溫度的監(jiān)視與控制，由自動(dòng)程序控制功能（ ATC）完成。 對(duì)軸承潤滑油壓過低進(jìn)行保護(hù)由 ETS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)， 主 油泵提供潤滑油系統(tǒng)的全部用油，任何停機(jī)或偶然事故引起軸承油壓降低到開關(guān)整定值 0.12MPa 時(shí)，報(bào)警并啟動(dòng)交流潤滑油泵，為機(jī)組提供所 需的全部用油；若潤滑油母管油壓繼續(xù)下降到 0.10MPa 時(shí)，啟動(dòng)直流潤 滑油泵和頂軸油泵；“低油壓保護(hù)”動(dòng)作，機(jī)組跳閘停機(jī)。 圖 8-3 所示

8、 是“潤滑油壓低”試驗(yàn)塊原理。由于“抗燃油壓低”和“冷凝汽器真空 3 過低”的試驗(yàn)塊原理基本相同，故以同一圖示意。 圖 8-3 潤滑油壓低試驗(yàn)塊原理 試驗(yàn)塊組件由一個(gè)鋼制試驗(yàn)塊、兩個(gè)壓力表、兩個(gè)截止閥、兩個(gè)電磁 閥和三個(gè)針閥所組成，它安裝在前軸承座，與安裝在附近的一個(gè)端子箱中的壓力開關(guān)相連接，其一側(cè)通過節(jié)流孔與系統(tǒng)供油管道相連，而另

9、一側(cè)與泄油或通風(fēng)閥相連，采用雙道對(duì)稱結(jié)構(gòu)。操作人員可通過集控室按鈕或就地手操，開啟其中一個(gè)通道的電磁閥，泄其壓力油，以校驗(yàn)壓力開關(guān)的報(bào)警值。由于每一通道與泄油管道通過一節(jié)流孔相連，在試驗(yàn)一通道時(shí)，另一通道將不受影響，系統(tǒng)仍具有“低油壓自動(dòng)保護(hù)”功能。 在軸承油壓降低到壓力開關(guān)的整定值（ 0.10MPa ）以下時(shí)，雙通道的兩組壓力開關(guān)（四個(gè)）均向 ETS 柜發(fā)軸承油壓低遮斷請(qǐng)求信號(hào)， 圖 8-4 所示是軸承油壓過低控制繼電器邏輯。 4

10、 圖 8-4 軸承油壓過低控制繼電器邏輯 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，軸承油壓大于遮斷整定值，四個(gè)開關(guān)（63-1/LBO～ 63-4/LBO）的線圈帶電，相應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合將引起圖中的四個(gè)中間繼 電器 1X～ 4X/LBO帶電，同樣地，相應(yīng)的遮斷控制繼電器閉合使線圈 LBO-1 或 LBO-2 閉合，最終使得 ETS的遮斷控制繼電器總邏輯系統(tǒng)（見 圖 8-5 ）中的 LBO1，LBO2閉合，從而使軸承油壓正常。 繼電器線圈 LBO-1 和 LBO-2 的一側(cè)分別與 ETS盤上左右兩側(cè)的選擇開

11、關(guān)的接點(diǎn) S1 和 S2 相連。正常 運(yùn)行時(shí)，接點(diǎn) S1 和 S2閉合，將兩個(gè)遮斷控制繼電器線圈 LBO-1、 LBO-2 并聯(lián)，因此只有在通道 1 與通道 2 各有一閉合觸點(diǎn)斷開 ------- 每一通道 必有一塊壓力表檢測到軸承油壓低于遮斷整定值時(shí)，才可能引起兩路自 動(dòng)停機(jī)通道遮斷（ 見圖 8-5 ），機(jī)組緊急停機(jī)，這樣做可避免某一個(gè)觸 點(diǎn)壓力開關(guān)或中間繼電器誤動(dòng)作而錯(cuò)誤停機(jī)。圖 8-4 中 K1 和 K2 為電磁 脫扣繼電器。 5

12、 圖 8-5 ETS的遮斷控制繼電器總邏輯系統(tǒng) 在線試驗(yàn)可以通道 1 為例予以說明， 在 ETS盤上，將左側(cè)選擇開關(guān)箭 頭撥至 LBO檔，它將使圖 8-4 中原來閉合的觸點(diǎn)斷開，并接通 圖 8-3 中 的電磁閥 20-1/LBO，釋放管道油壓，在油壓降低到遮斷值時(shí)，壓力開關(guān) 63-1/LBO，63-3/LBO 將引起線圈 LBO-1 釋放，并同時(shí)點(diǎn)亮 ETS 盤上的 LB

13、O1，LBO3指示燈，由此驗(yàn)證通道 1 是否正常，壓力開關(guān)整定值是否正 確，同理，可以進(jìn)行通道 2 的在線試驗(yàn)。 如果一個(gè)通道在線試驗(yàn)時(shí)，實(shí)際的軸承油壓低于遮斷整定值，則四 個(gè)壓力開關(guān)將全部感受到這一情況， 并使雙通道的兩個(gè)繼電器線圈 LBO-1 和 LBO-2 失電，請(qǐng)求緊急停機(jī)。二、凝汽器真空過低保護(hù) 在汽輪機(jī)運(yùn)行中， 真空下降現(xiàn)象比較常見，汽輪機(jī)運(yùn)行中發(fā)生真空下 6 降，對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性有較大的影響。真空下降將使蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的焓降減小，

14、從而減小了機(jī)組的出力和降低了熱效率，一般真空下 降 1％，汽耗約增加 1％～ 2％。汽輪機(jī)真空下降，使排汽溫度升高，造成低壓缸熱膨脹變形和低壓缸后面的軸承上抬，機(jī)組的中心偏移而發(fā)生振動(dòng)；也會(huì)使凝汽器銅管的內(nèi)應(yīng)力增大，以致破壞凝汽器的嚴(yán)密性，還會(huì)使低壓端部軸封的徑向間隙發(fā)生變化，造成摩擦損壞。 凝汽器真空下降的原因難以確定且降落的速度較快時(shí)， 可能造成嚴(yán)重的事故，為此，須設(shè)置凝汽器低真空保護(hù)裝置。 330MW機(jī)組的低真空保護(hù)采用兩級(jí)保護(hù)系統(tǒng)，一級(jí)保護(hù)是類似潤滑油壓保護(hù)那樣的邏輯控制回 路，所不同的是真空開關(guān)代替了壓力開關(guān)。二級(jí)保護(hù)是機(jī)械保護(hù)，它是基于電氣保護(hù)失靈，而

15、汽輪機(jī)排汽壓力又過高的情況下采用的。顯然，這時(shí)一種防止排汽壓力過高的雙重保護(hù)，其措施是裝設(shè)排大汽閥。 如圖 8-6 所示為排大汽閥的結(jié)構(gòu)， 它安裝在低壓缸缸蓋上， 并用螺釘 4 緊固在汽缸法蘭上，由一個(gè)鉛質(zhì)薄膜環(huán) 5 構(gòu)成，薄膜環(huán)緊壓在環(huán)形墊 片 6 和閥蓋 7 的外密封面間，其內(nèi)部用螺釘 3 壓緊在壓環(huán) 2 和承壓板 1 的內(nèi)密封面中，承壓板由圖中虛線所示的組焊式承壓格柵支托，借以承 受來自外部的大氣壓力。 當(dāng)汽輪機(jī)的排汽壓力超過設(shè)計(jì)的最大安全值時(shí)，排大汽閥的承壓板 1 即推向外側(cè)，引起鉛質(zhì)薄膜環(huán) 5 在壓環(huán)外緣和閥

16、蓋內(nèi)圓間剪斷，則薄膜 7 環(huán)斷裂，汽流自汽缸向上排出，而閥蓋 7 可防止鉛質(zhì)薄膜環(huán)、承壓板和壓環(huán)甩出。設(shè)在外徑上的擋板，起引導(dǎo)汽流向上排出的作用，以免傷人。對(duì)薄膜環(huán)的承壓要求，一般在 40～50KPa 時(shí)即破壞?！澳髡婵盏捅Ｗo(hù)”的試驗(yàn)原理以及遮斷控制邏輯，均類同于“軸承油壓低保護(hù)”試驗(yàn)的原理。 圖 8-6 排大氣閥的結(jié)構(gòu) 三、 EH油壓低保護(hù) EH 油系統(tǒng)的任務(wù)之一，是維持油壓一定，為機(jī)組正常的轉(zhuǎn)速與負(fù)

17、荷 控制提供保證。正常的 EH油壓 14.5 MPa（范圍 11. 2 ～16.2MPa ）是機(jī) 組啟動(dòng)和正常運(yùn)行的先決條件。 EH 油系統(tǒng)故障將引起 EH 油壓下降，當(dāng) 油壓降到 10.00MPa 時(shí)，“ EH 油壓保護(hù)”組件發(fā)出低油壓報(bào)警。進(jìn)一步 降至 9.5MPa 時(shí)，組件請(qǐng)求機(jī)組脫扣。 EH 油壓過低試驗(yàn)塊的組成與工作 原理，以及遮斷控制斷電器邏輯，均與“軸承油壓低保護(hù)”類似。 四、軸向位移保護(hù) 前已述及潤滑油系統(tǒng)故障引起的油膜破壞，將會(huì)使推力瓦塊烏金燒 熔，此外，負(fù)荷突增與下跌，水沖擊，動(dòng)葉結(jié)垢，隔板汽

18、封間隙增大， 8 新蒸汽溫度急劇下降，真空下降均將增大轉(zhuǎn)子軸向推力，使推力軸承過負(fù)荷，甚至破壞油膜而燒熔烏金。更嚴(yán)重的是，由于軸向位移增大，汽輪機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件之間的軸向間隙可能消失，動(dòng)靜部件之間將發(fā)生摩擦和碰撞，從而造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故，如大批葉片折斷，大軸彎曲，隔板和葉輪碎裂等。 因此，汽輪機(jī)都必須設(shè)置軸向位移遮斷裝置， 以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的安全保護(hù)。相對(duì)而言，電氣遮斷邏輯總系統(tǒng)還是比較可靠的，這樣，軸向位移的遮 斷問題，實(shí)質(zhì)上就是如何保證軸向位移測量準(zhǔn)確性的問題，以便在軸向

19、位移超標(biāo)時(shí)，向危急遮斷系統(tǒng)提供最可靠的遮斷信息。 機(jī)組的軸向位移遮斷機(jī)構(gòu)如 圖 8-7 所示，它由四個(gè)軸向位移傳感器、兩個(gè)試驗(yàn)汽缸、 四個(gè)電磁閥和用來作為傳感器基準(zhǔn)點(diǎn)的聯(lián)軸器墊片組成，其他零部件是支托架和用來安裝試驗(yàn)汽缸和傳感器的有關(guān)部件。在任何情況下，各傳感器的安裝都必須與一個(gè)基準(zhǔn)面保持間隙，例如與聯(lián)軸器平面或指示盤間有一定的間隙。在試驗(yàn)汽缸和傳感器與聯(lián)軸器指示盤的間隙整定好后，用定位銷把試驗(yàn)汽缸最后固定。 在正常情況下， 轉(zhuǎn)子的軸向推力是由推力軸承平衡的， 機(jī)組的失常導(dǎo)致軸向位移的超標(biāo)，首先由這里有所覺察，因此，監(jiān)視轉(zhuǎn)子軸向位移的傳感器，應(yīng)當(dāng)裝在推力軸承的附近。

20、 9 圖 8-7 軸向位移遮斷機(jī)構(gòu) 軸向位移測量裝置由測量盤和傳感器組成。測量盤裝在推力軸承附 近，而在該盤的發(fā)電機(jī)側(cè)的兩水平端面上，各裝有兩個(gè)作為重復(fù)保護(hù)的傳感器，用來測量轉(zhuǎn)子向機(jī)頭側(cè)和發(fā)電機(jī)側(cè)兩個(gè)方向的軸向位移，測量盤和傳感器之間間隙的變化表現(xiàn)為軸向位移的變化。轉(zhuǎn)子正常的軸向位移，由推力軸承的間隙、推力軸承的靜撓度和推力瓦塊的磨損來確

21、定，會(huì)有一些正常緩慢的變化，但變化很小。當(dāng)推力軸承損壞時(shí)，若轉(zhuǎn)子向發(fā)電機(jī)方向移動(dòng)，傳感器與測量盤間的間隙變?。蝗粝驒C(jī)頭方向移動(dòng)，則該間隙變大，這種間隙變化將引起傳感器內(nèi)磁阻的變化，通過變送器使輸出的電氣信號(hào)改變。 變送器提供的信息有兩種監(jiān)控功能：第一種是報(bào)警功能，表示過度的軸承撓曲和瓦片磨損使軸向位移超過第一個(gè)規(guī)定值，通過繼電器向運(yùn)行人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)以提醒注意；第二種是遮斷功能，表示位移已增加 10 到第二個(gè)規(guī)定值，機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分與靜止部分即將接觸，監(jiān)控系統(tǒng)一方面通過聲光信息說明位移已達(dá)到遮斷狀

22、態(tài)，另一方面使繼電器遮斷觸點(diǎn)動(dòng)作，通過危急遮斷系統(tǒng)使汽輪機(jī)緊急停機(jī)。 圖 8-8 所示是軸向位移控制繼電器邏輯。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，軸向位移在正常范圍內(nèi)。 當(dāng)軸向位移達(dá)遮斷值時(shí)， 軸向位移傳感器控制的觸點(diǎn) K1、K2 閉合，短接了線圈 KTB1、KTB2，使其相應(yīng)的觸點(diǎn)斷開，從而引起 AST電磁閥失電（見圖 8-5 ），遮斷汽輪發(fā)電機(jī)組。 圖 8-8 中觸點(diǎn) K1～ K4 可起到隔離兩個(gè)通道的作用，便于每一通道做在線試驗(yàn)。

23、 11 圖 8-8 軸向位移控制繼電器邏輯 五、電氣超速保護(hù) 在避免機(jī)組超速方面，前面介紹了 103％n0 超速保護(hù)，這里，介紹的 是 110％n0 電氣超速保護(hù)，圖 8-9 是電氣超速遮斷系統(tǒng)原理圖，它是由 一個(gè)安裝在盤車處的磁阻發(fā)送器和一個(gè)安裝在 ETS 柜中的轉(zhuǎn)速插件組成。磁阻發(fā)送器的輸出頻率正比于軸的轉(zhuǎn)速，該頻率送至轉(zhuǎn)換器，經(jīng)限 幅、整形、發(fā)

24、達(dá)后輸出一個(gè)正比于頻率的模擬信號(hào)，此信號(hào)一方面經(jīng)緩 沖放大回路進(jìn)行轉(zhuǎn)換顯示，一方面與110％n0 對(duì)應(yīng)的遮斷整定點(diǎn)電壓進(jìn) 行比較，在軸的轉(zhuǎn)速小于該遮斷整定點(diǎn)（即 n ＜ 110％n0 ）時(shí)，比較器的輸出是一個(gè)正電壓； 如果軸的轉(zhuǎn)速大于遮斷整定值 （即 n ＞110％n0 ），則比較器輸出是電壓為負(fù)值， 它將使其后的三級(jí)管 V1導(dǎo)通，超速遮斷繼電器線圈 KOST帶電，其相應(yīng)的觸點(diǎn)狀態(tài)將發(fā)生變化。 12

25、 圖 8-9 電氣超速遮斷系統(tǒng)原理 圖 8-10 所示是電氣超速遮斷控制繼電器邏輯，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)， S1、 S2 是閉合的，觸點(diǎn) KOST斷開，線圈 KOS1、KOS2帶電，相應(yīng)的觸點(diǎn)（見 圖 8-5 ）閉合，一旦機(jī)組轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值 110％n0，KOST線圈通電（見圖 8-9 ）而使其相應(yīng)的觸點(diǎn) KOST（圖 8-10 ）閉合，短接了線圈 KOS1、KOS2， 從而斷開了圖 8-5 中的觸點(diǎn) OS1、OS2，最終導(dǎo)致危急遮斷電磁閥的

26、四個(gè)線圈（ 20-1/AST ～20-4/AST ）失電，釋放 AST母管油壓，遮斷汽輪發(fā)電機(jī)組。接點(diǎn) S1、S2 也是為進(jìn)行單通道試驗(yàn)而設(shè)計(jì)的。 圖 8-10 電氣超速遮斷控制繼電器邏輯 從圖 8-9 和圖 8-10 中不難分析：在進(jìn)行單通道試驗(yàn)時(shí)， ETS系統(tǒng)無“電氣超速保護(hù)”功能。此時(shí)，若機(jī)組突然發(fā)生了 110％ n0 的超速，則遮斷所有進(jìn)汽閥門的行為將由機(jī)械超速遮斷裝置完成。 13 六、遙控遮斷保護(hù) 危

27、急遮斷系統(tǒng)提供一接口，可接 受外部遙控遮斷汽輪機(jī)的命令 。圖 8- 11 表示了遙控遮斷控制繼電器邏輯。 圖中觸點(diǎn) S1、 S2 上跨有跳接 線。如果用戶遙控遮斷汽輪機(jī)的觸點(diǎn)輸入， 將短接兩個(gè)繼電器 REM1、REM2、其相應(yīng)觸點(diǎn)（見圖 8-5 中的 REM1、REM2）斷開，釋放四只危急遮斷電磁閥，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。 對(duì)于單通道系統(tǒng) （見圖 8-11 ），欲想試驗(yàn)遙控通道而又不引起停機(jī)是不可能的。 解決這個(gè)問題的辦法是采用雙通道， 即將圖中虛線變?yōu)閷?shí)線，并將跨接在觸點(diǎn) S1、S2 的跳接線去掉， 這樣就可以在進(jìn)行單通道試驗(yàn)的同時(shí)，系統(tǒng)仍具有遙控危急遮斷的功能。

28、 圖 8-11 遙控遮斷控制繼電器邏輯七、 機(jī)械超速危急遮斷系統(tǒng) （一）、機(jī)械超速危急遮斷系統(tǒng)的工作原理 在 DEH系統(tǒng)中，對(duì)轉(zhuǎn)速的保護(hù)是多重的，機(jī)械超速遮斷系統(tǒng)是一個(gè) 14 獨(dú)立的系統(tǒng)， 與常規(guī)液壓控制系統(tǒng)中的超速保護(hù)基本相同， 圖 8-12 所示 為機(jī)械超速遮斷相同的工作原理，它的傳感器為飛錘，裝于轉(zhuǎn)子延伸軸 的橫向孔中，其質(zhì)量中心與轉(zhuǎn)子的

29、幾何中心偏置，并通過壓彈簧將飛錘 緊固在橫向小孔中，利用彈簧約束力與離心力平衡的原理來設(shè)計(jì)動(dòng)作轉(zhuǎn) 速。設(shè)飛錘的質(zhì)量為 m，飛錘質(zhì)心與轉(zhuǎn)子幾何中心的偏心距為 a，飛錘出 擊距離為 x，離心力為 c，轉(zhuǎn)子角速度 60 n ，則飛錘離心力與角速度 的關(guān)系為： m 2 （ 8-1 ） ca x g 從式中可看出，只要確定了轉(zhuǎn)子角速度 ω，便可計(jì)算出離心力，然后設(shè)計(jì)彈簧，根據(jù)彈簧的約束力 F 的方向與離心力的方向相反，可以得到約束力 F 與離心力 c 的關(guān)系。當(dāng) c＜F 時(shí)，飛錘不出擊，

30、當(dāng) c≥F 時(shí)，飛錘出擊，通過機(jī)械遮斷系統(tǒng)動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)停機(jī)。 15 圖 8-12 機(jī)械超速遮斷系統(tǒng)的工作原理 機(jī)械超速保護(hù)系統(tǒng)的機(jī)械遮斷油系統(tǒng)，與電氣超速系統(tǒng)（ ETS）互為

31、 獨(dú)立，采用的是與潤滑油主油泵相連接的油系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)， 脫扣油母管中的機(jī)械遮斷油－自主油泵出口的透平油經(jīng)節(jié)流孔板后分兩 路，其中一路經(jīng)常開電磁閥（ 1）后，通向危急遮斷油門活塞的側(cè)面，另 一路是通向隔膜閥的上部。此時(shí)，危急遮斷油門和隔膜閥封閉，機(jī)械遮 斷系統(tǒng)處于備用狀態(tài)。 飛錘出擊轉(zhuǎn)速，一般為額定轉(zhuǎn)速的 110％～ 112％。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行 時(shí)，飛錘因偏心所產(chǎn)生的離心力，不足以克服彈簧反方向的約束力，飛 錘不出擊。當(dāng)機(jī)組超速時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速的增加，偏心距加大，離心力也相 應(yīng)增加，雖然隨著偏心距的增

32、加，彈簧刀約束力也有所增加，但到達(dá)整 16 定轉(zhuǎn)速后，由于離心力增加較快，迅速地克服約束力并使飛錘出擊。出擊的飛錘撞擊在脫扣碰鉤上，克服扭彈簧的力使碰鉤圍繞其轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而脫扣，使危急遮斷油門的滑閥在下部彈簧力的作用下向上運(yùn)動(dòng)，通向危急遮斷油門滑閥的側(cè)面的油口和危急遮斷油門底部的泄油口接通并泄油，導(dǎo)致機(jī)械超速與手動(dòng)遮斷母管的油壓降低，使隔膜閥也因其上部機(jī)械遮斷油壓的降低而打開，危急遮斷油總管泄油并失壓，從而使主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉，切斷汽輪機(jī)的全部進(jìn)汽，使機(jī)組停機(jī)。 機(jī)械遮斷系統(tǒng)動(dòng)作、汽輪機(jī)停止進(jìn)汽

33、后，轉(zhuǎn)速逐漸下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到遮斷值以下時(shí)，由于離心力降低比約束力降低快，彈簧的約束力使飛錘退回到出擊前的原位，其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，稱為復(fù)位轉(zhuǎn)速?？紤]到機(jī)組 重新啟動(dòng)的方便， 一般復(fù)位轉(zhuǎn)速稍高于額定轉(zhuǎn)速， 大約 3050r/min 左右。當(dāng)飛錘復(fù)位后，若要重新建立機(jī)械遮斷油壓，必須打開常閉電磁閥 （ 3），建立復(fù)位油壓，作用在危急遮斷油門滑閥的上部克服彈簧力使滑閥下移封閉泄油口的同時(shí)，掛鉤在扭彈簧的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)并重新返回到掛閘位置，頂住遮斷油門滑閥，重新建立機(jī)械遮斷油壓，封閉隔膜閥。 （二）、機(jī)械超速遮斷機(jī)構(gòu) 1、危急遮斷器 危急遮斷器采用的是北重

34、生產(chǎn)的常規(guī)通用部套， 技術(shù)成熟，性能可靠， 兼具調(diào)整方便，體積小等特點(diǎn)，在其它機(jī)組上得到廣泛使用。 17 危急遮斷器采用的是飛錘式機(jī)械危急遮斷器，轉(zhuǎn)速升高到整定值時(shí)， 在離心力的作用下，飛錘克服彈簧的作用力飛出，行程約 4mm。通過調(diào)整危急遮斷器的調(diào)節(jié)套筒，可以調(diào)整彈簧預(yù)緊力，達(dá)到整定飛錘飛出轉(zhuǎn) 速的目的 ( 出廠前飛錘飛出整定已做好 ) 。此外，危急遮斷器的一端還帶 有 60 齒的測速齒盤，用于測量機(jī)組的轉(zhuǎn)速、 危急遮斷器飛錘的飛出轉(zhuǎn)速、機(jī)組轉(zhuǎn)速飛升時(shí)的最高轉(zhuǎn)速

35、及鑒相。 2、危急遮斷油門 危急遮斷油門與危急遮斷器配套使用，也是北重生產(chǎn)的常規(guī)通用部套，它排油量大，動(dòng)作靈活，使用方便。危急遮斷油門主要由殼體、套筒、滑閥、擋板、壓縮彈簧及扭彈簧組成，它的作用是：擋板接受危急遮斷器飛錘的打擊信號(hào)后與滑閥脫扣，滑閥在底部彈簧的作用下向上彈起，打開原本處于遮擋狀態(tài)的安全油泄油窗口，使安全油路的油壓迅速跌落，造成隔膜閥的快速動(dòng)作。 3、節(jié)流孔板 節(jié)流孔板安裝在通往危急遮斷油門的潤滑油路上。 設(shè)置節(jié)流孔板的目的既是為了使危急遮斷油門動(dòng)作后，機(jī)械遮斷油路油壓快速下降；同時(shí)又使?jié)櫥蛪翰皇軝C(jī)械遮斷油壓跌落的干擾。 （

36、三）、機(jī)械超速試驗(yàn) 機(jī)械超速保護(hù)裝置可做以下試驗(yàn)： 18 1、 噴油試驗(yàn) 此試驗(yàn)是在汽輪機(jī)正常運(yùn)行條件下檢查飛錘動(dòng)作的可靠性。在充油 試驗(yàn)時(shí)，為了防止使汽輪機(jī)跳閘停機(jī)，必須先將 常開電磁閥（ 1）關(guān)閉， 使試驗(yàn)不會(huì)引起隔膜閥動(dòng)作。 接著將注油用的常閉電磁閥 (2) 打開，將主油泵出口的壓力油，經(jīng)過常閉電磁閥（ 2）通向裝在汽輪機(jī)前軸承箱前端的噴油管，由此油管向正對(duì)轉(zhuǎn)子中心的噴嘴供 0.2MPa 的油，將油噴入轉(zhuǎn)子端部的中心孔內(nèi)，經(jīng)油 通

37、道注到飛錘內(nèi)（如圖 8-13 所示），在機(jī)組處于額定轉(zhuǎn)速（ 3000 r/min ）時(shí)，離心力和噴油壓力共同推動(dòng)飛錘飛出。飛錘飛出時(shí)，由危急遮斷指示器給出信號(hào)，直至撞擊掛鉤，使掛鉤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)脫開危急遮斷油門活塞的 頂部。在確信遮斷機(jī)構(gòu)動(dòng)作正確后，關(guān)閉常閉電磁閥（ 2）。當(dāng)常閉電磁閥（ 2）關(guān)閉后，飛錘中油流逐漸泄去，油壓消失后飛錘便能復(fù)位。由于 復(fù)位轉(zhuǎn)速較正常轉(zhuǎn)速高，因而油壓消失后飛錘很快可以復(fù)位。然后，打開常閉電磁閥（ 3）使掛鉤和危急遮斷油門的滑閥復(fù)位、再打開常閉電磁閥 （ 1），危急遮斷器系統(tǒng)恢復(fù)正常、噴油試驗(yàn)結(jié)束。整個(gè)過程可由ETS 來 完成。

38、 在做噴油試驗(yàn)時(shí)，噴嘴前油壓大小決定了飛錘的動(dòng)作，并用壓力表 指明使危急遮斷器飛錘動(dòng)作時(shí)所需的油壓， 把這些壓力與以前壓力比較，可以判定危急遮斷器動(dòng)作是否正常。為了使結(jié)果有可比性，在做噴油試 19 驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須嚴(yán)格保持額定轉(zhuǎn)速（ 3000 r/min ），轉(zhuǎn)子的端面與 噴嘴之間的距離必須一定。 圖 8-13

39、超速遮斷機(jī)構(gòu)噴油試驗(yàn)裝置 1、常閉電磁閥（ 2）； 2、試驗(yàn)噴嘴； 3、危急遮斷飛錘 2、 機(jī)械超速試驗(yàn) 為保證汽輪機(jī)的安全運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)使機(jī)械超速保護(hù)的動(dòng)作準(zhǔn)確，即機(jī)械超速危急遮斷器的飛錘動(dòng)作轉(zhuǎn)速應(yīng)準(zhǔn)確（要求轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的 1.10 ～1.12 倍時(shí)，危急遮斷器動(dòng)作），并及時(shí)使各進(jìn)汽閥關(guān)閉，故應(yīng)當(dāng) 定期進(jìn)行超速試驗(yàn)、校驗(yàn)飛錘動(dòng)作轉(zhuǎn)速的設(shè)定值以及保證機(jī)械超速保護(hù) 系統(tǒng)正確動(dòng)作，試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩次，動(dòng)作轉(zhuǎn)速范圍 3330～3360r/min ，兩 次動(dòng)作轉(zhuǎn)速之差不應(yīng)超過 18r/min 。試驗(yàn)前禁止作“噴油試驗(yàn)”且各個(gè) 進(jìn)

40、汽閥的嚴(yán)密性試驗(yàn)合格。 20 制造廠要求：①機(jī)組大修后；②運(yùn)行 2000h 后；③機(jī)組在安裝初始 啟動(dòng)期間；④機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)前及前箱檢修結(jié)束后應(yīng)做超速試驗(yàn)。 在超速試驗(yàn)期期間，解除 TSI110％n0 及 DEH110%n超速保護(hù)，在手動(dòng) 遮斷旁應(yīng)當(dāng)有運(yùn)行人員。在超速試驗(yàn)時(shí)，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速在 DEH控制器控制下，設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速 3360r/min 、目標(biāo)升速率 100r/min 升速。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速的 111％～ 112％的數(shù)值時(shí)，如果危急遮斷器不動(dòng)作，

41、 則應(yīng)立即手動(dòng)遮斷停機(jī)。如果危急遮斷器動(dòng)作性能不合要求，應(yīng)該停機(jī)進(jìn)行全面檢查，繼而檢查飛錘是否卡澀。如果確信沒有問題，檢查后重新進(jìn)行超速試驗(yàn)。如果危急遮斷器仍不能動(dòng)作，則可能是飛錘上彈簧的預(yù)緊力過大，阻止了飛錘在規(guī)定的轉(zhuǎn)速內(nèi)出擊，用專用工具進(jìn)行飛錘彈簧壓縮量調(diào)整，飛錘彈簧做調(diào)整后，均應(yīng)重新做超速試驗(yàn)。 超速試驗(yàn)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的 1.11 ～1.12 倍 ，因此轉(zhuǎn)子的離心 力較正常轉(zhuǎn)速大 23％以上，為了防止超速試驗(yàn)帶來的危險(xiǎn)，在做超速試驗(yàn)時(shí)不希望轉(zhuǎn)子再有其它熱應(yīng)力出現(xiàn)，也不希望轉(zhuǎn)子處于低溫脆性轉(zhuǎn)變 溫度以下進(jìn)行試驗(yàn)。因此，在啟動(dòng)后帶上 10％額定負(fù)荷進(jìn)行 4h

42、 暖機(jī)， 使轉(zhuǎn)子溫度均勻升高，然后方允許減負(fù)荷至零進(jìn)行超速試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間 不允許過長，一次限制 15min。如果定期試驗(yàn)，機(jī)組長期在 10％額定負(fù) 荷以上運(yùn)行時(shí)，不必在 10％負(fù)荷下停留，因?yàn)檗D(zhuǎn)子溫度已經(jīng)均勻，即可 減負(fù)荷至零直接升速試驗(yàn)。 21 第三節(jié) 汽輪機(jī)危急遮斷的控制油路及執(zhí)行元件 汽輪機(jī)危急遮斷油路分為自動(dòng)停機(jī)遮斷 （AST）油路和超速保護(hù)控制 （ OPC）油路機(jī)械遮斷油路（ MOPT）三種，如圖 8－14 所示。自動(dòng)停機(jī)遮

43、 斷油路是 ETS的傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)；當(dāng)任一保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，都將使AST油 路失壓，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作并停機(jī)。 圖 8－14 汽輪機(jī) 危急遮斷油路 AST、OPC兩種油路之間用逆止閥相連。 AST油路與自動(dòng)主汽閥、再 熱主汽閥的油動(dòng)機(jī)相連接。 OPC油路則與高壓調(diào)節(jié)汽閥、再熱調(diào)節(jié)汽閥 的油動(dòng)機(jī)相連接。另外，機(jī)械式超速遮斷裝置是獨(dú)立的系統(tǒng)，

44、它通過隔 22 膜閥與 AST油路相連接。當(dāng)機(jī)械超速保護(hù)動(dòng)作時(shí)，隔膜閥動(dòng)作排油，使 AST油路失壓，關(guān)閉各進(jìn)汽閥并停機(jī)。 一、 危急遮斷控制油路 1、 AST油路 AST油路主要用于下列幾種危急情況下的自動(dòng)緊急停機(jī)： 低油壓、低真空、軸向位移等超過保護(hù)的整定值時(shí)，相應(yīng)的遮斷信號(hào) 使電磁閥打開， AST和 OPC油路相繼失壓而關(guān)閉各主汽閥和各調(diào)節(jié)汽閥 并停機(jī)（ AST失壓，逆止壓打開）。 AST油壓是高壓 EH 油節(jié)流形

45、成， AST的回油是無壓回油。 2、 OPC油路 OPC油路在正常運(yùn)行時(shí)，受 DEH控制系統(tǒng)的 OPC部分控制的兩個(gè)電磁 閥失電關(guān)閉，封閉了 OPC油路的泄油通道，使高壓調(diào)節(jié)閥與再熱調(diào)節(jié)閥 的伺服機(jī)構(gòu)中建立起油壓， 閥門處于開啟狀態(tài)。 當(dāng) OPC動(dòng)作時(shí)， OPC油路 失壓，高壓、再熱調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉。 OPC油路的主要作用是當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速上升到 103％ n 0 時(shí)，使高、中壓調(diào)節(jié) 汽閥關(guān)閉，控制機(jī)組轉(zhuǎn)速不致飛升過高，避免超速過大導(dǎo)致危急遮斷。 OPC油壓是高壓 EH 油節(jié)流形成， OPC的回油是無壓回油。

46、 3、 機(jī)械遮斷油路（低壓安全油） 在 EH供油系統(tǒng)與潤滑油系統(tǒng)之間有一個(gè)隔膜閥，它為 AST油路與機(jī) 23 械超速遮斷油路之間提供了傳遞壓力信號(hào)的接口。汽輪機(jī)超速時(shí)引起危急保安器動(dòng)作或手打“脫扣油門”使機(jī)械遮斷油路失壓，隔膜閥頂部的機(jī)械遮斷油壓作用力消失，其閥芯在彈簧力的作用下被抬起，打開了閥門下部的 AST油路放油口， AST油路失壓使各進(jìn)汽閥關(guān)閉并停機(jī)。 遠(yuǎn)方掛閘 , 打開復(fù)位常閉電磁閥（ 3）（見圖 8-12 ），使危急遮斷油門（脫扣油門）的滑閥復(fù)位，機(jī)械遮斷油的回油

47、切斷，機(jī)械遮斷油在隔 膜閥的上腔室建立起油壓。機(jī)械遮斷油壓力克服彈簧力作用將隔膜閥的 閥芯壓下，封住了 AST 油路的放油口， AST 油路重新建立起油壓，逆止閥關(guān)閉， OPC油壓建立，為機(jī)組開啟各個(gè)進(jìn)汽閥創(chuàng)造了條件。 啟動(dòng)時(shí)機(jī)械遮斷油是來自密封備用油泵或者交流潤滑油泵、 正常運(yùn)行時(shí)是主油泵出口的潤滑油節(jié)流形成。機(jī)械遮斷時(shí)，機(jī)械遮斷油的回油到潤滑油箱。 二、 危急遮斷 執(zhí)行元件 ETS 危急遮斷系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件主要由自動(dòng)停機(jī)遮斷 AST 電磁閥 （四只串并聯(lián)）和超速保護(hù) OPC電磁閥（二只并聯(lián)）、兩只逆止閥、隔 膜閥、快速

48、卸荷閥、空氣引導(dǎo)閥等組成。 OPC和 AST 電磁閥結(jié)構(gòu)相同， 僅有的區(qū)別是 OPC電磁閥是由內(nèi)部供油控制， AST 電磁閥則由高壓油路 外部供油所控制，由其組合形成危急遮斷控制塊，安裝在汽機(jī)前軸承箱 右側(cè)，見圖 8-15 。 “遮斷”的狀態(tài)是通過兩個(gè)壓力開關(guān) 63-1/ASP， 24 63-2/ASP，（見圖 8-16 ）反饋到 ETS系統(tǒng)的，在 EH油壓降低到 9.31MPa 時(shí)兩個(gè)開關(guān)都閉合，發(fā)出遮斷信號(hào)。

49、 25 圖 8-15 汽輪機(jī)自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合結(jié)構(gòu) 1、 AST電磁閥 （ 1）、 AST電磁閥的工作原理

50、 危急遮斷電磁閥（ 20-1/AST~20-4/AST ）受 ETS系統(tǒng)控制。當(dāng)機(jī)組正 常運(yùn)行是， 圖 8-16 中的 AST電磁閥的線圈是通電的， 該閥左側(cè)垂直位置 的一級(jí)閥控制小室的泄油孔被電磁力所關(guān)閉，切斷了自動(dòng)停機(jī)危急遮斷 總管上高壓油的泄油通道，在該室內(nèi)建立油壓，該油壓和彈簧力使水平 位置的二級(jí)閥關(guān)閉，與油動(dòng)機(jī)控制油相連通的 ETS危急遮斷總管上的安 全油，由 ETS繼電器控制邏輯總系統(tǒng)中的各種信號(hào)所保持，機(jī)組處于正 常的工作狀態(tài)。

51、 26 圖 8-16 電磁閥及控制塊系統(tǒng)原理 當(dāng) ETS系統(tǒng)中的任一參數(shù)處于遮斷水平時(shí)，控制邏輯總系統(tǒng)中的相應(yīng)繼電器把電路斷開，結(jié)果， AST電磁閥失電，一級(jí)閥

52、的泄油口被打開，控制小室的油壓很快下降，使與該室連通的二級(jí)閥的端面上的作用力減 小，于是，另一側(cè)油壓使該級(jí)滑閥向左運(yùn)動(dòng)，泄去遮斷油總管中的安全油，快速卸載閥也因油壓下降而將油動(dòng)機(jī)腔室內(nèi)的控制油泄去，從而關(guān) 27 閉汽輪機(jī)所有的進(jìn)汽閥， 實(shí)行緊急停機(jī)。電磁閥的結(jié)構(gòu)如圖 圖 8-17 所示。 圖 8-17 電磁閥的結(jié)構(gòu) （

53、2）、 AST電磁閥的連接及其動(dòng)作特點(diǎn) AST 電磁閥采用串聯(lián)和并聯(lián)混合連接系統(tǒng)，其連接過程可簡化成圖 8-13 。 從圖中看出， 該連接的特點(diǎn)是： ①、串聯(lián)油路中的任何一路電磁閥 （20-1/AST ，20-2/AST 或 20-3/AST ， 20-4/AST ）動(dòng)作，都可以進(jìn)行停機(jī)；而任何一個(gè)電磁閥誤動(dòng)作，不會(huì)引 起錯(cuò)誤停機(jī)。 ②、并聯(lián)油路中，任何一個(gè)奇數(shù)號(hào)電磁閥（ 20-1/AST 和 20-3/AST） 和任何一個(gè)偶數(shù)號(hào)電磁閥（ 20-2/AST 和 20-4/AST ）動(dòng)作，系統(tǒng)都可以順 序

54、或交叉動(dòng)作并停機(jī)。 28 這樣，由于采取了雙路雙閥門的順序或交叉連接系統(tǒng)，不僅確保系統(tǒng)的動(dòng)作可靠，而且當(dāng)任何一個(gè)閥門不動(dòng)作或做在線試驗(yàn)時(shí)，系統(tǒng)仍然具有保護(hù)功能。換言之，該系統(tǒng)只有在一對(duì)奇數(shù)號(hào)或偶數(shù)號(hào)電磁閥都不起作用的雙重故障下，保護(hù)系統(tǒng)才會(huì)失效，這種機(jī)會(huì)顯然極小。 圖 8-18 AST電磁閥的混合連接簡化圖 綜合前面所述，從液壓系統(tǒng)看 AST四個(gè)電磁閥為混合串聯(lián)并聯(lián)連接

55、 系統(tǒng)，而從繼電器控制邏輯系統(tǒng)看又是雙通道（ 20-1/AST ，20-3/AST 和 20-2/AST ，20-4/AST ）系統(tǒng)，因此，可使保護(hù)系統(tǒng)中的任意一個(gè)電氣或液壓元件發(fā)生故障時(shí)，都保證系統(tǒng)都能可靠地工作，而且誤動(dòng)作的可能性也減至最小。 2、 超速保護(hù)電磁閥（ OPC電磁閥） OPC電磁閥由 DEH系統(tǒng)的 OPC系統(tǒng)所控制，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)， 該閥是 關(guān)閉的，切斷了 OPC總管的泄油通道，使高壓和中壓調(diào)節(jié)汽閥油動(dòng)機(jī)活 塞的下腔室能建立油壓，起正?？刂谱饔?。當(dāng) OPC系統(tǒng)動(dòng)作，例如轉(zhuǎn)速

56、 29 達(dá)到 103％額定轉(zhuǎn)速時(shí)， 該電磁閥被激勵(lì)通道信號(hào)所打開， 使 OPC總管泄 去安全油，快速卸載閥隨之打開，并泄去油動(dòng)機(jī)的動(dòng)力油，使高壓和中 壓調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉。 從圖 8-16 看出，超速保護(hù)控制系統(tǒng)的兩個(gè)電磁閥，即 20-1/OPC 和 20-2/OPC，采用并聯(lián)回路，其中只要一路動(dòng)作，便可通過高、中壓油動(dòng) 機(jī)的快速卸載閥，釋放油動(dòng)機(jī)內(nèi)的控制油，快速關(guān)閉調(diào)節(jié)汽閥，防止超 速。何時(shí)重新開啟，是由 DEH控制器根據(jù)故障分析結(jié)果，然后發(fā)出指令 來進(jìn)行的。這種聯(lián)

57、接方法可以做到：一路 OPC不起作用，另一路仍可工 作，確保系統(tǒng)的可靠和機(jī)組的安全；可以進(jìn)行在線試驗(yàn)，即當(dāng)一個(gè)回路 進(jìn)行在線試驗(yàn)時(shí)，另一路回路仍具有連續(xù)的保護(hù)功能，避免保護(hù)系統(tǒng)失 控。 OPC 電磁閥只對(duì) DEH控制器來的信號(hào)產(chǎn)生響應(yīng)，例如機(jī)組負(fù)荷下跌， 引起機(jī)組突然升速，或其他原因使機(jī)組超速達(dá)到 103％n0 時(shí)，由 DHE控 制器對(duì)電磁閥發(fā)出指令，通過快速卸載閥，把高、中壓調(diào)節(jié)汽閥油動(dòng)機(jī) 內(nèi)的控制油泄去，從而關(guān)閉調(diào)節(jié)汽閥，防止繼續(xù)超速而引起 AST電磁閥 的動(dòng)作。與此同時(shí)，止回閥的逆止作用，保證

58、AST遮斷總管不會(huì)泄油， 使各主汽閥仍保持在全開狀態(tài)。在各調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉后，待機(jī)組的轉(zhuǎn)速下 降，DEH控制器重新發(fā)出指令關(guān)閉 OPC電磁閥， OPC總管建立油壓，調(diào)節(jié) 汽閥才能恢復(fù)控制任務(wù)。該方法可避免機(jī)組停機(jī)減少重新啟動(dòng)的損失。 30 3、止回閥 兩個(gè)止回閥即單向閥， 分別安裝在自動(dòng)停機(jī)危急遮斷油路 AST和超速保護(hù)控制油路 OPC之間。當(dāng) OPC電磁閥動(dòng)作、 AST電磁閥不動(dòng)作時(shí)， 單向閥維持 AST油路的油壓，使高、中壓主汽閥保持全開，待轉(zhuǎn)速降低到額

59、 定轉(zhuǎn)速時(shí)， OPC電磁閥關(guān)閉， 高、中壓調(diào)節(jié)汽閥重新打開， 繼續(xù)行使控制轉(zhuǎn)速的任務(wù)。當(dāng) AST電磁閥動(dòng)作、 OPC電磁閥不動(dòng)作時(shí)， AST油路的油壓下降，OPC油路通過兩個(gè)止回閥的油壓也下降， 關(guān)閉所有的進(jìn)汽閥和抽汽閥，進(jìn)行停機(jī)。 4、快速卸荷閥（快關(guān)油門） 快速卸荷閥安裝在油動(dòng)機(jī)控制塊上，它主要作用是當(dāng)機(jī)組發(fā)生故障 必須緊急停機(jī)時(shí)或在危急保安器動(dòng)作使危急遮斷油（ AST）泄油失壓后，可使油動(dòng)機(jī)活塞下腔的高壓 EH油經(jīng)快速卸荷閥快速釋放，緊急停機(jī)。 5、隔膜閥 隔膜閥聯(lián)接著機(jī)械遮斷油路系統(tǒng)與危急遮斷油（ AST）系統(tǒng)，其作用 是

60、當(dāng)危急保安器動(dòng)作、機(jī)械遮斷油泄壓時(shí)，可通過危急遮斷油（ AST）系統(tǒng)，遮斷汽輪機(jī)。隔膜閥裝于前軸承座的側(cè)面，機(jī)械遮斷油通入閥蓋內(nèi)隔膜上面的腔室中。機(jī)械遮斷油壓力克服了彈簧力，使下部閥門保持在 關(guān)閉位置，堵住危急遮斷油（AST）母管通向回路的通道， 危急遮斷油（AST）油壓建立。使 EH系統(tǒng)投入正常工作。 31 若機(jī)械超速遮斷或手動(dòng)超停機(jī)操作，均使機(jī)械遮斷油壓力降低或消 失，因而使壓縮彈簧打開隔膜閥閥門把危急遮斷油排到無壓回油管， AST 安全油迅速失壓將關(guān)閉所有的進(jìn)汽閥和抽汽閥，打開

61、各旁路疏水閥。隔膜閥結(jié)構(gòu)圖如圖 8—19 所示。 正常運(yùn)行時(shí)， EH 油壓為 14.5MPa ，機(jī)械遮斷油壓約為 0.25MPa ， 當(dāng)機(jī)械遮斷油壓力跌到約 0.07MPa 時(shí)，隔膜閥打開；當(dāng) AST油壓為零，汽輪機(jī)機(jī)械遮斷油壓升到約 0.2MPa 時(shí)，隔膜閥復(fù)位。 圖 8-19 隔膜閥結(jié)構(gòu)圖 6、空氣引導(dǎo)閥 空氣引導(dǎo)閥安裝在汽輪機(jī)前軸承座旁邊，空氣引導(dǎo)閥用于控制供給 氣動(dòng)抽汽止回閥

62、的壓縮空氣。該閥由一個(gè)油缸和一個(gè)帶彈簧的青銅閥體 組成（見圖 8-20 ），油缸控制閥門打開時(shí)， 彈簧提供關(guān)閉閥門所需的力。 32 當(dāng) OPC母管有壓力時(shí)， 油缸活塞往外伸出， 空氣引導(dǎo)閥的提升頭便封住了通大氣的孔口，使壓縮空氣通過此閥進(jìn)入抽汽止回閥的通道，打開 抽汽止回閥。當(dāng) OPC母管失壓時(shí)，該閥由于彈簧力的作用而關(guān)閉，提升頭封住了壓縮空氣源的出口通路，截留到抽汽止回閥去的管道中的壓縮空氣經(jīng)過大氣閥孔口排放，這使得抽汽止回閥快速關(guān)閉，避免抽汽倒流使機(jī)組超速。

63、 圖 8-20 空氣引導(dǎo)閥 第四節(jié) 汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子應(yīng)力監(jiān)視 (RSM） 一、 應(yīng)力控制原理 汽輪機(jī)在啟停過程中，轉(zhuǎn)速、功率、蒸汽參數(shù)及流量變化較大。由于 汽輪機(jī)金屬部件的熱慣性大，如果蒸汽溫度變化快，則會(huì)引起汽輪機(jī)內(nèi) 部不均勻受熱情況嚴(yán)重，內(nèi)部溫差大，產(chǎn)生過大的熱應(yīng)能，此外，蒸汽 33 壓力、轉(zhuǎn)子離心力等因素會(huì)產(chǎn)生

64、轉(zhuǎn)子機(jī)械應(yīng)力。轉(zhuǎn)子應(yīng)力實(shí)際上是熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力的疊加值。 由于啟動(dòng)過程中工況經(jīng)常變動(dòng)，所以對(duì)熱應(yīng)力的計(jì)算與控制尤為重要。高壓缸中調(diào)節(jié)級(jí)后汽室的氣壓、氣溫隨負(fù)荷的變化最大，中壓缸第一級(jí)處的情況與此類似，所以高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)和中壓缸第一級(jí)處的汽缸和轉(zhuǎn)子都是熱應(yīng)力較大的部位，同時(shí)，轉(zhuǎn)子還要承受巨大的離心力所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，因此，這些部位的應(yīng)力轉(zhuǎn)子引力往往是最大的。所以，在汽輪機(jī)啟停運(yùn)行過程中，只要監(jiān)視與控制住這兩個(gè)部位轉(zhuǎn)子應(yīng)力，其余部位也就不會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力超過允許值的情況。 由于轉(zhuǎn)子是高速旋轉(zhuǎn)的部件，它的內(nèi)部溫度無法直接測量，所以只能通過間接方法來求得轉(zhuǎn)子的內(nèi)部溫度，從而計(jì)算出轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)

65、力。間接方法有兩種：一是利用汽輪機(jī)傳熱數(shù)學(xué)模型來計(jì)算；二是運(yùn)用相似原理建立物理模型來計(jì)算。在計(jì)算出熱應(yīng)力值的基礎(chǔ)上，再考慮機(jī)械應(yīng)力的修正因素，便能得出總的轉(zhuǎn)子應(yīng)力值。 啟動(dòng)與停機(jī)過程中轉(zhuǎn)子應(yīng)力變化方向相反，每啟停一次，便構(gòu)成一次大幅度的應(yīng)力循環(huán)。同理，負(fù)荷每升降一次，也會(huì)形成一次一定幅度的應(yīng)力循環(huán)。經(jīng)過多次應(yīng)力循環(huán)后，汽輪機(jī)部件有可能產(chǎn)生疲勞裂紋，導(dǎo)致設(shè)備損壞。工程上用應(yīng)力循環(huán)次數(shù)來代表設(shè)備壽命，而循環(huán)次數(shù)與應(yīng)力大小關(guān)系很大，假如汽輪機(jī)設(shè)計(jì)壽命是一萬次應(yīng)力循環(huán)，當(dāng)設(shè)備使 34 用不當(dāng)，導(dǎo)致過大

66、的應(yīng)力時(shí)，則實(shí)際壽命就可能只有幾千次了。因此現(xiàn)代大型汽輪機(jī)普遍采用同時(shí)控制高、中壓轉(zhuǎn)子應(yīng)力以及應(yīng)力循環(huán)數(shù)來保證設(shè)備達(dá)到設(shè)計(jì)壽命。 通過控制汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速變化量及變化率、功率變化量及變化率，汽輪機(jī)中的蒸汽參數(shù)、流量的變化量以及變化率便得到間接控制，相應(yīng)地就控制住了轉(zhuǎn)子應(yīng)力水平。 通過數(shù)據(jù)檢測裝置， 采集汽輪機(jī)有關(guān)點(diǎn)的溫度參數(shù)， 按照專門的計(jì)算程序計(jì)算出高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子實(shí)際應(yīng)力，然后將它與許用應(yīng)力進(jìn)行 比較，得其差值，再將它轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速或功率目標(biāo)值和相應(yīng)的變化率，通過系統(tǒng)控制來改變機(jī)組轉(zhuǎn)速或功率，最終使轉(zhuǎn)子應(yīng)力水平控制在允許值范圍內(nèi)。 為了更好地滿足機(jī)組啟停安全， 縮短啟停時(shí)間， 本機(jī)組設(shè)置了汽輪機(jī)熱應(yīng)力監(jiān)控器，它是一套微處理機(jī)系統(tǒng)。它預(yù)先按照熱力學(xué)和熱彈性力學(xué)方程，編好程序，接受開關(guān)量和模擬量形式給出的如閥門位置、壓力、 溫度的數(shù)值等輸入信號(hào)，實(shí)時(shí)計(jì)算轉(zhuǎn)子應(yīng)力值。應(yīng)力控制原理如圖 8-21 所示。 35