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1、 密级：公司秘密N-32000型凝汽器说明书M700-068000ASM编制 校对 审核 标审 录入员 潘忠钦东方汽轮机有限公司DONGFANG TURBINE Co., Ltd.汽轮机监视保护系统说明书编 号D150D-000208ASM版本号A2010年6月编号D150D-000208ASM编制校对审核会签审定批准换版记录版本号日期换 版 说 明A2010年6月首次发布目 录序号章-节名 称页数备注10-1系统概述120-2轴系330-3油压真空540-4温度250-5辅机260-6ETS30-1 系统概述汽轮机电气监视保护系统图由轴系、油压真空、温度、辅机及ETS五部分组成。本系统说明将
2、介绍轴系部分测点的配置；阐述油压真空、温度、辅机部分中关系到汽轮机安全正常运行的各种信号以及各种电器、电机的控制逻辑；介绍汽轮机的危急遮断系统(ETS)。本系统说明中所涉及的各种信号设定值均需以汽轮机启动运行说明书中的规定值为准。本系统说明书可作为设计院作相关设计的依据。0-2 轴系1 概述汽轮发电机组轴系需要连续监测的参数有：转速、零转速、超速、高中压胀差、低压胀差、轴向位移、高压缸热膨胀、偏心、轴振、瓦振等。2 转速监测转速传感器共8只（Epro传感器5只），其中TSI用5只，DEH用3只（DEH自带）。2.1 转速及鉴相转速及鉴相各用一只传感器，对应于05000r/min的转速测量范围，
3、监测仪表有420mA的标准电流信号输出供用户使用。当转速从高速降至2r/min时，有零转速继电器接点信号输出，作为汽轮机自动盘车的启动信号。2.2 三取二的电超速保护电超速保护采用三只传感器，当机组转速n3300r/min且满足三取二的逻辑要求时，超速保护输出继电器接点，经ETS逻辑处理后，遮断汽轮机。3 位移监测3.1 高中压胀差采用一只传感器，监测器有420mA标准电流信号输出。当高压胀差4.2mm或-1.5mm时，报警继电器动作，输出报警信号；当高压胀差5.0mm或-2.5mm时，停机继电器动作，输出停机信号。3.2 低压胀差采用一只传感器，监测器有420mA标准电流信号输出。当低压胀差
4、8.0mm时，监测器驱动报警继电器动作，输出报警信号；当低压胀差8.5mm时，监测器驱动报警继电器动作，输出停机信号。3.3 轴向位移轴向位移监测采用两只传感器，对应于-2+2mm轴向位移测量范围，监测器有420mA标准电流信号输出。当轴向位移值0.8mm或-0.8mm时，报警继电器动作，输出报警信号；当两个轴向位移都1.0mm或-1.0mm时，危险继电器动作，输出接点信号至ETS，遮断汽轮机。3.4 偏心偏心测量采用一只传感器，对应于0100m的偏心测量范围，监测器有420mA的标准电流信号输出。当轴偏心大于原始值30m时，监测器驱动报警继电器动作，输出报警信号。3.5 热膨胀汽轮机前轴承箱
5、左右两侧，分别设一个汽缸膨胀监测通道，用以监测汽缸相对于汽机基础的膨胀。热膨胀监测采用二只国产35mm绝对膨胀传感器及两只配套的绝对膨胀监测器。对应于035mm的高中压汽缸膨胀测量范围，两监测器各有420mA的直流信号输出；当膨胀超越设定I值、II值时，两监测器中各有两只警告继电器动作，输出报警信号。4 振动4.1 轴振为了监测转子相对于轴承的径向振动，机组的1#5#支持轴承各设有水平（X向）、垂直（Y向）两个轴振监测通道，共12个通道。采用10只涡流传感器，对应于0400m的轴振测量范围，监测器的每个通道均有420mA的直流信号输出；任一通道的轴振0.125mm时，相应监测器通道中的警告报警
6、继电器动作，输出报警信号；任一通道的轴振0.2mm时，相应监测器通道的危险继电器动作，输出危险报警信号。4.2 瓦振为了监测轴承瓦相对于自由空间的绝对振动，机组1#5#轴承各设一个垂直方向的瓦振监测通道，共6个通道。采用6只涡流传感器。对应于0100m的瓦振测量范围，监测器的每个通道均有420mA的直流信号输出；任一通道的瓦振50m时，相应监测器中的报警继电器动作，输出报警信号。任一通道的瓦振80m时，相应监测器通道中的危险继电器动作，输出危险报警信号。5 机头转速表机头转速监测采用一只国产DF6101型磁阻式转速传感器（表自带）及一块国产智能瞬态数显转速表DF9011。该表具有两级超速报警、
7、零转速报警、快速转速显示、最高转速存贮及再现、自检与校验功能。两级超速与零转速报警均有继电器接点输出。6 电机侧转速表 同样采用国产DF9011型智能瞬态数显转速表及自带传感器。（注意：本节所提到的的各种报警、停机值最终应以该工程的汽轮机启动运行说明书的相关内容为准。）0-3 油压真空1 概述汽轮机电气监视保护系统中的油压真空部分包括了与油压、真空有关的各种信号的去向以及各种与油压信号有关的阀门、油泵、盘车装置的控制逻辑。2 排汽装置低真空、低润滑油压遮断器及抗燃油油源压力开关排汽装置低真空遮断器中装有四只压力控制器；低润滑油压遮断器中装有七只压力控制器。抗燃油油源上装有四只压力开关。2.1
8、排汽装置低真空遮断器输出信号当排汽装置真空低，P0.05MPa时，代号为PSA1的压力开关动作，输出报警信号；当排汽装置真空过低，P0.055MPa时，代号为PSA2PSA4的三只压力开关动作，将输出的信号送至ETS，三取二逻辑运算后输出停机信号。2.2 低润滑油压遮断器输出信号当润滑油路油压低至报警值时，代号为PSB1的压力开关动作，输出报警信号；代号为PSB2的压力开关也同时动作，输出信号用于自动启动交流润滑油泵。当润滑油路油压低至停机值（P 0.0392MPa）时，代号为PSB3的压力开关动作，输出信号用于自动启动直流事故油泵；代号为PSB4PSB6的三只压力开关也同时动作，将输出信号送
9、至ETS，三取二逻辑运算后输出停机信号。由于汽机停机经惰走后必然进入盘车状态，故若润滑油路油压继续下降，当低至停盘车设定值（P0.0294MPa）时，代号为PSB7的压力开关动作，输出信号用于停止盘车，同时报警。2.3 抗燃油油源压力开关当抗燃油路油压P11.20.2MPa时，代号为PS9的压力开关动作，输出报警信号并自动启动备用抗燃油主油泵；当抗燃油路油压P7.8MPa时，代号为PS6PS8的三只压力开关应动作，将输出信号送至ETS，三取二逻辑运算后输出停机信号。3 主油箱上油泵的控制逻辑汽轮机运行过程中所需的透平保安油是由与汽机同轴的主油泵直接供给的，润滑油则是由主油泵经射油器供给的。主油
10、箱上设置了二只油泵：交流润滑油泵用于机组启、停时，代替主油泵出口的射油器或在机组运行中润滑油路油压P0.049MPa时与主油泵出口的射油器并联，向机组轴承、盘车装置、顶轴装置供油；直流事故油泵在润滑油路油压P0.0392MPa时(此时机组已获停机信号)，与交流润滑油泵一起或当交流润滑油泵因故障停运时独立向机组的各轴承提供润滑油，使机组完成惰走进而实行盘车。3.1 交流润滑油泵控制逻辑3.1.1自动方式交流润滑油泵在DCS上的自动-手动控制方式按钮选择在“自动”位时，机组运行过程中，只要主油泵出口油压由正常值降至P1.8MPa或润滑油路油压跌至P0.049Mpa或汽机转速n2850r/min时，
11、交流润滑油泵自动启动。该泵自动启动后，除非其电动机出现电气故障，否则将持续运行，直至切至“手动”方式，才能用其在DCS上的停止按钮使其停止。3.1.2 手动方式该泵在DCS上的自动-手动控制方式按钮选择在“手动”位时，用其在DCS上的启动、停止按钮，可在任意时刻启、停该泵。这种方式也满足了该泵要定期试验的要求。3.1.3 信号DCS上设置了该泵自动方式、启动及停止的信号灯。当泵电动机出现电气故障时，有报警信号输出。3.2 直流事故油泵控制逻辑直流事故油泵是在汽轮机事故状态下投入的油泵。在DCS上它不设自动-手动控制方式选择钮，仅设置了主要用于试验的启动、停止按钮。另外，还设置该泵“启动”及“停
12、止”的信号灯。机组运行过程中，出现下列情况之一，直流事故油泵即自动启动：a) 润滑油路油压跌至设定值时，交流润滑油泵因其泵电机控制电源欠电压或其泵电机出现电气故障而没有自动启动；b) 润滑油路油压跌至设定值时。直流事故油泵电动机控制回路不应设任何保护，因它是汽机轴承润滑油的最后提供者，不应为了保护价值相对低的直流电机而烧损了汽机轴瓦。因此，当该泵电机出现电气故障时，仅供给报警信号。4 抗燃油泵控制逻辑每台机组设有两台抗燃油泵，正常工作时，一台运行，另一台备用。抗燃油泵为汽轮机的调节保安系统提供油动机的动力油及保安油。两台抗燃油泵可由机旁柜上的操作开关控制及DCS控制。4.1 抗燃油泵满足下列任
13、一条件时可启动泵：a) DCS给出联锁投入信号时，邮箱内油位正常；b) DCS给出联锁投入信号时，若1#抗燃油泵处于运行状态，抗燃油路油压P11.20.2MPa，2#抗燃油泵立即自动启动，反之亦然；c) DCS给出联锁投入信号时，若1#抗燃油泵处于停止状态，则2#抗燃油泵会立即自动启动，反之亦然；d) 就地控制开关打在“投入”位，按下相应“启动”按钮；e) 就地控制开关打在“投入”位，DCS给出相应启动信号。4.2 当下列任一条件满足时，将停泵：a) 抗燃油泵电动机过载保护动作；b) 抗燃油泵电动机断路器跳闸；c) 抗燃油箱液位开关检测到油位过低；d) 机旁控制开关打在“切除”位；e) DCS
14、相应开关或按钮打在“停止”位。4.3信号泵旁设置了两台泵的启动、停止的信号灯。5 盘车控制逻辑正常盘车前，润滑油路必须正常，盘车传动是这样的：电机经减速后带动摆轮，摆轮与转子上嵌套的大齿轮啮合（投入到位）、带动转子旋转。盘车启动要完成以下步骤：a) 电磁阀通电。这时经电磁阀引入的压力油先解除回转油缸联锁，再使回转油缸带着摆轮靠向转子上的大齿轮；b) 电机启动，摆轮与转子上大齿轮啮合（投入到位），电机将持续运转。5.1 自动方式自动盘车用于停机过程。当盘车装置在DCS上的自动-手动控制方按钮选择在“自动”位时，如润滑油路及顶轴油路油压正常，当汽机由额定转速降至零转速时（n2r/min时，由TSI
15、给出接点信号），将自动完成上述a、b二个步骤：首先电磁阀通电，30秒后盘车电机启动，延时的目的是保证摆轮有足够的时间靠向大齿轮。如盘车装置投入到位（此时，电磁阀断电），盘车电机将持续运转。盘车电机运行过程中，如润滑油路油压过低或盘车电机出现电气故障时，电机将自动停止。5.2 手动方式当盘车装置在DCS上的自动-手动控制方式按钮选择在“手动”位时，如润滑油路及顶轴油路油压正常，则可用DCS上的启动、停止按钮按需要启、停盘车。手动方式分两种：一种是用DCS上的“盘车启动”的按钮信号代替零转速信号，另一种是“投入”与“电机启动”分别由按钮完成。采用后一种方式时，按下“投入”按钮，电磁阀将通电，直至“
16、投入到位”后或按了“停止”钮才断电。再按下“电机启动”，若顶轴油路油压正常，30秒后电机才启动，后续状况如5.1中相应部分所述。为了在事故状态，如顶轴油压不正常的情况下，仍能盘车，特设置了电机紧急启动按钮。此外，为了操作方便，需设置就地操作，包括“盘车启动”、“投入”、“停止”、“电机启动”、“电机紧急启动”、“甩开”按钮及信号灯。DCS上的“停止”按钮，不论是自动还是手动方式按下均有效。如要终止盘车，先按“停止”按钮。待盘车电机降速后再按“甩开”按钮，使盘车电机反转，甩开摆轮，让盘车装置回到甩开位。如盘车过程中直接按“甩开”按钮将无效。汽机由盘车状态冲转，当转速达到一定值时，摆轮将受大齿轮增
17、大了的离心力的作用而自动甩开，摆轮处于甩开位置时，盘车电机自动停止。5.3 信号DCS上设有自动方式、盘车装置投入到位、盘车装置在甩开位以及“盘车”信号灯。当盘车电机出现电气故障时，有报警信号输出。6 主油箱及抗燃油供油装置油箱油位信号主油箱上有一只油位计。油位计上有两只可设定位置的上、下限报警微动开关，另有一只液位信号远传发送器。使用汽机厂配供的电源箱，可获得满量程420mA的直流输出。同时油箱油位三个液位开关，用作三取二油箱油位低停机。抗燃油供油装置上设有可反映油箱油位过低、油位低、油位高的油位开关，另外还配备了一只420mA直流信号输出的油压变送器。上述各种油位信号均需送往DCS、抗燃油
18、箱油位过低及油压变送器还需接入DEH。主油箱油位计检测到的油位低信号还用作主油箱加热器加热停止。抗燃油供油装置油箱油位过低的信号还用作1#及2#抗燃油泵的联锁。0-4 温度1 概述汽轮机电气监视保护系统的温度部分包括为保证汽轮机本体及相关辅助装置正常启动、运行而采取的各种与温度相关的措施以及汽机厂所提供的各种温度测点。排烟风机电动机应具有事故电源。（请参阅随机所供资料）2 主油箱排烟风机电动机的控制逻辑主油箱上设有排烟风机。在就地仪表控制柜上设置了排烟风机的启动、停止按钮；同时有远传DCS信号，也可在远方完成排烟风机的启、停操作。就地设置有风机的运行信号灯；风机电动机电气故障时，将有报警信号输
19、出至DCS。3 主油箱加热器的控制逻辑主油箱上配置了六支电加热器。使用时分成两组：每组三支，每只额定电压220V，星形连接在三相380V电路中。DCS上应为每组加热器设置启动、停止按钮；就地仪表控制柜上设置有加热器运行、润滑油温度高指示、润滑油箱液位低指示信号灯，同时有报警信号输出至DCS。同组的三支加热器中，有一支通电，“通电”信号灯即亮；三支均断电，“断电”信号灯才亮。加热器投入的条件是：主油箱中的油位正常（不低）、任一润滑油泵已在运行、油箱油温低时。为了避免因加热器表面温度过高而破坏透平油质，每支加热器的表面设有热电阻。当加热器表面温度140时，加热中止。另外，当油箱中的油温35或加热器
20、出现电气故障（如保护开关因过载、短路跳闸）时，加热终止。4 抗燃油循环油泵的控制供油装置上设置的两台互为备用的循环泵。当对抗燃油油箱中的油进行加热或冷却或对油箱中的油进行再生处理时需开启本泵。就地与DCS上需分别设置本泵的启动、停止操作开关，用于手动控制。当油箱中油温低、加热器通电前，必须先启动本泵。油泵运行过程中，其电动机出现电气故障时，泵电机将自动停止运行。就地设置了本泵启动及停止的信号灯，DCS上也应设置本泵启动、过载的信号。5 抗燃油箱加热器的控制逻辑在抗燃油箱油位正常以及抗燃油循环油泵已投运的前提下，电加热器才可投用。电加热器使用时，两支加热器串联后接在380V电路中。就地与DCS上
21、应分别设置了加热启动、停止按钮及加热器通电的信号灯。（注意：本节所提到的的各种定值最终应以该工程的汽轮机启动运行说明书的相关内容为准。）0-5 辅机1 概述汽轮机电气监视保护系统的辅机部分包括汽轮机本体疏水系统、抽汽止回阀气动系统、汽轮机汽封系统中各气动阀、电动阀、电磁阀及其它电动机的控制逻辑。2 汽轮机本体疏水系统中气动阀的控制逻辑汽轮机启动、停止、低负荷或在异常情况下，需经疏水气动阀排除汽机本体及管道内的凝结水，以防汽缸进水，引起转子弯曲、部件损坏。汽轮机本体疏水系统中的疏水气动阀共有15只。2.1 各气动阀的自动控制方式当某疏水阀在DCS上的自动-手动控制方式选择按钮在“自动”位时，该疏
22、水阀门的启闭即处于自动控制下。自动方式下，当发电机油开关由合至断，即油开关跳闸时阀门就开启。自动方式下，当发电机负荷升至25%额定负荷时，由DEH给出信号，关闭高压段、中压段、低压段的疏水阀门；当发电机负荷降至25%额定负荷时，由DEH给出信号，依次开启低压段、中压段、高压段的疏水阀门。2.2 各气动阀的手动控制方式当某疏水阀在DCS上的自动-手动控制方式选择按钮在“手动”位时，该疏水阀即处于手动控制下。此时，操作DCS上该阀门的开启或关闭按钮，该疏水阀门即开启或关闭。3 抽汽止回阀气动系统中止回阀的控制逻辑汽轮机各抽汽口设置抽汽止回阀的作用是防止甩负荷时汽缸内压力下降造成抽汽管及各加热器内蒸
23、汽倒入汽缸而引起超速。3.1 各止回阀控制逻辑中的相同点：a） DCS上设有一只自动-手动控制方式的选择按钮、一只开启按钮、一只关闭按钮；b） 止回阀处于“自动”方式时，DCS上有相应信号灯指示。此外，DCS上还有各抽汽止回阀处于关闭状态的信号灯指示。信号灯受止回阀上相应的限位开关控制。3.2 各抽汽止回阀的自动控制方式当某抽汽止回阀在DCS上的自动-手动控制方式选择按钮在“自动”位时，该抽汽止回阀的启闭即处于自动控制下。3.2.1 去各加热器的抽汽止回阀的自动控制方式去各加热器的抽汽止回阀的具体数量请参阅相应的辅机系统图。a) 去用户汽前气动快关阀；b) 去用户汽前气动逆止阀；3.2.2 上
24、述的抽汽止回阀，凡同时满足下列条件者将自动开启；a) 其对应的加热器投入；b) 其对应的加热器水位正常；c) 发电机油开关没由合至断（即油开关已合闸）；d) 主汽阀已开启。3.2.3 上述的抽汽止回阀满足下列条件之一，即自动关闭：a) ETS接受到各种电气遮断信号；b) ETS发出了主汽阀已全关的信号；c) 其对应的加热器水位高；d) 其对应的加热器被切除；e) 发电机油开关跳闸（由合至断）。3.3 各止回阀的手动控制方式当某止回阀在DCS上的控制方式选择按钮在“手动”位时，该止回阀的启、闭即处于手动控制下。此时，操作DCS上该止回阀的开启或关闭按钮，该止回阀即开启或关闭。4 汽轮机汽封系统中
25、各阀的控制逻辑汽轮机自密封系统中共4只气动调节阀。气动调节阀控制的具体要求参见供货商随机提供的图样资料。0-6 ETS1 概述ETS即汽轮机危急遮断系统（Emergency Trip System）。当汽机故障以及发电机跳闸、锅炉主燃料跳闸时，它能自动启动关断回路快速关闭进汽阀（各主汽阀、调节阀）。本ETS由机械-液压、电气-液压二种方式构成。即故障的检测可采用机械、电气二种方式，但进汽阀的关闭最终总有赖于液压调节保安系统。2 机械液压式危急遮断危急遮断器是机械式的超速故障检测器。当汽机的转速n3300r/min时，在离心力作用下有飞环飞出，使危急遮断装置掉闸。危急遮断装置牵动遮断隔离阀组中的
26、遮断阀换向，卸掉高压安全油；高压安全油泄压后经一单向阀使超速限制安全油也泄压从而使汽机高、中压主汽阀及调节阀油动机的卸荷阀上的控制油压消失、各卸荷阀开启，从而使各汽阀油动机快速关闭。主汽阀全关后将给出限位开关信号，经电气控制回路使各止回阀关闭。3 电气液压式危急遮断它采用电气方式来检测汽机的各种故障以及发电机跳闸、锅炉主燃料跳闸等故障，再将电气遮断信号同时作用到机械遮断电磁铁（3YV）、高压遮断电磁阀（58YV）、超速限制电磁阀（27YV、28YV）以及各汽阀油动机各自的遮断电磁阀（914YV；17YV20YV）上。电气遮断信号作用到机械遮断电磁铁（3YV）上，使3YV通电，电磁铁牵动停机机构
27、使危急遮断装置掉闸。后续动作如第“2”中相应部分所述。电气遮断信号作用到高压集成块遮断电磁阀（58YV）上，使各电磁阀断电，卸掉了高压安全油压。后续动作如第“2”中相应部分所述。电气遮断信号作用到超速限制电磁阀（27YV、28YV）及各调节阀遮断电磁阀（912YV；17YV；18YV）上，使各电磁阀通电，卸掉各调节阀油动机卸荷阀上的控制油压，使高、中压调节阀的卸荷阀上开启，最终使各调节阀关闭。4 各种电气遮断信号本机组汽轮机ETS电气遮断信号如下：1) 超速：当汽机转速升至3300r/min及以上时，TSI中超速监视通道各自的超速继电器动作，输出接点在ETS中进行三取二处理后给出遮断信号；2)
28、 锅炉主燃料跳闸、发电机跳闸：这两信号都应使汽机遮断。前者信号由锅炉厂提供，后者信号由电机厂提供；3) 抗燃油母管压低：当抗燃油路油压P7.8MPa时，抗燃油油源上代号为PS1PS3的三只压力开关复位，三个闭合的常闭接点在ETS中进行三取二处理后给出遮断信号；4) 润滑油压低：当润滑油路油压P0.0392MPa （如前所述，压力开关的设定值为P0.1192MPa）时，低润滑油压遮断装置中代号为PSA6PSA8的三只压力开关复位，三个闭合的常闭接点在ETS中进行三取二处理后给出遮断信号；5) 排汽压力过低：当排汽压力P0.055MPa时，凝汽器低真空遮断器中的三个代号为PSB2PSB4的真空开关
29、动作，在ETS中进行三取二处理后给出遮断信号；6) 主控室手动停机按钮；7) 轴向位移过大：当机组的轴相对推力轴承的位移增大时（1.2mm或-1.65mm），TSI中的轴向位移监测器完成“三取二”逻辑处理后给出遮断信号；8) DEH跳闸：它是一个包括DEH的220V DC电源故障、DEH软件处理后（它又包括DEH监测到汽机超速、DEH转速信号故障或超速保护主机板故障等）输出停机开关量的综合的电气危急遮断信号；9) 轴振动大：1#4轴承中，任一轴承的X或Y方向轴振过大，TSI都将输出一个接点至ETS遮断汽机；10) 轴瓦温度高停机：该信号由DCS处理后提供。11) 胀差过大：当汽机的胀差超限时,TSI输出胀差过大的一个接点至ETS遮断汽机；12) 润滑油箱油位过低；13) 发电机冷却水断水；14) 透平压比低于极限值；
