上海汽轮机厂苏丹汽轮机调节保安系统说明书Word下载.docx

1、 RATIFIED BY: 批 准：目 次前言一 供油系统二 液压调节保安系统三 机组启动前的调整和试验四 机组启动时的调整和试验五 主要液压部套的工作原理和结构六 附图附件一 系统的油冲洗附件二 使用及维护说明前 言1 N55-8.83型汽轮机采用数字电液调节系统，电调装置（DEH）的说明有专用的文件叙述，因此本说明书仅叙述与该电调装置相配的主汽门油动机、高压调门油动机及液压保安部套等的结构、工作原理，供电厂设计、调试和运行编制技术文件时参考。2 本说明书中的压力单位MPa均为表压。机组的供油系统由四台油泵组成，它们是： 由汽机主轴直接驱动的主油泵； 由交流电动机驱动的高压交流油泵； 由交流

2、电动机驱动的交流润滑油泵； 由直流电动机驱动的直流润滑油泵。机组正常运行时，仅由汽机主轴直接带动的主油泵提供油源（额定转速3000r/min时，油泵压增1.08MPa，流量270m3/h），供润滑系统和调节保安系统各部套用油。供油分配情况汇总如下：1.1 向两级并联的注油器提供压力油，两级注油器出口分别向主油泵进口和润滑系统提供油源。1.2 进入危急遮断及复位装置，产生安全油以及就地手动复位时产生复位油，控制保安部套复位。1.3 向复位电磁阀提供压力油，电磁阀动作时，产生复位油，控制保安部套复位。1.4 向喷油试验装置提供压力油，试验时使危急遮断器充油动作。1.5 作为主汽门油动机以及高压调门

3、油动机的动力油，控制油缸活塞移动。1.6 作为油源，向主汽门电液转换器提供压力油，产生控制主汽门油动机控制油压。1.7 作为油源，向二通道伺服控制器提供压力油，产生控制高压油动机的控制油压以及控制高压油动机快关的OPC油压。在机组静态试验和机组启动、停机过程中，则开启高压交流电动泵向系统供油。正常运行时，若压力油母管压力低于0.883MPa时，高压交流电动泵通过连锁回路自动启动，以维持系统的正常工作。作为润滑油系统的备用，交流电动润滑油泵在机组润滑油压低于0.055MPa时，自动启动。直流电动润滑油泵在机组润滑油压低于0.04MPa时，自动启动。二 液压调节保安系统：液压调节保安系统的原理参见

4、C164.00.07（1）调节保安系统油路图，它分成液压调节系统和液压保安系统两部分。前者作为电液调节系统的信号转换和执行机构，将电调装置输出的电信号转换为油压信号，用以控制驱动主汽门及调门的油动机，从而改变汽轮机进汽流量，实现对汽轮机转速及负荷的控制。后者是汽轮机危急遮断系统（ETS）的液压部分，与ETS控制柜配合使用，用以在汽轮机发生危急情况时紧急停机。2.1 液压调节系统：液压调节系统包括主汽门电液转换器和主汽门油动机以及二通道伺服控制器和高压调门油动机。电调装置（DEH）输出三路电信号，分别控制主汽门电液转换器和二通道伺服控制器，并将其转换成相应的油压作为相应油动机的驱动信号。主汽门控

5、制以其油动机的行程作为反馈信号，由此组成阀位伺服控制回路。当电调装置的阀位指令输出信号，要求主汽门开度改变时，主汽门电液转换器的输出油压将随着电调装置输出电信号的变化而变化，因而主汽门油动机也将发生相应的开度变化。这一开度变化由主汽门油动机行程传感器转换为电信号，反馈回电调装置，以抵消电调装置输出的电信号，直至稳定。因此每一个电调装置输出，必将对应一个主汽门开度。控制高压调门油动机的二通道伺服控制器采用进口的直动式伺服阀，与电调装置中的伺服卡、油动机以及油动机位移传感器（LVDT）构成电液伺服油动机。DEH输出的阀位指令信号与由位移传感器转换的油动机开度信号，在伺服卡上进行比较，其偏差信号经放

6、大后控制直动式伺服阀，并通过错油门驱动油动机活塞，使油动机开度稳定在DEH阀位指令要求的相应位置上。控制主汽门的油动机及控制调门的油动机还受保安系统的影响，当保安系统安全（AST油）油压卸压时，主汽门和调门都将快速关闭。主汽门油动机这一功能在主汽门电液转换器中实现，调门油动机这一功能由二通道伺服控制器带有的插入式液控卸荷阀（或称为插装阀）实现。实现这一功能的原理是相同的，即随着安全油压的卸压，控制油动机的控制油压将降到最低。所不同的是：主汽门油动机用AST油压控制，调门油动机用OPC油压控制，当AST或OPC油压卸压时，相应阀门将会快速关闭。AST电磁阀控制AST油路卸压，OPC电磁阀控制OP

7、C油路卸压。本系统有2个停机磁力断路油门作为AST电磁阀，它们与2个OPC电磁阀一样，都采用并联连接，2个电磁阀中只要有一个动作就可使相应的油压卸压，从而控制相应的阀门快速关闭。被控的AST油或安全油与OPC油路之间设有逆止阀，在AST油路卸压时，通过逆止阀可同时使OPC卸压。而在OPC油路卸压时，由于逆止阀的作用，并不会引起AST卸压。因此，AST电磁阀动作时，将会引起所有阀门的快关，而OPC电磁阀动作时仅使高压油动机快关。OPC电磁阀由电调装置送出的OPC信号控制动作，OPC信号是电调装置的超速保护控制信号，在汽轮发电机主开关与电网脱开，汽机甩负荷，或汽机超速103%时，瞬时快关调门，避免

8、汽机发生过大的超速。检测AST油压有3个压力开关，当AST油压卸压时压力开关动作，信号送到DEH控制器，作为判断汽轮机是否停机的状态量。2.2 液压保安系统当机组在运行中出现非正常情况时，保安系统应能使机组快速停机，以确保机组的安全。机组的保安系统由液压保安部套（危急遮断器、危急遮断油门、危急遮断及复位装置、停机磁力断路油门等）、汽轮机监测仪表（TSI）以及危急遮断控制柜（ETS）等组成。 整个液压保安系统以安全油（AST油）为主体，液压保安部套都控制着安全油的泄放和卸压，而安全油卸压又能使主汽门和调门油动机快速关闭，切断汽机进汽，强迫紧急停机。正常运行时的安全油压约为1.0-1.1MPa，停

9、机遮断时的安全油压将卸压到小于0.1MPa。已经停用的汽机，只有重新建立安全油压，才能开启主汽门、调节汽阀，使汽机再次投入运行。重新建立安全油压的过程称为复位或复置，可控制安装在前轴承座侧的复位电磁阀通电动作或在前轴承座处拉出“危急遮断及复位装置”的复位手柄，即可产生复位油压，使遮断后的液压保安部套（危急遮断油门或危急遮断及复位装置）复位，建立正常的安全油压。危急遮断油门、停机电磁阀、危急遮断及复位装置分别控制着安全油的卸油口，任何一个部套动作均能使安全油卸压，引起机组停机。在机组超速110112%时，飞环式危急遮断器击出，能使危急遮断油门拉钩脱扣动作，油门活塞上移，打开安全油泄油口，安全油卸

10、压。在汽机现场，前轴承座前手拍“危急遮断及复位装置”的遮断手柄，打开安全油泄油口，安全油卸压。控制安全油的停机电磁阀动作，油门活塞下移，打开安全油泄油口，同样使安全油卸压。在安全油卸压的同时，“危急遮断及复位装置”中的辅助活塞在弹簧力作用下，切断安全油源并将辅助活塞保持在这一位置上。只有复位油才能将辅助活塞离开这一遮断位置，重新向安全油路提供安全油油源。实际上，停机电磁阀的动作是由危急遮断控制柜（ETS）控制的，当ETS监视的参数出现超限情况时，ETS控制柜将送出动作停机电磁阀的信号。2.3 ETS控制柜： ETS控制柜完成汽机保安系统的复置以及紧急停机功能。ETS控制柜以开关量输出方式，控制

11、一个复位电磁阀及两个停机电磁阀。 当复位电磁阀动作时，由此产生的复位油将危急遮断油门以及“危急遮断及复位装置”中的辅助油门活塞复位，恢复保安系统的安全油供油油源，建立安全油，使其达到正常的1.0-1.1MPa压力。 当ETS控制柜送出信号，动作停机电磁阀时，两个停机电磁阀将同时动作，打开安全油的泄油口，使安全油卸压到小于0.1MPa，快速关闭主汽门及调门油动机，实现紧急停机。 ETS控制柜连续监视8个停机项目，8个停机项目以“或门”逻辑组合，只要其中一个超限，即能送出动作停机电磁阀的信号。这8个停机信号是： 汽机超速110% 轴向位移超过1.2mm 润滑油压低于0.02MPa 凝汽器真空低于-

12、0.0713MPa 转子与汽缸的差胀超过4mm，1.5mm 轴振动超过0.25mm，并持续5秒钟 轴承振动超过0.08mm，并持续5秒钟 汽机本体以外的停机要求 其中，轴向位移、转子与汽缸的差胀、轴振动、轴承振动的信号由汽轮机监测仪表（TSI）提供；润滑油压和凝汽器真空信号由随机提供的压力开关提供；汽机超速信号由ETS内部的转速继电器提供；汽机本体以外的停机要求是ETS的外部控制信号，由电厂设计并提供。2.3.1 汽机超速保护：电气超速保护作为ETS控制柜的一个功能，接受汽机现场三个磁阻发送器送来的频率信号。该频率信号与汽轮机转速成正比，是它的60倍率，在ETS控制柜内转化为开关信号并设定在汽

13、机转速的110%动作。这三个超速保护开关信号以三选二的逻辑组合，以提高其动作可靠性。所谓三选二逻辑，就是三个信号中只要有二个以上动作，认为动作正确；如只有一个信号动作，认为动作无效。ETS控制柜的超速保护功能可以人为切除，以便作机械危急遮断器的超速试验。2.3.2 转子轴向位移保护：ETS控制柜接受TSI的轴向位移到达1.2mm动作的接点信号。2.3.3 润滑油压保护： ETS控制柜接受汽机现场三个润滑油压力开关动作的接点信号。当润滑油压力降低到0.02MPa时，压力开关动作。三个动作信号在ETS中以三选二逻辑组合以提高其动作停机的可靠性。2.3.4 凝汽器真空保护：ETS控制柜接受汽机现场三

14、个凝汽器真空开关动作的接点信号。当凝汽器真空降低到-0.0713MPa时，真空开关动作。2.3.5 转子与汽缸的差胀保护：ETS控制柜接受TSI的差胀到达4mm，1.5mm动作的接点信号。2.3.6 汽机轴承振动保护：ETS控制柜接受TSI的轴承振动到达0.08mm动作的接点信号。轴承振动的停机信号采用延时的输出方式，即轴承振动在设定的延时时间内均存在超限，ETS才发出停机信号，使汽机停机，从而将瞬时出现的振动超限，排除在停机动作之外。轴承振动停机信号的延时设定为5秒。2.3.7 汽机轴振动保护：ETS控制柜接受TSI的轴振动到达0.254mm动作的接点信号。轴振动的停机信号采用延时的输出方式

15、，即轴振动在设定的延时时间内均存在超限，ETS才发出停机信号，使汽机停机，从而将瞬时出现的振动超限，排除在停机动作之外。轴振动停机信号的延时设定为5秒。2.3.8 外部控制保护：ETS控制柜留有6个外控停机接口，可连接上述必要的监视参数以外的监视项目。任一个外控停机信号接点闭合都能使ETS控制柜输出，使停机电磁阀通电动作。机组在新安装或检修后启动前，液压调节保安部套必须做静态调整和试验。3.1 调试前的准备1）透平油系统油冲洗合格，透平油清洁度符合电厂油指标（伺服阀对油质的要求为NAS6级或NAS6级以上）。2）拆下所有部套上的冲洗板，恢复原部套。3）所有的电气接线完毕。4）. 启动高压交流电

16、动油泵调整压力到1.10-1.13MPa左右。5）. 用“危急遮断及复位装置”或复位电磁阀进行复位，建立安全油压，安全油压应能达到1.0-1.1MPa以上，并且油温在4555范围。3.2 主汽门电液转换器的调试3.2.1 首先调整电液转换器的初始油压，当电液转换器力矩马达的电流I0时，先将力矩马达的顶杆与杠杆组件松开。调整弹簧上部的螺杆，使电液转换器输出油压Pe0.05MPa，然后调整力矩马达上的顶杆，压紧杠杆组件，使Pe上升到0.09MPa。3.2.2 使控制电流I从0起升高，记录Pe为0.1MPa，0.22MPa，0.29MPa时的电流值，最终将Pe固定在0.1MPa。3.3 主汽门油动机

17、的调试3.3.1主汽门油动机调试应与主汽门电液转换器一起进行。3.3.2将电液转换器输出油压固定在0.2MPa，调整主汽门油动机拉弹簧，使主汽门油动机行程M0=50mm。3.3.3记录油压在0.1至0.3MPa之间变化时，记录主汽门油动机相应的行程。注意Mo=0mm时，油压约为0.105MPa，Mo=200mm时，油压约为0.295MPa。3.3.4与DEH的联动试验应与DEH内部的伺服卡一起进行，此时应先将主汽门油动机的位移传感器的机械零位调整好。在主汽门油动机行程为0时，调整位移传感器的芯杆，使其零位刻度线与位移传感器线圈上端部对齐，此时调整伺服卡的LVDT调零电位器，使位移信号为0V。3

18、.3.5在DEH主汽门阀位指令输出为100%时，调整伺服卡的输出满度电位器，使主汽门油动机全开，然后调整伺服卡的LVDT满度电位器，使位移信号为10V。3.3.6最后，复核DEH主汽门阀位指令输出为0-100%时，主汽门油动机对应的开度为0-200mm，并可微调伺服卡的输出满度及调零电位器，使其满足要求。与此同时，可调整阀位满度及调零电位器，在油动机0-200mm范围内，阀位输出为4-20mA。3.4 二通道伺服控制器和高压油动机的调试3.4.1二通道伺服控制器上的二个直动式电液伺服阀可控制相应的油动机。以其中一个为例， 当直动式伺服阀的电流I0时，调节相应的可调节流阀，高压油动机应能平稳动作

19、，最后使高压油动机处于将动未动状态，压力表上的控制油压力约在0.5MPa左右，然后锁紧可调节流阀。3.4.2在调整可调节流阀的同时，应先将高压油动机的位移传感器的机械零位调整好。在高压油动机行程为0时，调整位移传感器的芯杆，使其零位刻度线与位移传感器线圈上端部对齐，此时调整伺服卡的LVDT调零电位器，使位移信号为0V。在高压油动机全开时，调整伺服卡的LVDT满度电位器，使位移信号为10V。3.4.3与此同时调整阀位满度及调零电位器，在油动机全关到全开时，阀位指示输出为4-20mA。3.4.4最后，复核DEH调门阀位指令输出为0-100%时，高压油动机对应的开度为0-130mm。 经上述调整后，

20、液压调节系统已具备启动冲转的条件。 机组启动到3000转/分时，可进行如下的调整和试验4.1 OPC电磁阀试验4.1.1 OPC电磁阀动作试验 当汽机升速到3000转/分，发电机尚未与电网并列时，在DEH控制主画面上，将OPC功能开关置于试验位置，此时OPC电磁阀将通电动作，快速关闭左右高压调门油动机；在OPC功能开关返回正常位置时，OPC电磁阀将失电，高压油动机再度开启，维持3000转/分运行。4.1.2 OPC电磁阀超速试验 控制机组升速至3090r/min，此时DEH装置将送出OPC控制信号，使OPC电磁阀通电动作，快速关闭高压油动机；在转速小于3090转/分时，高压油动机将再度开启。4

21、.2危急遮断器试验4.2.1 ETS控制柜的电气超速保护功能试验 在DEH控制主画面上，将OPC功能开关置于禁止位置，然后控制机组升速至3300r/min，ETS控制柜将送出超速动作信号，使停机电磁阀通电动作，快速关闭主汽门及调门。4.2.2 机械危急遮断器超速试验 在ETS控制柜内切除电气超速保护功能，然后控制机组升速，使转速慢慢接近3330转/分，测定危急遮断器动作转速，应为333030r/min，连续试验两次，动作转速相差不超过0.6%。在危急遮断器击出，危急遮断油门动作时，安全油卸压，主汽门调门关闭，机组停机。待机组转速降至3000r/min，出击的危急遮断器飞环返回，才允许控制危急遮

22、断油门复位。4.2.3 机械危急遮断器喷油试验机组空负荷运行，转速在3000r/min时，进行喷油试验。将喷油试验装置的手轮转到“试验”位置，高压油喷入危急遮断器飞环油囊中，危急遮断器飞环击出，危急遮断油门动作，机组停机。然后将喷油试验装置手轮转到“正常”位置。5.1 主汽门油动机及其电液转换器5.1.1 主汽门油动机（GA170.33.42）主汽门油动机主要由拉弹簧（1）、继动器活塞（2）、错油门（3）、错油门套筒（4）、压弹簧（5）、反馈连杆（6）、反馈斜板（7）及油动机活塞（8）等组成。继动器活塞（2）上部作用有电液转换器输出的控制油，在稳定工况下，此油压与继动器上部拉弹簧（1）的拉力相

23、平衡。继动器活塞的下端伸入错油门（3）中心内孔，继动器伸入端上开有四个小孔，将错油门上部油室与排油接通。错油门上的小孔，将压力油引入错油门上部油室，并在错油门上部建立起一定的油压力，该油压与错油门下部的压弹簧（5）紧力相平衡，稳定工况下，错油门和错油门套筒（4）之间的相对位置，关闭了通往油动机活塞（8）下部腔室的油口。当继动器活塞在电液转换器的控制下移动时，例如向下移动，继动器活塞的伸入端的四个排油小孔被关小，使错油门上部油压升高，克服弹簧紧力后，使错油门跟随继动器活塞下移，从而使错油门与套筒相对位置错开，打开了通往油动机活塞下部的压力油口，油动机活塞上移，并驱动主汽门使其开启，与此同时反馈斜

24、板（7）通过反馈连杆（6），使错油门套筒下移，原先错开的错油门与套筒的相对位置，再度恢复，油动机活塞下部的压力油油口再次关闭，使油动机活塞停留在新的平衡位置。若继动器活塞向上移动，动作过程与上述相反。继动器上部的拉弹簧可以调整有效圈数来改变弹簧刚度，从而可以调整行程范围。而油动机起始动作点可通过调整拉弹簧的预紧力来达到。电液转换器的切断阀下部接入安全油压，当安全油卸压时，电液转换器输出到继动器活塞上部腔室的油路被切断，此时继动器活塞在拉弹簧（1）的作用下，快速上移，油动机活塞将迅速关下主汽门。电液转换器及其切断阀组成一体，用螺钉固定在油动机侧面。5.1.2 电液转换器（B151.32.15（5

25、） 电液转换器主要由节流孔1，力矩马达5，杠杆2，顶杆4，调整杆6，弹簧7，碟阀8，阻尼块9等组成。当力矩马达有电流流过时，产生力矩，通过顶杆4作用于杠杆2上。杠杆2是一个力平衡体，力矩马达作用力的改变，将改变控制碟阀8的排油间隙，从而使电液转换器的输出油压改变。该输出油压通过电液转换器壳体上的内部通道，引入切断阀。当安全油建立压力时，切断阀内的活塞11在油压力的作用下，克服上部平衡弹簧10的紧力向上移动至极限位置，此时电液转换器输出油与继动器活塞上部腔室相通。当安全油卸压时，活塞11在弹簧10的作用下，移向下极限位置。此时继动器活塞上部腔室与回油接通，油动机将迅速关闭。5.2高压油动机（C1

26、64.33.21（1）G01）高压油动机也称高压调门油动机，汽机左右两侧各设置一个，分别驱动2#，4#及3#，1#调门。高压油动机由错油门组件（1）、活塞杆（2）和活塞（3）等组成。错油门组件（1）控制着五个油室：上、下二端为压力油油室，第二、第四油室分别与油动机活塞（3）的上部和下部腔室连通，中间油室为油动机的排油口。错油门套筒上有控制油口，将压力油引入错油门顶部油室A，并在错油门顶部建立起一定的油压力，该油压产生的力与错油门底部油室B内的压力油产生的力相平衡，稳定工况下，错油门和错油门套筒之间的相对位置关闭了通往油动机活塞（3）的油口，油动机停在一个稳定的位置。油室A的工作面积是油室B工作

27、面积的两倍，油室B通压力油，压力为1.1MPa，平衡状态下油室A的压力约为0.5MPa左右。油室A通过油管路与二通道伺服控制器相通。当DEH送来的阀位指令与油动机活塞杆（2）上的LVDT产生的位移信号比较时，若两者出现偏差，则经伺服卡，改变其输出至直动式伺服阀的信号，伺服阀的控制油口被打开，使控制油偏离正常工作油压（约0.5MPa），从而使油动机错油门在力平衡变化下离开中间位置，油动机活塞杆开始移动，这一过程，一直进行到LVDT产生的位移信号与DEH阀位指令相同为止。此时，油室A的控制油将返回到正常工作油压，油动机的错油门也回到中间位置。5.3二通道伺服阀控制器（HY-SFK2.01）二通道伺

28、服阀控制器装在前轴承座左侧（从汽轮机向发电机看），由控制块（4）、两个直动式伺服阀（2）、两个插装阀（1）、两个OPC电磁阀（3）和逆止阀（5）等组成。控制块（4）提供了油路的内部通道，直动式伺服阀（2）控制着控制油与压力油和回油的通路，调节可调节流孔可以整定高压油动机控制油的初始值。OPC油由压力油经节流小孔形成，安全油（AST）与OPC油路之间设有逆止阀（5）。两个OPC电磁阀（3）控制OPC油的卸压，当快关油动机的OPC失压时，插装阀（1）打开，直动式伺服阀的控制油腔室与回油腔室接通，控制油压降低，将使油动机迅速关闭调节阀。二通道伺服阀控制器的回油直接进入前轴承座。5.4 滤油器（C16

29、4.74.04.01（1）G01）滤油器的作用是将供油系统来的压力油进行过滤，供给电液转换器和二通道伺服控制器用油。滤油器采用双桶结构，可在线更换滤芯。滤芯精度为50并带有旁通阀，旁通阀开启压力为0.5MPa。滤油器还配有压差报警装置，当滤芯堵塞，压差大于0.35MPa时发出报警信号，指示需更换滤芯。图为双桶滤油器外形图，投用备用滤芯时需先打开压力平衡阀（2），待油充满备用腔后，转动换向阀（3）手柄，切换至备用滤芯，这时，备用滤芯开始工作，原工作腔关闭。再将压力平衡阀关闭，即可更换受污滤芯。换向阀手柄末端靠向哪一侧就是那一侧在工作。5.5 危急遮断器（F170.31.01G01） 危急遮断器是

30、机械式超速保护装置，由飞环（1）、调整螺母（2）、弹簧（3）等组成。在汽轮机主轴前端的短轴上装有一只飞环油囊式的危急遮断器，短轴与汽轮机的主轴用螺钉刚性连接在一起。主轴旋转时，危急遮断器籍助于飞环（1）的偏心，在旋转时产生的离心力，当达到一定转速，离心力大于并超过压弹簧（3）的预压缩力时，飞环就会出击，偏向一边。飞环（1）上有二个对称月牙形的油囊，在作喷油试验时，用以存油，以增加飞环（1）的偏心和重量，使飞环（1）提前出击。当停止喷油后，油囊中的油就籍离心力从油囊顶部小孔逸去，飞环（1）也随之复位。危急遮断器出击转速可通过调整螺母（2）改变。如危急遮断器出击转速不符合要求，则可调整螺母（2）改变弹簧（3）的预紧力使其改变。按计算，调整螺母（2）每转一圈出击转速约改变300r/min。5.6 危急遮断及复位装置（G177.31.53（1）危急遮断及复位装置是机组就地手动紧急停机及复位的操作机构。主要由顶盖（1）、弹簧（2）、错油门（3）、活塞（4）、复位手柄（5）、遮断手柄（6）、活塞（7）、面板（8）等组成。机组正常运行时，活塞（7）紧靠面板（8）一端，安全油排油口被关闭，错油门（3）在其下部安全油压作用下顶起，直至与顶盖（1）接触。此时，高压油经错油门（3）上的通孔，向安全油路提供油源。手推遮断手柄（6），活塞（7）右移，安