东方DB型汽轮机调节保安系统

1、东 方 汽 轮 机D600B型汽轮机调节保安系统调节保安系统是高压抗燃油数字电液控制系统（DEH）的执行机构，它接受DEH发出的指令，完成挂闸、驱动阀门及遮断机组等任务。本机组的调节保安系统满足下列基本要求:1 挂闸2 适应高、中压缸联合启动的要求3 适应中压缸启动的要求4 具有超速限制功能5 需要时，能够快速、可靠地遮断汽轮机进汽6 适应阀门活动试验的要求7 具有超速保护功能1 机械式超速保护：动作转速为额定转速的110%111%(33003330r/min)，此时危急遮断器的飞环击出，打击危急遮断装置的撑钩，使撑钩脱扣，机械危急遮断装置连杆使遮断隔离阀组件的机械遮断阀动作，切断高压保安油的

2、供油，同时将高压保安油的排油口打开，泄掉高压保安油。快速关闭各主汽、调节阀门，遮断机组进汽。2 DEH电超速保护和TSI电超速保护：当检测到机组转速达到额定转速的110%(3330r/min)时，发出电气停机信号，使高压遮断模块（5YV、6YV、7YV、8YV）和机械停机电磁铁（3YV）中的电磁遮断装置动作，泄掉高压保安油，遮断机组进汽。同时DEH又将停机信号送到各阀门遮断电磁阀，快速关闭各汽门，保证机组的安全。机组的调节保安系统按照其组成可划分为低压保安系统和高压抗燃油系统两大部分。而高压抗燃油系统由液压伺服系统、高压遮断系统和抗燃油供油系统三大部分组成，其调节保安系统图如图。现将各组成部分

3、分别加以说明。 低压保安系统 低压保安系统由危急遮断器、危急遮断装置、危急遮断装置连杆、手动停机机构、复位试验阀组、机械停机电磁铁(3YV)和导油环等组成,见图。润滑油分两路进入复位试验电磁阀组件，一路经复位电磁阀(1YV)进入危急遮断装置活塞侧腔室，接受复位电磁阀1YV的控制；另一路经喷油电磁阀(2YV)，从导油环进入危急遮断器腔室, 接受喷油电磁阀2YV的控制。手动停机机构、机械停机电磁铁、遮断隔离阀中的机械遮断阀通过危急遮断装置连杆与危急遮断装置相连，高压保安油通过高压遮断摸块、遮断隔离阀组件与无压排油管相连。系统主要完成如下功能:1 挂闸系统设置的复位试验阀组中的复位电磁阀(1YV)，

4、机械遮断机构的行程开关ZS1、ZS2供挂闸用。挂闸程序如下:按下挂闸按钮(设在DEH操作盘上), 复位试验阀组中的复位电磁阀(1YV)带电动作,将润滑油引入危急遮断装置活塞侧腔室，活塞上行到上止点，使危急遮断装置的撑钩复位，通过危急遮断装置连杆的杠杆将遮断隔离阀组的机械遮断阀复位，将高压保安油的排油口封住，在1YV带电的同时，高压遮断组件电磁阀（5YV、6YV、7YV、8YV）也带电动作，这将建立高压保安油。当高压压力开关组件中的三取二压力开关检测到高压保安油已建立后，向DEH发出信号，使复位电磁阀(1YV)失电，危急遮断器装置活塞回到下止点，DEH检测行程开关ZS1的常开触点由断开转换为闭合

5、，再由闭合转为断开，ZS2的常开触点由闭合转换为断开，DEH判断挂闸程序完成。2 遮断 从可靠性角度考虑,低压保安系统设置有电气、机械及手动三种冗余的遮断手段。2.1电气停机 实现该功能由机械停机电磁铁和高压遮断模块来完成。本系统设置的电气遮断本身就是冗余的，一旦接受电气停机信号，ETS使机械停机电磁铁（3YV）带电，同时使高压遮断模块电磁阀（5YV、6YV、7YV、8YV）失电。机械停机电磁铁（3YV）通过危急遮断装置连杆的杠杆使危急遮断装置的撑钩脱扣，危急遮断装置连杆使机械遮断阀动作，将高压保安油的排油口打开，泄掉高压保安油，快速关闭各主汽、调节阀门，遮断机组进汽。而高压遮断模块中的遮断电

6、磁阀失电，直接泄掉高压保安油，快速关闭各阀门。因此危急遮断器装置的撑钩脱扣后，即使遮断隔离阀组的机械遮断阀拒动，系统仍能遮断所有调门、主汽门，以确保机组安全。2.2 机械超速保护 由危急遮断器、危急遮断装置、高压遮断组件、遮断隔离阀组件和危急遮断装置连杆组成。动作转速为额定转速的110111%(33003330r/min)。当转速达到危急遮断器设定值时,危急遮断器的飞环击出,打击危急遮断装置的撑钩,使撑钩脱扣,通过危急遮断装置连杆使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作，切断高压保安油的进油并泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。2.3 手动停机 系统在机头设有手动停机机构供紧急停机用。手拉手

7、动停机机构按钮，通过危急遮断装置连杆使危急遮断装置的撑钩脱扣,后续过程同机械超速保护。2.4 系统设置了复位试验阀组,供危急遮断器作喷油试验及提升转速试验用。2.5 低压保安系统主要部套说明 危急遮断器（D600B401000A） 危急遮断器是重要的超速保护装置之一。 当汽轮机的转速达到110111%(33003330r/min)额定转速时。危急遮断器的飞环在离心力的作用下迅速击出，打击危急遮断装置的撑钩,使撑钩脱扣。通过危急遮断装置连杆使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作，泄掉高压保安油，从而使主汽阀、调节阀迅速关闭。为提高可靠性，防止危急遮断器的飞环卡涩，运行时借助遮断隔离阀组件、复位试验阀组件

8、,可完成喷油试验及提升转速试验。调整危急遮断器的飞环弹簧的予紧力可改变动作转速。 复位试验阀组件（D600B381000A） 在掉闸状态下,根据运行人员指令使复位试验阀组的复位电磁阀1YV带电动作, 将润滑油引入危急遮断装置活塞侧腔室，活塞上行到上止点，通过危急遮断装置的连杆使危急遮断装置的撑钩复位。在飞环喷油试验情况下,使喷油电磁阀2YV带电动作, 将润滑油从导油环注入危急遮断器腔室,危急遮断器飞环被压出。 遮断隔离阀组在提升转速试验下,遮断隔离阀组的机械遮断阀处在关断状态, 将高压保安油的排油截断，待其上设置的行程开关ZS4的常开触点断开、ZS5的常开触点闭合并对外发讯，DEH检测到该信号

9、后，将转速提升到动作值，危急遮断器飞环击出，打击危急遮断装置的撑钩,使危急遮断装置撑钩脱扣,通过机械遮断机构使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作，泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。在飞环喷油试验情况下, 先使遮断隔离阀组的隔离阀4YV带电动作,高压保安油的排油被隔离阀截断，待其上设置的行程开关ZS4的常开触点闭合、ZS5的常开触点断开并对外发讯，DEH检测到该信号后，将复位试验阀组的喷油电磁阀(2YV) 带电动作， 透平油润滑油从导油环进入危急遮断器腔室,危急遮断器飞环被压出，打击危急遮断装置的撑钩,使危急遮断装置撑钩脱扣,通过机械遮断机构使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作。由于高压保安油

10、的排油已被截断，机组在飞环喷油试验情况下不会被遮断。此时系统的遮断保护由高压遮断模块及各阀油动机的遮断电磁阀来保证。 手动停机机构（D600B412000A） 为机组提供紧急状态下人为遮断机组的手段。运行人员在机组紧急状态下，手拉手动停机机构，通过机械遮断机构的连杆使危急遮断装置的撑钩脱扣。并导致遮断隔离阀组的机械遮断阀动作，泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。 危急遮断装置连杆（D600B411000A） 它由连杆系及行程开关ZS1、ZS2、ZS3组成。通过它将手动停机机构、危急遮断装置、机械停机电磁铁、机械遮断阀相互连接，并完成上述部套之间力及位移的可靠传递。行程开关ZS1、Z

11、S2指示危急遮断装置是否复位，行程开关ZS3在手动停机机构或机械停机电磁铁动作时，向DEH送出信号，使高压遮断组件失电，遮断汽轮机。高压遮断模块 高压遮断模块主要由四个电磁阀、二个压力开关、三只节流孔、高压压力开关组件及一个集成块组成。正常情况下，四只电磁阀全部带电，这将建立起高压安全油压，条件是遮断隔离阀组的机械遮断阀已关闭;各油动机卸荷阀处于关闭状态。当需要遮断汽机时，四只电磁阀全部失电，泄掉高压安全油，快关各阀门。 高压压力开关组件由三个压力开关及一些附件组成。监视高压保安油压，其作用：当机组挂闸时，压力开关组件发出高压保安油建立与否的信号给DEH，作为DEH判断挂闸是否成功的一个条件。

12、当机组遮断时，压力开关组件发出信号给DEH，DEH给高压遮断模块失电指令，泄掉高压安全油，快关各阀门。以防止在危急遮断装置拒动时不能有效遮断阀门。 机械停机电磁铁 为机组提供紧急状态下遮断机组的手段。各种停机电气信号都被送到机械停机电磁铁上使其动作，带动危急遮断装置连杆使危急遮断装置的撑钩脱扣。并导致遮断隔离阀组中机械遮断阀动作，泄掉高压保安油,快速关闭各进汽阀,遮断机组进汽。0-3 液压伺服系统1 液压伺服系统由阀门操纵座及油动机两部分组成，主要完成以下功能：1.1 控制阀门开度 系统设置有四个高压调节阀油动机，二个高压主汽阀油动机，二个中压主汽阀油动机，二个中压调节阀油动机。其中高压、中压

13、调节阀及右侧高压主汽阀油动机由电液伺服阀实现连续控制，左侧高压主汽阀油动机、中压主汽阀油动机由电磁阀实现二位控制。在纯冷凝工况下：机组挂闸，高压保安油建立后，DEH自动判断机组的热状态根据需要可完成阀门预暖。预暖开始时，DEH首先控制右侧高压主汽阀油动机的电液伺服阀，使高压油进入油缸下腔，使活塞上行并在活塞端面形成与弹簧相适应的负载力。由于位移传感器（LVDT）的拉杆和活塞连接，活塞移动便由位移传感器产生位置信号，该信号经解调器反馈到伺服放大器的输入端，直到与阀位指令相平衡时活塞停止运动。此时蒸汽阀门已经开到了所需要的开度，完成了电信号-液压力-机械位移的转换过程。DEH控制右侧高压主汽阀的开

14、度，使蒸汽进入主汽阀并达到高压调节阀前，完成阀门预暖。然后DEH发出开主汽阀指令，并送出阀位指令信号分别控制右侧高压主汽阀油动机的电液伺服阀及左侧主汽阀和中压主汽阀油动机的进油电磁阀使主汽阀门全开。再控制各调节阀油动机的电液伺服阀使调节阀开启，（调节阀油动机电液伺服阀的控制原理与右侧高压主汽阀油动机相同）随着阀位指令信号变化，各调节阀油动机不断地调节蒸汽门的开度。1.2 实现阀门快关系统所有蒸汽阀门均设置了阀门操纵座，阀门的关闭由操纵座弹簧紧力来保证。机组正常工作时，各油动机底部的盘式卸载阀阀芯，将负载压力油、回油和安全油分开。停机时，保护系统动作，高压安全油压被卸掉，卸载阀在油动机活塞下油压

15、作用下打开，油缸下腔与油缸上腔相连，油动机活塞下油一部分油回到油缸上腔，另一部分油回油源。阀门在操纵座弹簧紧力作用下迅速关闭。2 油动机2.1 油动机的作用 它是系统的执行机构，受DEH控制完成阀门的开启和关闭。2.2 油动机的组成和工作原理 本机组设有四个高压调节阀油动机、二个高压主汽阀油动机、二个中压主汽阀油动机、二个中压调节阀油动机。所有油动机均为单侧进油，其开启由抗燃油压力驱动，而关闭是靠操纵座上的弹簧力，以保证在失去动力源压力油的情况下油动机能够关闭。当油动机快速关闭时，为使汽阀阀蝶与阀座的冲击应力在许可的范围内，在油动机活塞底部设有液压缓冲装置。油动机由油缸、位移传感器和一个控制块

16、相连而成。油动机按其动作类型可分为两类，既连续控制型和开关控制型。高压调节阀油动机、右侧高压主汽阀油动机和中压调节阀油动机属连续控制型油动机，其中在控制块上装有伺服阀、关断阀、卸载阀、遮断电磁阀及测压堵头等，而左侧高压主汽阀油动机、中压主汽阀油动机属开关控制型油动机，在控制块上则装有遮断电磁阀、关断阀、卸载阀、试验电磁阀及测压堵头等。下面就各油动机予以分别说明： 高压调节阀油动机、右侧高压主汽阀油动机和中压调节阀油动机的工作原理基本相同，现以高压调节阀油动机为例加以说明。当遮断电磁阀失电时，遮断电磁阀排油口关闭，卸载阀上腔作用了高压安全油压，卸载阀关闭；同时关断阀在保安油的作用下开启，压力油经

17、关断阀到伺服阀前。油动机工作准备就绪。.1 伺服阀接受DEH来的信号控制油缸活塞下的油量 当需要开大阀门时，伺服阀将压力油引入活塞下腔室，则油压力克服弹簧力和蒸汽力作用使阀门开大，LVDT将其行程信号反馈至DEH。当需要关小阀门时，伺服阀将活塞下腔室接通排油，在弹簧力及蒸汽力的作用下，阀门关小，LVDT将其行程信号反馈至DEH。当阀位开大或关小到需要的位置时，DEH将其指令和LVDT反馈信号综合计算后使伺服阀回到电气零位，遮断其进油口或排油口，使阀门停留在指定位置上。伺服阀具有机械零位偏置，当伺服阀失去控制电源时，能保证油动机关闭。.2 油动机备有卸载阀供遮断状况时，快速关闭油动机用当安全油压泄掉时，卸载阀打开，将油动机活塞下腔室接通油动机活塞上腔室及排油管，在弹簧力及蒸汽力的作用下快速关闭油动机,同时伺服阀将与活塞下腔室相连的排油口也打开接通排油，作为油动机快关的辅助手段。.3 油动机备有关断阀供甩负荷或遮断状况时，快速切断油动机进油，避免系统油压因油动机快关的瞬态耗油而下降。 左侧高压主汽阀油动机、中压主汽阀油动机左侧高压主汽阀油动机、中压主汽阀油动机都采用二位开关控制方式控制阀门的开关。由限