第一章汽轮机数字电液控制系统3

1、第一章第一章DEH概述概述第二节汽轮机控制系统内容第二节汽轮机控制系统内容三、电液控制系统的热应力监控功能三、电液控制系统的热应力监控功能四、保护系统四、保护系统 三、电液控制系统的热应力监控功能三、电液控制系统的热应力监控功能1热应力监控概述热应力监控概述热应力是由于金属内部热状态不同而产生的应力。热应力是由于金属内部热状态不同而产生的应力。金属的热状态不同表现为其各个部分的温度不同，因此热应力金属的热状态不同表现为其各个部分的温度不同，因此热应力和温度差值有关。和温度差值有关。假设一圆柱形金属物各部分的温度是一致的，则不产生热应力。假设一圆柱形金属物各部分的温度是一致的，则不产生热应力。若

2、用高温工质对其加热，外表面温度将升高，内部仍保持原温若用高温工质对其加热，外表面温度将升高，内部仍保持原温度，圆柱表面金属要膨胀，内部金属保持原状，于是产生压度，圆柱表面金属要膨胀，内部金属保持原状，于是产生压应力；反之，若用工质冷却金属圆柱，其表面温度降低而产应力；反之，若用工质冷却金属圆柱，其表面温度降低而产生收缩，金属内部温度不变而保持原状，于是在金属圆柱内生收缩，金属内部温度不变而保持原状，于是在金属圆柱内产生拉应力。产生拉应力。无论是加热还是冷却，当时间足够长后，金属内部达到热平衡，无论是加热还是冷却，当时间足够长后，金属内部达到热平衡，各处温度均相同，热应力也随之消失。各处温度均相

3、同，热应力也随之消失。各类金属材料都有一定的强度，因此工作中允许金属材料出现各类金属材料都有一定的强度，因此工作中允许金属材料出现各类应力。只要应力值小于金属的许用应力，金属部件就可各类应力。只要应力值小于金属的许用应力，金属部件就可以长期可靠地工作。若应力值超出许用应力，其结果会产生以长期可靠地工作。若应力值超出许用应力，其结果会产生金属部件损坏或者使用寿命缩短。金属部件损坏或者使用寿命缩短。 汽轮机是在高温高压下工作的机械设备，转子处于汽轮机是在高温高压下工作的机械设备，转子处于连续高速旋转状态，因此存在一定的机械应力。连续高速旋转状态，因此存在一定的机械应力。当汽轮机运行工况改变时，热状

4、态的变化使汽缸、当汽轮机运行工况改变时，热状态的变化使汽缸、转子产生热应力。为了保证汽轮机安全运行，必转子产生热应力。为了保证汽轮机安全运行，必须对热应力进行连续监视。须对热应力进行连续监视。 就汽轮机整体而言，其各部件在升速和负荷变化时就汽轮机整体而言，其各部件在升速和负荷变化时所产生的热应力并不是一样的。汽轮机转子是高所产生的热应力并不是一样的。汽轮机转子是高速旋转部件，因其本身已经承受了比较大的离心速旋转部件，因其本身已经承受了比较大的离心力，转子的热应力越大，危险性也越大，故运行力，转子的热应力越大，危险性也越大，故运行中对转子热应力必须进行监视。中对转子热应力必须进行监视。 高压缸调

5、节级的焓降最大，做功最多，调节级汽室高压缸调节级的焓降最大，做功最多，调节级汽室内的压力及温度随负荷变化也很大，所以高压缸内的压力及温度随负荷变化也很大，所以高压缸调节级在启动和负荷变化过程中的热应力最大，调节级在启动和负荷变化过程中的热应力最大，是热应力监视的重点部位。是热应力监视的重点部位。对于中间再热机组，中压缸进汽部分在启动和负荷对于中间再热机组，中压缸进汽部分在启动和负荷变化时汽温变化也很大，同样是监视的重点。变化时汽温变化也很大，同样是监视的重点。由上述分析可知，高压缸调节级和中压缸第一级处转由上述分析可知，高压缸调节级和中压缸第一级处转子和汽缸都是热应力较大的部位，其中转子热应力

6、子和汽缸都是热应力较大的部位，其中转子热应力是最危险的。因此在汽轮机运行中，只要监视这几是最危险的。因此在汽轮机运行中，只要监视这几处的热应力不超过允许值，其余部位的热应力一般处的热应力不超过允许值，其余部位的热应力一般不会超过允许值。不会超过允许值。 转子热应力值可采用两种方法获取：转子热应力值可采用两种方法获取：用汽轮机转子用汽轮机转子传热数学模型计算求得；传热数学模型计算求得；用转子物理模型求得。用转子物理模型求得。若圆柱体表面温度上升，内部仍保持原温度，圆柱若圆柱体表面温度上升，内部仍保持原温度，圆柱体表面金属要膨胀，内部金属保持原状，于是圆柱体表面金属要膨胀，内部金属保持原状，于是圆

7、柱体表面产生的是压应力还是拉应力。体表面产生的是压应力还是拉应力。何谓热应力？何谓热应力？压应力；压应力；热应力是由于金属内部热状态不同而产生的应力。热应力是由于金属内部热状态不同而产生的应力。对转子应力裕度的监视可以指导机组在最佳状态下运行，可以保对转子应力裕度的监视可以指导机组在最佳状态下运行，可以保证在汽轮机转子实际应力不超过许用应力的情况下以最大升速证在汽轮机转子实际应力不超过许用应力的情况下以最大升速率升速和以最大的变负荷速率变负荷。率升速和以最大的变负荷速率变负荷。 当电液调节系统具有应力限制功能时，可以自动控制转子的应力。当电液调节系统具有应力限制功能时，可以自动控制转子的应力。

8、应力裕度系数应力裕度系数K在规定值以上时在规定值以上时(通常为通常为0.2)，不限制升速率和，不限制升速率和变负荷速率；当系数变负荷速率；当系数K值低于规定值而大于零时，限制回路自值低于规定值而大于零时，限制回路自动降低升速率和变负荷速率；若动降低升速率和变负荷速率；若K值降为零，则升速率和变负值降为零，则升速率和变负荷速率也降为零。一般，将应力裕度系数荷速率也降为零。一般，将应力裕度系数K限制在限制在00.2之间之间为好。为好。汽轮机冷态启动对汽缸、转子等零部件来说是个加热过程，随着汽轮机冷态启动对汽缸、转子等零部件来说是个加热过程，随着进入汽缸的蒸汽温度不断升高和流量不断增加，蒸汽传给汽缸

9、进入汽缸的蒸汽温度不断升高和流量不断增加，蒸汽传给汽缸和转子的热量也不断增加，使温度升高。和转子的热量也不断增加，使温度升高。 实际应力许用应力；-,LLLk 启动过程中，汽缸内壁产生启动过程中，汽缸内壁产生_热应力；而外热应力；而外壁产生壁产生_热应力。热应力。 启动过程中，转子外表面产生启动过程中，转子外表面产生_热应力，中热应力，中心孔内表面则产生心孔内表面则产生_热应力。热应力。 停机过程中，汽缸内壁产生停机过程中，汽缸内壁产生_热应力；汽缸热应力；汽缸外壁产生外壁产生_热应力。热应力。 停机过程中，转子外表面产生停机过程中，转子外表面产生_热应力；转热应力；转子中心产生子中心产生_热

10、应力。热应力。 汽轮机从冷态启动、稳定工况下运行至停机过汽轮机从冷态启动、稳定工况下运行至停机过程中，转子表面的热应力由程中，转子表面的热应力由_变为变为_ ；转；转子中心孔的热应力由子中心孔的热应力由_变为变为_ 。 从启动至停机，转子表面和中心孔的热应力大从启动至停机，转子表面和中心孔的热应力大小和方向都随时间变化，刚好完成一个交变热应小和方向都随时间变化，刚好完成一个交变热应力力_ 。对于。对于_的热应力变化也是一样。的热应力变化也是一样。启动过程中，汽缸内壁产生启动过程中，汽缸内壁产生_热应力；而外壁产热应力；而外壁产生生_热应力。压缩，拉伸热应力。压缩，拉伸启动过程中，转子外表面产生

11、启动过程中，转子外表面产生_热应力，中心孔热应力，中心孔内表面则产生内表面则产生_热应力。压缩，拉伸热应力。压缩，拉伸停机过程中，汽缸内壁产生停机过程中，汽缸内壁产生_热应力；汽缸外壁热应力；汽缸外壁产生产生_热应力。拉伸，压缩热应力。拉伸，压缩停机过程中，转子外表面产生停机过程中，转子外表面产生_热应力；转子中热应力；转子中心产生心产生_热应力。拉伸，压缩热应力。拉伸，压缩汽轮机从冷态启动、稳定工况下运行至停机过程中，汽轮机从冷态启动、稳定工况下运行至停机过程中，转子表面的热应力由转子表面的热应力由_变为变为_ ；转子中心孔的；转子中心孔的热应力由热应力由_变为变为_ 。压缩，拉伸；拉伸，压

12、缩。压缩，拉伸；拉伸，压缩从启动至停机，转子表面和中心孔的热应力大小和方从启动至停机，转子表面和中心孔的热应力大小和方向都随时间变化，刚好完成一个交变热应力向都随时间变化，刚好完成一个交变热应力_ 。对于对于_的热应力变化也是一样。循环，汽缸内外的热应力变化也是一样。循环，汽缸内外壁壁 汽缸被加热时，汽缸内壁温度高于外壁，内壁汽缸被加热时，汽缸内壁温度高于外壁，内壁的热膨胀由于受到外壁的制约，因而内壁受到压的热膨胀由于受到外壁的制约，因而内壁受到压缩，产生缩，产生压缩压缩热应力；而外壁则由于受内壁膨胀热应力；而外壁则由于受内壁膨胀的拉伸产生的拉伸产生拉伸拉伸热应力。热应力。 当转子被加热时，转

13、子外表面和中心孔内表面当转子被加热时，转子外表面和中心孔内表面间存在温差，当两个表面膨胀不同时，温度高的间存在温差，当两个表面膨胀不同时，温度高的外表面产生外表面产生压缩压缩热应力，中心孔内表面则产生热应力，中心孔内表面则产生拉拉伸伸热应力。热应力。 停机过程实际上是汽轮机零部件的冷却过程，停机过程实际上是汽轮机零部件的冷却过程，随着进入汽缸的蒸汽温度不断降低和流量不断减随着进入汽缸的蒸汽温度不断降低和流量不断减少，汽缸内壁首先被冷却，而汽缸外壁冷却滞后少，汽缸内壁首先被冷却，而汽缸外壁冷却滞后些，致使汽缸内壁温度低于外壁。与启动相反，些，致使汽缸内壁温度低于外壁。与启动相反，汽缸内壁产生汽缸

14、内壁产生拉伸拉伸热应力；汽缸外壁则产生热应力；汽缸外壁则产生压缩压缩热应力。热应力。 停机过程实际上是汽轮机零部件的冷却过程，停机过程实际上是汽轮机零部件的冷却过程，随着进入汽缸的蒸汽温度不断降低和流量不断减随着进入汽缸的蒸汽温度不断降低和流量不断减少，转子表面首先被冷却，转子中心孔冷却滞后少，转子表面首先被冷却，转子中心孔冷却滞后些，致使转子表面温度低于中心孔。与启动相反，些，致使转子表面温度低于中心孔。与启动相反，转子外表面产生转子外表面产生拉伸拉伸热应力；转子中心则产生热应力；转子中心则产生压压缩缩热应力。热应力。 由以上分析可知，汽轮机从冷态启动、稳定工由以上分析可知，汽轮机从冷态启动

15、、稳定工况下运行至停机过程中，转子表面的热应力由况下运行至停机过程中，转子表面的热应力由压压缩缩变为变为拉伸拉伸；转子中心孔的热应力由拉伸变为压；转子中心孔的热应力由拉伸变为压缩。缩。 从启动至停机，转子表面和中心孔的热应力大从启动至停机，转子表面和中心孔的热应力大小和方向都随时间变化，刚好完成一个交变热应小和方向都随时间变化，刚好完成一个交变热应力力循环循环。对于。对于汽缸内外壁汽缸内外壁的热应力变化也是一样。的热应力变化也是一样。 在交变热应力的反复作用下，金属表面就会在交变热应力的反复作用下，金属表面就会出现疲劳裂纹，并逐渐扩展，以致断裂。出现疲劳裂纹，并逐渐扩展，以致断裂。 汽轮机自启

16、停（汽轮机自启停（ATC）控制的核心是应力控）控制的核心是应力控制。制。 汽轮机自启停（汽轮机自启停（ATC）功能可实现机组从盘）功能可实现机组从盘车状态到冲转、同期、并网、带负荷的全部车状态到冲转、同期、并网、带负荷的全部操作，无需运行人员干预。操作，无需运行人员干预。 在此控制方式下，在此控制方式下，ATC将承担选择设定点，将承担选择设定点，选择加速率等任务，这是在无运行人员干预选择加速率等任务，这是在无运行人员干预下进行的，所有的状态信息将显示在下进行的，所有的状态信息将显示在CRT上上并由打印机打出。并由打印机打出。 汽轮机启动过程的安全是首先考虑的问题，所以汽轮机启动过程的安全是首先

17、考虑的问题，所以要连续实时地监测转子应力。在应力裕度允许的要连续实时地监测转子应力。在应力裕度允许的情况下，用最快速度升速，以缩短启动时间。增情况下，用最快速度升速，以缩短启动时间。增减负荷时，也要根据应力裕度是否在允许范围来减负荷时，也要根据应力裕度是否在允许范围来决定变负荷速率，尽可能提高机组响应电网负荷决定变负荷速率，尽可能提高机组响应电网负荷要求的能力。要求的能力。 大多数大多数DEH中配置专门的中配置专门的ATC控制计算机，完成控制计算机，完成数据检测、应力计算、升速率、变负荷率控制等数据检测、应力计算、升速率、变负荷率控制等任务。任务。 2.转子热应力数学模型计算转子热应力数学模型

18、计算 应快速实时计算转子热应力应快速实时计算转子热应力 一般用汽轮机转子传热数学模型计算求得。一般用汽轮机转子传热数学模型计算求得。3应力限制应力限制 应力限制回路工作原理见图应力限制回路工作原理见图1-7。 检测元件测量汽轮机几个特定点的温度和其他有关参数，然后检测元件测量汽轮机几个特定点的温度和其他有关参数，然后根据测量值实时计算转子内、外表面的热应力和机械应力，根据测量值实时计算转子内、外表面的热应力和机械应力，最后算出汽轮机高、中压转子的实际应力。将实际应力与允最后算出汽轮机高、中压转子的实际应力。将实际应力与允许应力比较，其差值经许应力比较，其差值经TAC转换器转换为转速或负荷目标值

19、转换器转换为转速或负荷目标值和升速率、变负荷速率，再通过和升速率、变负荷速率，再通过DEH基本控制功能去控制汽基本控制功能去控制汽轮机升速或变负荷，形成一个闭环控制过程。整个过程中要轮机升速或变负荷，形成一个闭环控制过程。整个过程中要保证转子应力不超过允许应力值。保证转子应力不超过允许应力值。 参数检测参数检测都检测那都检测那些参数？些参数？参数检测参数检测都检测那都检测那些参数？些参数？ 转子热应力数学模型计算转子热应力数学模型计算 转子内表面温度；转子内表面温度；转子的平均温度；转子的平均温度；泊松系数；泊松系数；线膨胀系数；线膨胀系数；弹性模量；弹性模量；式中：式中： 1M1M1E1E

20、转子内表面热应力计算公式，即转子内表面热应力计算公式，即 转子外表面温度转子外表面温度式中：式中： EEME1E 转子外表面热应力转子外表面热应力计算公式，即计算公式，即热应力的大小可以由温差来表征：温差大，热应力热应力的大小可以由温差来表征：温差大，热应力大；温差小，热应力小。为了限制热应力不超过大；温差小，热应力小。为了限制热应力不超过允许限值，可通过限制温差不超过某一限值来实允许限值，可通过限制温差不超过某一限值来实现。现。m1TTdT 对于缸体、阀体，限值是通过中间（平均）温度对于缸体、阀体，限值是通过中间（平均）温度Tm的函数的函数来设置的。来设置的。 通过温度传感器测得与蒸汽接触的

21、缸体表面温度通过温度传感器测得与蒸汽接触的缸体表面温度 T1和在缸和在缸体体50%深度处的平均温度深度处的平均温度Tm,温差由这两个温度计算得到，温差由这两个温度计算得到，即即 与升与升/降速度或升降速度或升/降负荷相对应，形成允许上限温差降负荷相对应，形成允许上限温差dTpermu和允许上限温差和允许上限温差dTperml两个限值。两个限值。 上限温度裕量上限温度裕量ddTu= dTpermu dT 下限温度裕量下限温度裕量ddTl= dT dTperml 转子的温度裕量用相似的方法计算。转子的温度裕量用相似的方法计算。温差温差dT/150100500-50-100dTpermudTperm

22、l上限温度裕量上限温度裕量ddTu下限温度裕量下限温度裕量ddTl50%深度计算温差深度计算温差dT50%深度深度Tm/20100200300400500600m1TTdT上限温度裕量上限温度裕量ddTu= dTpermu dT下限温度裕量下限温度裕量ddTl = dT dTperml缸体、阀体温度裕量的计算缸体、阀体温度裕量的计算机组启动时机组启动时 ddTu=0,实际应力（实际应力（ ）许用应力。）许用应力。 ddTu0,实际应力（实际应力（ ）许用应力。）许用应力。 ddTu0,实际应力（实际应力（ ）许用应力。）许用应力。 ddTl0,实际应力（实际应力（ ）许用应力。）许用应力。 d

23、dTu ）许用应力。）许用应力。 机组停机时机组停机时 ddTl=0,实际应力（实际应力（ = ）许用应力。）许用应力。 ddTl0,实际应力（实际应力（ ）许用应力。）许用应力。 ddTl ）许用应力。）许用应力。设设Tm=240,求求dTpermu和和 ddTu，实际应力与许用应力关系如何？，实际应力与许用应力关系如何？设设Tm=240, dT=150 ，求，求dTpermu和和 ddTu，实际应力与许用应力关系，实际应力与许用应力关系如何？如何？设设Tm=240, dT=-70 ，求，求dTperml和和 ddTl 。设设Tm=240,dT=-100,求求dTperml和和 ddTl 。

24、设设Tm=240,看图得知：看图得知：dTpermu =110 , dT=70 ，则，则ddTu= dTpermu -dT =110-70=40 0；实际应力（；实际应力（ ）许用应力。）许用应力。设设Tm=240, dT=150 ，求，求dTpermu和和 ddTu，实际应力与许用应力关系，实际应力与许用应力关系如何？如何？dTpermu =110 ,则则ddTu = dTpermu -dT =110-150=-40 ）许用应力。）许用应力。设设Tm=240,看图得知：看图得知：dTperml =-70, dT=-70 ，则，则ddTl= dT - dTperml =-70-(-70)=0

25、=0；实际应力（；实际应力（ = ）许用应力。）许用应力。设设Tm=240,dT=-100,dTperml=-70 ,则则ddTl= dT- dTperml=-100-(-70)=-30 ）许用应力。）许用应力。设设dT=50， dTpermu =75 ,求求ddTu，实际应力，实际应力与许用应力关系如何？与许用应力关系如何？设设dT=100， dTpermu =75 ,求求ddTu，实际应，实际应力与许用应力关系如何？力与许用应力关系如何？设设dT=-50，dTperml=-75 ,求求ddTl，实际应力，实际应力与许用应力关系如何？与许用应力关系如何？设设dT=-100，dTperml=-

26、75 ，实际应力与许用实际应力与许用应力关系如何？应力关系如何？设设dT=50,dTpermu =75 ,则则ddTu= dTpermu -dT =75- 50=25 0实际应力（实际应力（ ）许用应力。）许用应力。设设dT=100,dTpermu =75 ,则则ddTu = dTpermu -dT =75-100=-25 ）许用应力。）许用应力。设设dT=-50,dTperml=-75 ,则则ddTl= dT- dTperml=-50-(-75)=25 0实际应力（实际应力（ ）许用应力）许用应力设设dT=-100,dTperml=-75 ,则则ddTl= dT- dTperml=-100-

27、(-75)=-25 ）许用应力。）许用应力。上限温度裕量上限温度裕量ddTu= dTpermu dT下限温度裕量下限温度裕量ddTl = dT dTpermlT1-缸体表缸体表面温度面温度Tm- 缸体缸体50%深度处深度处的平均温度的平均温度Ta-转子表转子表面温度面温度Tax-转子中转子中间温度间温度Tm-转子内转子内表面温度表面温度+-+-+THM内、外表面热应力较大者定义为内、外表面热应力较大者定义为TH。M为机械应力，为机械应力，可根据转子额定转速和高、中压缸第一级叶轮处的蒸汽可根据转子额定转速和高、中压缸第一级叶轮处的蒸汽压力计算出机械压力压力计算出机械压力M 。根据转子的材料和工作

28、温度根据转子的材料和工作温度计算许用压力计算许用压力L LLK1.K=1，表示实际应力为，表示实际应力为_。2.K=0，表示实际应力，表示实际应力_许用应力。许用应力。3.K0，表示实际应力，表示实际应力_许用应力。许用应力。4. 0K0.2， _升速率和变负荷速率。升速率和变负荷速率。 1. 0； 2. =； 3. ； 4. 限制；限制； 5. 不限制。不限制。LLK DEH应力限制回路的部件如图所示，试画出其工作原理方框应力限制回路的部件如图所示，试画出其工作原理方框图，并说明其工作原理。图，并说明其工作原理。 见图见图1-7。四、保护系统四、保护系统 汽轮机保护系统的功能为，当汽轮机运行

29、中出现危险情况时，汽轮机保护系统的功能为，当汽轮机运行中出现危险情况时，迅速关闭所有进汽阀门，防止发生重大事故，保护汽轮机设迅速关闭所有进汽阀门，防止发生重大事故，保护汽轮机设备安全。为了提高汽轮机保护系统工作的可靠性，保护系统备安全。为了提高汽轮机保护系统工作的可靠性，保护系统还应具有在线试验功能。汽轮机保护系统由信号检测、跳闸还应具有在线试验功能。汽轮机保护系统由信号检测、跳闸逻辑、液压保护回路逻辑、液压保护回路(含跳闸回路含跳闸回路)等部分组成。等部分组成。 1汽轮机保护跳闸条件汽轮机保护跳闸条件 按照按照“故障故障-安全安全”的设计思想，汽轮的设计思想，汽轮机保护跳闸条件应比较完备。机

30、保护跳闸条件应比较完备。电网供小于求时，希望热工保护电网供小于求时，希望热工保护“宁可拒动宁可拒动,不可误动不可误动”（如果（如果多次误动就把保护摘除）；多次误动就把保护摘除）；电网供大于求时，希望热工保护电网供大于求时，希望热工保护“宁可误动宁可误动,不可拒动不可拒动” （误动（误动不算事故）不算事故） 。 常见的汽轮机保护跳闸条件有那些常见的汽轮机保护跳闸条件有那些 ？汽轮机保护系统由哪些部分组成？汽轮机保护系统由哪些部分组成？汽轮机保护系统的功能是什么？汽轮机保护系统的功能是什么？常见的汽轮机保护跳闸条件有：常见的汽轮机保护跳闸条件有： (1)超速；超速； (2)凝汽器真空低；凝汽器真空

31、低； (3)润滑油压力低；润滑油压力低； (4)润滑油箱油位低；润滑油箱油位低； (5)轴振动大；轴振动大； (6)推力轴承磨损；推力轴承磨损； (7)轴向位移过大；轴向位移过大；(8)凝汽器水位过高；凝汽器水位过高； (9)凝结泵出口压力低；凝结泵出口压力低； (10)主蒸汽压力过高；主蒸汽压力过高； (11)主蒸汽温度过低；主蒸汽温度过低；(12)高压缸排汽室金属温度高；高压缸排汽室金属温度高； (13)低压缸排汽室金属温度高；低压缸排汽室金属温度高；(14)再热蒸汽温度高；再热蒸汽温度高； (15)转子应力过高；转子应力过高； (16)排汽室温度过高；排汽室温度过高； (17)控制油压力

32、低；控制油压力低； (18)高压缸故障；高压缸故障； (19)发电机故障；发电机故障； (20)锅炉主燃料跳闸；锅炉主燃料跳闸； (21)人工跳闸指令等。人工跳闸指令等。 汽轮机保护系统由信号检测、跳闸逻辑、液压保护汽轮机保护系统由信号检测、跳闸逻辑、液压保护回路回路(含跳闸回路含跳闸回路)等部分组成。等部分组成。汽轮机保护系统的功能为，当汽轮机运行中出现危汽轮机保护系统的功能为，当汽轮机运行中出现危险情况时，迅速关闭所有进汽阀门，防止发生重险情况时，迅速关闭所有进汽阀门，防止发生重大事故，保护汽轮机设备安全。大事故，保护汽轮机设备安全。每一台机组并不是一定具备上述全部跳闸条件。对每一台机组并

33、不是一定具备上述全部跳闸条件。对于重要的跳闸条件，为了提高保护的可靠性，可于重要的跳闸条件，为了提高保护的可靠性，可设置多路测量信号，通常进行设置多路测量信号，通常进行“三取二三取二”逻辑处逻辑处理后，再判断是否故障和实施跳闸。理后，再判断是否故障和实施跳闸。 2跳闸回路跳闸回路 为了提高保护回路动作的可靠性，跳闸回路和重要为了提高保护回路动作的可靠性，跳闸回路和重要跳闸条件通常采用冗余设置，跳闸电路处于导通跳闸条件通常采用冗余设置，跳闸电路处于导通状态并可实行在线试验。跳闸回路受两个并列运状态并可实行在线试验。跳闸回路受两个并列运行的保护通道控制，跳闸电磁阀行的保护通道控制，跳闸电磁阀SV1

34、被被通道控通道控制，制，SV2被被通道控制。两个跳闸电磁阀中的任通道控制。两个跳闸电磁阀中的任何一个跳闸动作，都会引起安全油泄油，使各汽何一个跳闸动作，都会引起安全油泄油，使各汽阀迅速关闭，保证汽轮机可靠跳闸。跳闸回路如阀迅速关闭，保证汽轮机可靠跳闸。跳闸回路如图图1-8所示。所示。 图图1-8中两个跳闸回路的跳闸电磁阀中两个跳闸回路的跳闸电磁阀SV1、SV2在汽轮机正常运行在汽轮机正常运行时处于励磁状态，上阀开，下阀关，试验电磁阀时处于励磁状态，上阀开，下阀关，试验电磁阀SV3、SV4在汽在汽轮机正常运行时处于失磁状态，上阀关，下阀开，压力油轮机正常运行时处于失磁状态，上阀关，下阀开，压力油

35、p通过通过电磁阀电磁阀SV1、SV2的上阀和电磁阀的上阀和电磁阀SV3、SV4的下阀进入安全油的下阀进入安全油路路ETS，排油口，排油口D SV1、SV2的下阀被截断，使蒸汽阀门开启。的下阀被截断，使蒸汽阀门开启。 跳闸回路主要部件如图所示，试画出跳闸回路工作原理示跳闸回路主要部件如图所示，试画出跳闸回路工作原理示意图。意图。提示：两个跳闸电磁阀的符号为提示：两个跳闸电磁阀的符号为SV1 、SV2，两个试验电磁阀的符号为，两个试验电磁阀的符号为SV3 、SV4，两块压力表的符号为，两块压力表的符号为PS1、PS2，P、D、ETS分别表示分别表示压力油管路、泄油管路和安全油管路。压力油管路、泄油

36、管路和安全油管路。跳闸回路主要部件如图所示，回答下列问题：跳闸回路主要部件如图所示，回答下列问题：跳闸回路有几条保护通道？是并联还是串联？跳闸回路有几条保护通道？是并联还是串联？解释图中各符号的含义；解释图中各符号的含义；若若SV1、SV2带电，带电，ETS与那个管路接通？汽阀与那个管路接通？汽阀开启吗？开启吗？若若SV1、SV2失电，失电，ETS与那个管路接通？汽阀与那个管路接通？汽阀关闭吗？关闭吗？若若SV3带电，可以对哪个带电，可以对哪个电磁阀进行在线试验？电磁阀进行在线试验？SV1失电后，其右侧管路失电后，其右侧管路与那个管路接通？与那个管路接通？SV1失电后，若失电后，若PS1不发不

37、发出压力油压低信号，试说明出压力油压低信号，试说明SV1出现了什么问题？出现了什么问题？若若21项跳闸条件任一成立时，项跳闸条件任一成立时，SV1故障，故障，SV2动作，汽阀还能关闭吗？动作，汽阀还能关闭吗？SV2失电后，若失电后，若PS2发出压力油压低信号，试说明发出压力油压低信号，试说明SV2是否正常？是否正常？跳闸回路有跳闸回路有2条保护通道，是并联；条保护通道，是并联；P为压力油管路；为压力油管路；D为回油管路；为回油管路；ETS为安全油管路；为安全油管路；SV1、SV2为跳闸电磁阀；为跳闸电磁阀；SV3、SV4为跳闸试验电磁阀；为跳闸试验电磁阀；PS1、PS2为压为压力开关。力开关。

38、若若SV1、SV2带电，带电，上阀打开，下阀关闭，上阀打开，下阀关闭，ETS与与P管路接通，管路接通，汽阀开启。汽阀开启。若若SV1、SV2失电，失电，上阀关闭，下阀打开，上阀关闭，下阀打开， ETS与与D管路接通，管路接通，汽阀关闭。汽阀关闭。若若SV3带电，上阀开，下阀闭，可以对带电，上阀开，下阀闭，可以对SV1电磁阀进行在线试验。电磁阀进行在线试验。SV1失电后，上阀闭，下阀开，其右侧管路与失电后，上阀闭，下阀开，其右侧管路与D管路接通。管路接通。SV1失电后，上阀闭，下阀开，若失电后，上阀闭，下阀开，若PS1不发出压力油压低信号，不发出压力油压低信号，试说明试说明SV1卡涩或未关严。卡

39、涩或未关严。若若21项跳闸条件任一成立时，项跳闸条件任一成立时，SV1故障，故障，SV2动作，汽阀还能关动作，汽阀还能关闭。闭。SV2失电后，若失电后，若PS2发出压力油压低信号，说明发出压力油压低信号，说明SV2正常。正常。汽轮机保护系统主要部件如图所示，试画出保护双通道原理示意图，汽轮机保护系统主要部件如图所示，试画出保护双通道原理示意图，图示为汽轮机保护双通道原理意，试回答：图示为汽轮机保护双通道原理意，试回答：（1）现场检测主要检测哪些信号？）现场检测主要检测哪些信号？（2）试将图）试将图1-8和图和图1-9画成一张图。画成一张图。（3）若现场检测信号未超限，）若现场检测信号未超限，K

40、1和和K2是闭合还是打开？是闭合还是打开？SV1和和SV2是带电还是失电？是带电还是失电？相应的阀门是关闭还是打开？相应的阀门是关闭还是打开？汽轮机是跳闸还是不跳闸？汽轮机是跳闸还是不跳闸？（4）若现场检测信号超限，）若现场检测信号超限，K1和和K2是闭合还是打开？是闭合还是打开？SV1和和SV2是带电还是失电？是带电还是失电？相应的阀门是关闭还是打开？相应的阀门是关闭还是打开？汽轮机是跳闸还是不跳闸？汽轮机是跳闸还是不跳闸？ 若若SV1或或SV2其中一个故障，汽轮机是跳闸还是不跳闸？其中一个故障，汽轮机是跳闸还是不跳闸？ （5）若操作台试验指令未发出，）若操作台试验指令未发出， SV3或或S

41、V4是带电还是失电？相应是带电还是失电？相应的阀门是关闭还是打开？汽轮机是跳闸还是不跳闸？的阀门是关闭还是打开？汽轮机是跳闸还是不跳闸？（6）若操作台试验指令发出，）若操作台试验指令发出， SV3或或SV4是带电还是失电？相应的是带电还是失电？相应的阀门是关闭还是打开？汽轮机是跳闸还是不跳闸？阀门是关闭还是打开？汽轮机是跳闸还是不跳闸？现场检测主要检测现场检测主要检测21项跳闸保护条件。项跳闸保护条件。试将图试将图1-8和图和图1-9画画成一张图如图示。成一张图如图示。若现场检测信号若现场检测信号未超限，未超限，K1和和K2是闭是闭合，合，SV1和和SV2是带电，是带电，相应的下阀门是关闭，相

42、应的下阀门是关闭，汽轮机不跳闸。汽轮机不跳闸。若现场检测信号若现场检测信号超限，超限，K1和和K2打开，打开，SV1和和SV2失电，相应失电，相应的下阀打开，汽轮机的下阀打开，汽轮机跳闸，跳闸， 若若SV1或或SV2其中一个故障，汽轮其中一个故障，汽轮机仍能跳闸。机仍能跳闸。若操作台试验指令未发出，若操作台试验指令未发出， SV3或或SV4失电，相应的下阀是打失电，相应的下阀是打开的，汽轮机不跳闸。开的，汽轮机不跳闸。若操作台试验指令发出，若操作台试验指令发出， SV3或或SV4带电，相应的下阀关闭，带电，相应的下阀关闭，汽轮机不跳闸。汽轮机不跳闸。一、填空一、填空1.当金属内部达到热平衡，各

43、处温度均相同，当金属内部达到热平衡，各处温度均相同，_也随之也随之消失。消失。2.汽轮机在升速和负荷变化时，转子不但存在汽轮机在升速和负荷变化时，转子不但存在_应力，还存在应力，还存在_应力。应力。3._在启动和负荷变化过程中的热应力最大，是热在启动和负荷变化过程中的热应力最大，是热应力监视的重点部位。应力监视的重点部位。4._在启动和负荷变化过程中的热应力也很大，同在启动和负荷变化过程中的热应力也很大，同样是监视的重点。样是监视的重点。5._热应力是最危险的。热应力是最危险的。6.K=1，表示实际应力为，表示实际应力为_。7.K=0，表示实际应力，表示实际应力_许用应力。许用应力。8.K0.

44、2时，时，_升速率和变负荷率。升速率和变负荷率。12. 0K0.2时，时，_升速率和变负荷率。升速率和变负荷率。二、选择题（将正确答案的字母填在空格内）二、选择题（将正确答案的字母填在空格内）1.当应力裕度系数系数当应力裕度系数系数K值值_0.2时，限制回路不自动降低升速率或变负荷速率。时，限制回路不自动降低升速率或变负荷速率。A.大于；大于；B.等于；等于；C.小于小于2.上限温度裕量的符号是上限温度裕量的符号是_。A. ddTu；B. dTpermu；C. dTperml；D. ddTl3.若实际应力等于许用应力，则应力裕度系数系数若实际应力等于许用应力，则应力裕度系数系数K_0。A.大于；大于；B