1000MW机组ETS保护简介

1、汽轮机保护系统（ETS） 简介,汽轮机运行时被监视的参数在超过报警值时，发出报警信号在超过极限值时保护装置动作，关闭主汽门，实行紧急停机。实现这一功能的控制系统我们称之为汽轮机保护系统，也称为危机遮断系统或ETS系统（Emergency Trip System）。,1、汽轮机超速保护（OPS） 2、电子保护系统（EPS） 3、汽轮机遮断系统（TTS）,本机组不设机械危急遮断器，采用电子超速装置，当机组转速超过设定值时，发停机信号。 汽机超速保护有两套，其中每套有三个通道，三个通道中任两个通道达到保护动作值3300rpm，则保护即动作。,汽轮机组是高速转动设备，转速部件的离心力与转速的平方成正比

2、，当转速超速20%时，离心力接近于额定转速下应力的1.5倍，将超过材料所允许的强度，从而使部件损坏，因此汽轮机均设有超速保护装置。,1、易发生超速事故的工况 机组跳闸甩负荷。 超速试验时. 2、原因 调速系统工作不正常 相关汽门未能及时关闭或关闭不严密，机组解列后仍有蒸汽进入。 3、处理 机组发生超速应立即破坏真空，检查相关阀门状态，必要时锅炉泄压。,机组跳闸后转速为汽机首要检查参数，并确认机组转速已下降！,汽拉机超速后现场之一,汽机超速后现场之二,德国BRAUN 超速保护系统: 装有6 个非接触的电磁场感应器（速度探测器）得到。作为系统1（基于硬件跳闸）和系统2（基于软件跳闸）的转速值。 每

3、个系统有三个测量通道独立地测量显示机器转速并发出可靠的报警信号。 超速保护系统1的跳闸:系统1 的三取二逻辑由三个特殊的继电模块组成。如果三取二一致的话，最终输出信号到ETS 输出模块的故障安全模块供应电源。这将使跳闸电磁阀断电。 超速保护系统2 的跳闸:通道1 至3 速度限值通过故障安全信号读入到ETS 输入。三取二逻辑在ETS 控制器中实现。 超速保护的循环试验。,布置在汽轮机轴周围的的传感器测量汽轮机的转速。这些传感器对汽轮机转子上加工出来的测速盘的槽的运动引起的磁场变化作出感应。传感器的输出信号是方波交流电压，它的频率是槽数和转子转速的乘积。 信号经处理送至CTRL42/92机柜。,现

4、场信号测量：,位于#2轴承处的测速齿轮,测速盘,冗余信号一般为3个或2个，相应地在逻辑上会做3取2处理或2取2处理。为防止误动，采集卡应不断地判断信号是否有效，判断的方式分两种：首先要判断是否有硬件故障，这从量程是否超限、测量回路是否断路或短路方面进行检测；其次，可以通过信号之间进行比较，如果某个信号严重偏离另外两个，则可判断为故障。但这种判断方式只适用于3个信号，2个信号之间只能判断偏差大，不能判断为哪个故障。,1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,信号：三取二逻辑说明,1,1,每个测量信号在模数转换后，首先进行如图所示的通道故障判断，再进行超限判断，当信号超过

5、限值且通道没有故障情况下，触发该信号超限。从上图可以总结出3取2各种组合结果： （1）两个测量值都超限； （2）一个测量值超限，另外两个信号任一个故障。也就是当一个通道故障时，逻辑判断变为2取1，当2个通道故障时，逻辑判断变为1取1。 （3）3个测量通道均故障。,二二比较,2与1偏差大,2与3偏差大,以测量值2为例，信号要与测量值1和3分别进行比较，差值的绝对值进行限值计算，如果两个差值都超限，并且测量通道1、3均没有故障，则判断测量值2偏差故障，与测量值2硬件检测故障相“或”后，输出通道1故障。通道1、3同理。,1、FLIPFLOP： FLIPFLOP 算法为一个存储器设备。 其输出状态在超

6、驰复位功能和超驰置位真值表功能中定义。 功能符号,其中： S = 输出保持在相同状态或先前状态。 除非 SET 和 RSET 均为 FALSE，否则在开启/重启控制器时，将根据真值表设置 OUT,其中： S = 输出保持在相同状态或先前状态。 除非 SET 为 FALSE，否则在开启/重启控制器时，将根据真值表设置 OUT。,2、OFFDELAY OFFDELAY 算法可延长输出为 TRUE 的时间。 功能符号：,说明：脉冲延时，输入为假，延时输出为假,3、ONDELAY ONDELAY 算法可延迟输出设置为 TRUE 的时间。 功能符号：,说明：脉冲延时，输入为真，延时输出为真,PDF原图,

7、实际转速信号,计算转速,生成转速信号,PDF原图,转速信号,三取中,PDF原图,PDF原图,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,1,0,0,BRAUN 系统来,超速保护动作,PDF原图,41-115：动作信号 41-183：首出报警,41-115逻辑图,1,1,1,1,去动作相关设备,1,1,动作 信号,PDF原图,1、采集所有需要停机的模拟量的值，当这些值超过设定值时，发出停机信号； 2、汽轮机电子保护系统接受传感器、热电偶等重要的保护信号。信号不间断的进行监视和比较。通过数字化自动系统执行信号处理。 3、每个(EPS) 回路提供三个热电偶或传感器，并采用不同的冗余I/O通道。,排汽

8、压力高 轴向位移大 排汽温度高 润滑油压低 轴承温度高 轴承振动大 高压缸排汽温度高 高压缸压差保护低 低压缸静叶温度高 励磁机空冷温度高,冷氢温度高 定子冷却水流量低 发电机液位高 凝汽器液位高 油箱油位高/低 EH油压力高/低 EH油箱油位低 锅炉保护 发电机保护 汽轮机停机顺控第54步,返回,1、使用绝对压力传感器得到凝汽器压力（一般装设在凝汽器喉部）。 2、凝汽器压力高汽轮机遮断固定值：30kpa。带固定设定值的保护回路遮断动作时无延迟。 3、凝汽器压力高汽轮机遮断可变设定值：根据低压缸进汽压力变化的折线。带可变设定点的保护回路遮断在延迟一段时间后实现。 4、凝汽器压力高报警值：20k

9、pa。 5、低压缸前连通管蒸汽压力信号经处理送至CTRL41/91机柜。 6、凝汽器压力信号经处理送至CTRL41/91机柜。,1、保护末级低压叶片免受不允许的气动响应诱发的振动激励。 2、作为鼓风监测的辅助安全措施以保护低压缸。 3、作为凝汽器过压保护系统的一部分。,1、轴封系统故障。 2、给泵密封水改回凝汽器操作。 3、炉侧大气式扩容器疏水至凝汽器阀门内漏。 4、低加隔离操作。 5、真空泵故障。 6、循环水系统故障。 7、其它真空系统上的工作。,1、开出备用真空泵。 2、查真空下降原因。 3、根据机组负荷，适当减少机组负荷。 4、注意机组运行情况，特别加强对振动、轴位移等参数的检查。,凝汽

10、器压力,根据低压缸进汽压力计算值,三取中,压力高于30kpa动作信号,根据低压缸进汽压力动作信号,压力高于30kpa动作,根据低压缸进汽压力动作,延时300秒,三取二逻辑,动作信号生成,1、轴向位移通过三个非接触式位移传感器监视，它们都安装在推力轴承的相同底座上，跳闸信号通过3取2逻辑连接。信号经处理送至CTRL41/91机柜。 2、当轴向位移0.5mm/-0.5mm，报警。 3、当轴向位移1mm/-1mm，机组跳闸。 4、3个测点或通道损坏，保护动作。,保护汽轮机避免因产生不允许的轴向位移造成动静部分摩擦，从而导致设备严重损坏。,1、汽轮机水冲击。 2、负荷大幅度变化。 3、推力轴承损坏。

11、4、加热器投用、切除操作不当。 5、机组运行时真空较大幅度变化。,1、当轴向位移有明显变化（超过0.2 mm)时，即应对机组相关参数进行检查。（机组负荷、真空、蒸汽参数、各监视段压力及推力轴承温度等）。并采取相应措施。 2、如果确认轴向位移超限，而保护未动作应果断破坏真空紧急停机，以防设备进一步损坏。,1、。低压缸排汽温度通过安装在低压外缸尾部的三个热电偶来测量，跳闸信号通过3取2逻辑连接。 2、排汽温度90，报警。 3、排汽温度110，保护动作。 4、3个测点或通道损坏，保护动作。,1、正常负荷运行时，机组真空下降。 2、在无负荷和低蒸汽流量运行时，低压缸因为长叶片鼓风损失摩擦产生的热量无法

12、全部带走，使排汽区域温度升高。,如排汽温度过高，将导致低压缸过度膨胀及轴位置的变化从而引起振动增加及转子可能发生的碰擦。,1、检查低压缸喷水设备工作情况是否正常。必要时开启手动喷水阀门。 2、机组启动过程中适当降低机组真空，以增加进汽量，达到控制排汽温度的目的。 3、排汽温度高时应加强对机组各轴承振动情况的监视。,1、润滑油压监测由安装在润滑油过滤器的下游油系统中的3个压力变送器来完成，遮断由3取2逻辑实现。信号经处理送至CTRL41/91机柜。 2、润滑油压2.5bar，报警。 3、润滑油压2.3bar，且转速9.6rpm延时3.2秒跳闸。 4、3个测点或通道损坏，且转速9.6rpm延时3.

13、2秒跳闸。,润滑油压下降到容许极限以下，机组轴承的可靠润滑便得不到保证，将会使轴承损坏，进而造成动静之间的摩擦，造成设备损坏的恶性事故。,1、油滤网堵塞（特别是新机组或大修后的机组）。 2、运行油泵故障。 3、油泵切换操作时，停用油泵出口逆止门卡涩。,排油烟管路,顶轴油管路,回油管路,进油管路,观察窗,进油调节阀,轴承抽油烟调节阀,1、检查备用油泵的自启情况，必要时手动开启。 2、检查滤网差压，必要时切换滤网。切换滤网时应确认备用滤网无空气积存。 3、如因停用泵出口逆止门卡涩引起，应迅速关闭该泵出口阀。 4、如润滑油压低至保护定值，机组保护未动作，应果断停机并破坏机组真空。,1、轴承温度监测由

14、安装在各道轴承上的温度测点完成，遮断由3 取2 逻辑实现。信号经处理送至EXT41-1机柜。 2、#1、6-8轴承温度 90，推力轴承温度 100，#2-5轴承温度 110报警。 3、 #1-5、推力轴承温度 130，#6、7轴承温度 107， 8轴承温度 120，跳闸。 4、测点或通道全部损坏，跳闸。,防止轴承温度过高损坏巴氏合金。 巴氏合金：变软温度(130)，凝固终了温度(240)的软金属,润滑油温度高。 润滑油量不足。 轴承损坏 推力轴承载荷发生变化,检查润滑油温、油压、回油情况。 检查机组振动情况。 如系推力轴承温度高，可快速增减一定负荷，同时观察推力轴承温度的变化。 任一轴承温度确已达到停机值而机组保护未动作应果断停机并破坏机组真空。,#1机组#5轴承,#5瓦座,#5瓦,氢侧密封油进油口,顶轴油进油口,球形瓦座,润滑油进口,介质流程示意图,内部密封装置,运行注意点：,1、投用时应缓慢。,2、两侧介质应同时投用。,1、轴承振动监测由安装在各道轴承上的振动测点完成，遮断由2取2逻辑实现。信号经处理送至CTRL41/91机柜。 2、#1-8轴承绝对振动 9.3mm/s，且机组转速2700rpm，报警。 3、 #1-5轴承绝对振动 11.8mm/s，#6-8轴承振动 14.7mm/s，且机组转速2700r