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汽轮机超速保护系统优化

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汽轮机超速保护系统优化高安屯燃气电厂为2台9F级燃机组成的“二拖一”燃气—蒸汽联合循环发电供热机组,供电负荷设计845MW,供热负荷大于596MW(含烟气加热器)。

目录

案例背景介绍

1 机组概况

高安屯燃气电厂为2台9F级燃机组成的“二拖一”燃气—蒸汽联合循环发电供热机组,供电负荷设计845MW,供热负荷大于596MW(含烟气加热器)。机组配置为:2台SGT5-400 0F(4)型燃机、2台300MW级燃气轮发电机[1]、2台余热锅炉、1台供热蒸汽轮机和1台300MW级蒸汽轮发电机,其中燃气轮发电机组和蒸汽轮发电机组为不同轴布置。电厂两台燃机采用西门子T3000控制系统,联合循环以及辅机采用艾默生控制系统,版本号为3.5.5。

电厂将蒸汽联合循环机组、发电机/变压器组和厂用电系统的控制纳入分散控制系统,实现炉、机、电单元统一值班。汽机数字式电液控制系统(DEH)、汽轮机[2]紧急跳闸系统(ETS)采用与机组DCS一体化设计

2 超速保护系统组成

2.1 设计原则

E16型电子超速保护系统的逻辑设计基础是失电跳机;

三组转速探头中任意一组探头的两支检测到转速超过3090r/min时,OPC动作,关闭主汽调门;

三组转速探头中任意一组探头的两支检测到转速超过3300r/min时,硬回路动作,关闭汽机主汽门,调门;

三组测速模块任意一组故障,或者断电也会触发硬回路动作,关闭主汽门,调门。

2.2 保护系统组成

它由A、B、C三块相互冗余而独立的测速模块E16负责测量汽轮机转速,一块E16负责监控所有测速模块E16和本身工作状态,以及三只非接触式霍尔效应转速传感器A5S组成。

2.2.1 测速模块E16正面面板布置

(1)LED显示屏,显示实际转速和测试时输入的转速,单位:转/分,并能以代码形式显示各类故障。

(2)LED显示灯,用四只LED等分别显示SP1和SP2的工作状态。汽轮机超速SP1动作,LED1灯亮;不超速,LED2灯亮;转速超过低速SP2,LED3灯亮;转速未超过SP2,LED4灯亮。

(3)微动式键盘,用于设置各种工艺参数。

(4)下部为RS232或PROFIBUS通讯接口。

2.2.2 测试模块E16正面面板布置(如图1所示)

(1)LED显示屏,显示测试转速,单位:转/分,并能以代码形式显示各类故障。

2)LED显示灯,用四只LED灯显示E16的工作状态。LED1灯亮,表示正在测试A测速模块;LED2灯亮表示正在测试B测速模块;LED3灯亮,表示正在测试C测速模块模块;LED4灯亮,E16测试模块处于“自动巡检”状态。

(3)微动式键盘,用于设置各种工艺参数。

(4) 下部为RS232或PROFIBUS通讯接口。

3. 汽机保护系统配置

汽轮机保护跳机主要通过逻辑判断和硬手操动作,主要配置如下:

· 汽轮机就地手动打闸;

· 主控操作台手动停机;

· 汽轮机2,3,5,6,7,8,9轴承振动大;

· 3S离合器轴承座振动大;

· 轴向位移大;

· 轴承温度高;

· 润滑油压低;

· 润滑油箱油位低;

· 凝汽器真空低;

· 液压油压低;

· 高中低排温度高;

· 低压缸胀差大;

· 超速保护

· 电磁阀失电保护;

· 发电机跳闸;

· 锅炉跳闸。

汽轮机保护动作对象,关闭高、中、低压主汽门和调门;关闭高排逆止门。其中,软回路动作通过DCS控制柜中DO卡件向汽机主汽门,调门及辅机发出跳闸指令,硬回路通过主汽门,调门快关电磁阀失电,迅速关闭各个主汽门,调门等。两套跳闸回路互为冗余,保证了跳闸指令的准确性和快速性。

参考文献