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汽輪機超速保護系統優化高安屯燃氣電廠為2台9F級燃機組成的「二拖一」燃氣—蒸汽聯合循環發電供熱機組，供電負荷設計845MW，供熱負荷大於596MW（含煙氣加熱器）。

案例背景介紹

1 機組概況

高安屯燃氣電廠為2台9F級燃機組成的「二拖一」燃氣—蒸汽聯合循環發電供熱機組，供電負荷設計845MW，供熱負荷大於596MW（含煙氣加熱器）。機組配置為：2台SGT5-400 0F（4）型燃機、2台300MW級燃氣輪發電機、2台餘熱鍋爐、1台供熱蒸汽輪機和1台300MW級蒸汽輪發電機，其中燃氣輪發電機組和蒸汽輪發電機組為不同軸布置。電廠兩台燃機採用西門子T3000控制系統，聯合循環以及輔機採用艾默生控制系統，版本號為3.5.5。

電廠將蒸汽聯合循環機組、發電機/變壓器組和廠用電系統的控制納入分散控制系統，實現爐、機、電單元統一值班。汽機數字式電液控制系統（DEH）、汽輪機緊急跳閘系統（ETS）採用與機組DCS一體化設計。

2　超速保護系統組成

2.1　設計原則

E16型電子超速保護系統的邏輯設計基礎是失電跳機；

三組轉速探頭中任意一組探頭的兩支檢測到轉速超過3090r/min時，OPC動作，關閉主汽調門；

三組轉速探頭中任意一組探頭的兩支檢測到轉速超過3300r/min時，硬迴路動作，關閉汽機主汽門，調門；

三組測速模塊任意一組故障，或者斷電也會觸發硬迴路動作，關閉主汽門，調門。

2.2　保護系統組成

它由A、B、C三塊相互冗餘而獨立的測速模塊E16負責測量汽輪機轉速，一塊E16負責監控所有測速模塊E16和本身工作狀態，以及三隻非接觸式霍爾效應轉速傳感器A5S組成。

2.2.1　測速模塊E16正面面板布置

（1）LED顯示屏，顯示實際轉速和測試時輸入的轉速，單位：轉/分，並能以代碼形式顯示各類故障。

（2）LED顯示燈，用四隻LED等分別顯示SP1和SP2的工作狀態。汽輪機超速SP1動作，LED1燈亮；不超速，LED2燈亮；轉速超過低速SP2，LED3燈亮；轉速未超過SP2，LED4燈亮。

（3）微動式鍵盤，用於設置各種工藝參數。

（4）下部為RS232或PROFIBUS通訊接口。

2.2.2　測試模塊E16正面面板布置（如圖1所示）

（1）LED顯示屏，顯示測試轉速，單位：轉/分，並能以代碼形式顯示各類故障。

2）LED顯示燈，用四隻LED燈顯示E16的工作狀態。LED1燈亮，表示正在測試A測速模塊；LED2燈亮表示正在測試B測速模塊；LED3燈亮，表示正在測試C測速模塊模塊；LED4燈亮，E16測試模塊處於「自動巡檢」狀態。

（3）微動式鍵盤，用於設置各種工藝參數。

（4） 下部為RS232或PROFIBUS通訊接口。

3. 汽機保護系統配置

汽輪機保護跳機主要通過邏輯判斷和硬手操動作，主要配置如下：

· 汽輪機就地手動打閘；

· 主控操作台手動停機；

· 汽輪機2,3,5,6,7,8,9軸承振動大；

· 3S離合器軸承座振動大；

· 軸向位移大；

· 軸承溫度高；

· 潤滑油壓低；

· 潤滑油箱油位低；

· 凝汽器真空低；

· 液壓油壓低；

· 高中低排溫度高；

· 低壓缸脹差大；

· 超速保護；

· 電磁閥失電保護；

· 發電機跳閘；

· 鍋爐跳閘。

汽輪機保護動作對象，關閉高、中、低壓主汽門和調門；關閉高排逆止門。其中，軟迴路動作通過DCS控制櫃中DO卡件向汽機主汽門，調門及輔機發出跳閘指令，硬迴路通過主汽門，調門快關電磁閥失電，迅速關閉各個主汽門，調門等。兩套跳閘迴路互為冗餘，保證了跳閘指令的準確性和快速性。