汽輪機危急跳閘裝置ETS在伊敏電廠二期2×600MW機組中的應用

王傳貴

【摘要】本文通過ETS汽輪機危急跳閘系統在華能伊敏發電廠二期2×600MW生產過程控制領域中的實際應用，對ETS技術的應用概念、基本結構、數據訪問接口形式、以及ETS的主要用途等作了簡要陳述。

【關鍵詞】ETS 控制原理 可靠性

1ETS概述

ETS是汽輪機危急跳閘系統的簡稱。汽輪機危急跳閘系統用以監視汽輪機的某些參數，當這些參數超過其運行限制值時，該系統就關閉全部汽輪機蒸汽進汽閥門，緊急停機。以保證汽輪機安全運行，被監控的這些參數是：（1）汽輪機轉速--DEH超速跳閘；（2）汽輪機轉速--超速TSI跳閘；（3）軸向位移大跳閘；（4）大軸相對振動大跳閘；（5）EH油壓力低--低跳閘；（6）軸承潤滑油壓低--低潤滑油壓跳閘；（7）凝器器真空低--低真空跳閘；（8）操作員手動跳閘；（9）軸承金屬溫度高跳閘；（10）高壓排汽溫度高跳閘；（11）高壓排汽壓比低跳閘；（12）發電機定子冷卻水斷水跳閘；（13）發電機內部故障跳閘。系統應用了雙通道概念，布置成“或─與”門的通道方式，這就允許在線試驗，并在試驗過程中裝置仍起保護作用，從而保證此系統的可靠性。

2工作原理

華能伊敏電廠熱工控制系統均采用了ABB貝利公司的Symphony系統，實現了DCS一體化，ETS是一體化DCS的一個組成部分，是機組控制環路上的一個節點。ETS的功能模件組成一個過程控制單元（PCU），它在控制環路上的代號為PCU46。華能伊敏電廠二期ETS由一個控制柜組成：#46為模件與端子柜。該系統是由下列各部分組成：一個跳閘控制柜；一個裝有跳閘電磁閥和狀態壓力開關的危急跳閘控制塊；三個裝有試驗電磁閥和壓力開關組成的試驗塊。由一對互為冗余的控制器（BRC300）和相應的功能子模件完成。

3閘塊工作原理

跳閘塊安裝在前箱的右側，塊上共有6個電磁閥，2個OPC電磁閥是220VDC，常閉電磁閥；4個AST電磁閥是220VDC，常開閥。正常情況下，AST電磁閥是常帶電結構。根據跳閘塊電磁閥連接圖上能看出：P1點壓力為130kg/cm2左右。通過節流孔J1、J2使P2點壓力為65kg/cm2左右。在作試驗時，20-1/AST和20-3/AST動作，使得P2點壓力升高至130kg/cm2；若20-2/AST和20-4/AST動作，則P2點壓力降為0kg/cm2。壓力開關K1、K2設定值分別為K1：90kg/cm2，K2：40kg/cm2。通道1（20-1/AST，20-3/AST）動作試驗時，K1動作；通道2（20-2/AST，20-4/AST）動作試驗時，K2動作；K1、K2分別送出指示信號。由于整個跳閘塊采用“雙通道”原理，當一個通道中的任一只電磁閥打開都將使該通道跳閘；但不能使汽輪機進汽閥關閉，只有當兩個通道都跳閘時，才能使汽輪機進汽閥關閉，起到跳閘作用，因此大大提高其可靠性，可有效地防止“誤動”和“拒動”。

4跳閘試驗塊工作原理

該系統共有4個試驗塊，EH油試驗塊，LBO潤滑油試驗塊和LV1及LV2真空試驗塊。每個塊的原理均相同。原理圖如下：（如圖1）

每個試驗塊都被布置成雙通道。J1、J2為節流孔；F、F1、F2為手動閥；S1、S2為電磁閥；B1、B2為壓力表；K1、K2、K3、K4為壓力控制開關。節流孔的作用是將兩路隔離開，試驗時互不干擾。試驗可以手動就地試驗，也可以在主控室通過試驗按鈕遠方試驗。用按鈕試驗時，電路上有閉鎖，保證不會兩路同時試驗，一路試驗時，另一路還有保護功能。用就地手動閥試驗時，不能兩路同時作，否則將會引起誤跳機。手動試驗時，尤其要注意。正常情況下，壓力油通過節流孔送到壓力開關和指示表B1和B2，指示表將指示正常油壓，一旦油壓降低，兩邊的4個壓力開關只要各有一個開關動作，將引起跳機。電磁閥接成“兩或-與”關系，即可防止誤跳，又可防止拒跳。試驗時，打開F1或S1，則B1上指示將緩緩下降達到設定值時，K1、K3將動作。ETS遠方在線試驗時，對應畫面上指示燈亮，表示出相應跳閘控制閥上某一路在試驗。由于跳閘閥布置成雙通道，所以只試驗一路不會產生跳閘信號，若此時被測參數真的達到停機值，則試驗塊上的壓力開關將全部動作，兩路信號通過“與”的作用，產生跳閘信號，通過跳閘控制塊使機組停下來。所以說該試驗塊可以在線試驗，并不影響機組的保護功能。試驗塊電磁閥的電源是220VAC。試驗完畢后，要注意表壓是否恢復到正常值，否則不準試驗另一路，以免引起誤跳機。

5汽機跳閘系統的可靠性

一般系統的可靠性是用下述公式表示的：可靠性=MTBF/MTBF+MTBR式中MTBF—平均無故障時間；MTBR—平均維修時間。可見，MTBF越大越好，MTBR越小越好。增加雙通道系統后，可使系統的MTBF大大提高。使用雙通道后，MTBF是這樣計算的：MTBFD=MTBFS+MTB2S/2MTBR式中MTBFD—雙通道的平均無故障時間；MTBFS—單通道的平均維修時間。綜上所述，ETS危機跳閘系統采用了雙通道的原理，無論是一次監測元件還是跳閘電磁閥，都采用雙通道，因此，可大大提高系統可靠性。使用雙通道后，系統的MTBF是按指數規律增加的，這樣系統的可靠性大大提高了。

6結語

現在的ETS系統已經不同于傳統意義上的汽輪機組保安系統，它采用可靠性高的微處理器作為控制核心器件，整個系統為雙冗余設計，系統具有自檢功能、在線實驗功能、運行狀態下檢修和更換功能、失電情況下繼續維持運行功能、“首先報警”信號顯示功能、通訊功能、系統擴展功能等等，其安全性和可靠性大大提高，而維護成本大大降低。

參考文獻：

[1]盛塞斌.600MW亞臨界火力發電機組技術叢書[M].中國電力出版社，2007.

[2]趙燕平.熱工聯鎖保護系統配置優化技術[M].中國電力出版社，2006.