發(fā)電廠汽輪機跳閘保護系統(tǒng)探討

劉慶偉 王釗 穆占杰

摘 要：現(xiàn)在隨著科學的發(fā)展，我國的技術(shù)不斷革新的同時，我們應(yīng)用的技術(shù)和設(shè)備也在不斷更新?lián)Q代。在全國范圍內(nèi)，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平迅速提高，所使用的設(shè)備也越來越精密，所以設(shè)備的檢修工作也越來越復雜，做好保護系統(tǒng)也成為一個非常重要的問題。大型機械設(shè)備如果能夠長期保持穩(wěn)定，就可以給我國經(jīng)濟發(fā)展做出更大的貢獻。本文針對發(fā)電廠汽輪機跳閘保護系統(tǒng)進行了分析，并且總結(jié)了該系統(tǒng)的改進技術(shù)，希望可以給相關(guān)工作的開展提供一些參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；汽輪機；跳閘保護；保護系統(tǒng)

現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)當中應(yīng)用的機械設(shè)備種類越來越多，價格越來越昂貴，結(jié)構(gòu)也越來越復雜，早在上個世紀九十年代初，西方國家就已經(jīng)開始重視故障檢修，并且積極探討后續(xù)防范對策，這些研究對于大型設(shè)備穩(wěn)定性維護作用非常明顯。舉例來說，火電廠當中汽輪機屬于一種非常重要的設(shè)備，對其進行維護可以直接保證整個設(shè)備的運行壽命、提高設(shè)備的穩(wěn)定可靠性，另外也可以降低由于維修所產(chǎn)生的費用，進而提高經(jīng)濟效益。

近年來先前投入使用的很多設(shè)備由于熱工原因，機組跳閘故障越來越多，所以在熱工系統(tǒng)可靠性上仍然存在著明顯不足，這就要求我們對這個問題重視起來，積極提高跳閘保護水平。我國投入到這項研究當中起步較晚，前期是以引進國外技術(shù)為主，并且已經(jīng)起到一定的積極作用，這項技術(shù)不斷和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成融合，工作效率提高的同時準確率也得到了提升，在近年來已經(jīng)得到了很多企業(yè)的認可和青睞。

1 ETS跳閘保護系統(tǒng)工作原理分析

ETS是汽輪機危急遮斷系統(tǒng)的英文縮寫，其最直接的作用就是能夠保護汽輪機系統(tǒng)能夠隨時保持正常運轉(zhuǎn)。舉例來說，如果發(fā)電廠汽輪機在運行過程中某項參數(shù)超過了臨界值，系統(tǒng)立即能夠發(fā)出指令來進行遮斷，保證回路能夠迅速啟動，這樣就可以迅速將汽輪機的全部閥門關(guān)閉，停機進行保護。ETS可以對汽輪機起到很好的保護作用，很好地維護設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)。ETS主要由ETS控制柜、危急遮斷液壓組塊、現(xiàn)場檢測元件等組成，ETS控制柜主要包括電源組件、可編程控制器、端子排和繼電器組件等。ETS設(shè)計采用220VAC一種等級的電源作為PLC控制電源和AST電磁閥動力電源。

我國發(fā)電廠的主要發(fā)電形式是汽輪機發(fā)電，所以電力輸送正常就得必須保證汽輪機能正常、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。假如汽輪機出現(xiàn)任何故障，對每個人的生活會造成或多或少的影響。定期地對發(fā)電廠的汽輪機進行檢修、保持設(shè)備的完好性，在巡視、檢查過程中發(fā)現(xiàn)、預(yù)判故障的發(fā)生，采取預(yù)防措施對于發(fā)電廠汽輪機的正常運轉(zhuǎn)作用極大。

2 汽輪機跳閘保護系統(tǒng)的改進

能夠?qū)е缕啓C故障的原因是多種多樣的，所以采用何種措施、采用什么方法來進行檢修也應(yīng)該具有足夠的對應(yīng)性，才能保證檢修的效果。例如汽輪機設(shè)備出現(xiàn)異常振動，就應(yīng)該不斷調(diào)整機組的給水量和高壓氣門，來調(diào)節(jié)其內(nèi)部流體的流動速度，讓其趨于平衡。

2.1 狀態(tài)檢修保護

相比之下狀態(tài)檢修保護具有一定的優(yōu)越性，保護作用非常明顯。其實我們進行設(shè)備檢修的直接目的就是能夠避免更換設(shè)備、減少開支，讓設(shè)備隨時處于可調(diào)可控的狀態(tài)之下。對于一個火力發(fā)電廠來說，汽輪機設(shè)備非常重要，并且和很多其他設(shè)備關(guān)系密切。在檢測過程中不能單一簡單的檢測某一部分而確定結(jié)果。從工廠利潤角度來說，對發(fā)電廠汽輪機的采用單一的檢修方式是不合理的、不經(jīng)濟的。

2.2 跳閘系統(tǒng)壽命評估技術(shù)

壽命評定技術(shù)也是一種汽輪機故障保護的技術(shù)，它是利用汽輪器運行保護系統(tǒng)壽命來逐步評估故障原因的。該技術(shù)是發(fā)電廠主設(shè)備保護系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。由于磨損、腐蝕、蠕變、疲勞等原因，發(fā)電廠主設(shè)備部件的壽命是有限的。發(fā)電廠主設(shè)備的耐用件有汽缸、轉(zhuǎn)干、閥殼，發(fā)電機轉(zhuǎn)子和護環(huán)、主蒸汽管道等。這些發(fā)電廠主設(shè)備的耐用件的壽命評定可以利用ANSYS有限元分析軟件模擬分析它的熱運動、變形、應(yīng)力以及壽命等參數(shù)。

2.3 汽輪機的超速保護

汽輪機正常運行時轉(zhuǎn)速為3000r/min，在正常運行時，由于受到電網(wǎng)頻率及負荷的影響，汽輪機的轉(zhuǎn)速波動較小。但在突然發(fā)生機組甩負荷等事故時，如果調(diào)速系統(tǒng)的動作失效，關(guān)閉較慢或不嚴，則汽輪機轉(zhuǎn)速會迅速上升，造成汽輪機超速。這時，往往會出現(xiàn)轉(zhuǎn)子葉片脫落擊穿汽缸等事故，甚至掙脫汽缸蓋造成整機解體，即通常所說的"飛車"事故。由此可知，汽輪機超速事故輕則會損壞設(shè)備，重則將傷及人身或其他設(shè)備，造成重大經(jīng)濟損失。為此，就汽輪機保護而言，首先必經(jīng)考慮的就是防止汽輪機的超速。為了防止汽輪機超速，當汽輪機轉(zhuǎn)速升高到異常值時，應(yīng)立即切斷進入汽輪機的蒸汽。汽輪機的主汽門是利用調(diào)速系統(tǒng)中的高壓油動機開啟使蒸汽進入汽輪機的，控制主汽門的油是由主油泵出口經(jīng)節(jié)流孔板提供，控制主汽門的油路被稱為安全油系統(tǒng)。危急保安器的錯油門開啟時，可以泄去安全油路的油壓，使主汽門迅速關(guān)閉。

4 結(jié)束語

經(jīng)過前文年總結(jié)，本文已經(jīng)對于電廠汽輪機設(shè)備的跳閘保護系統(tǒng)進行了詳細介紹。現(xiàn)在計算機技術(shù)的發(fā)展水平正在不斷提高，現(xiàn)在已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用到汽輪機設(shè)備檢修工作當中了，這項技術(shù)的發(fā)展水平越來越高，得到了廣大電力企業(yè)如的認可，在應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用。本文主要介紹的ETS保護系統(tǒng)在運行過程中具有很高的可靠性和穩(wěn)定性，其應(yīng)用了先進的計算機和控制技術(shù)，并且也能和上級部門實現(xiàn)管理通信，具有很高的安全性，投入使用之后提高了設(shè)備的運行效率、減少誤動操作次數(shù)，同時也直接讓維護人員的工作壓力顯著減輕。總體上來說，該保護系統(tǒng)經(jīng)濟效益和社會效益都非常突出，推廣價值很高，也已經(jīng)成為熱工保護系統(tǒng)的重點研究方向。本文針對發(fā)電廠汽輪機跳閘保護系統(tǒng)進行了分析，并且總結(jié)了該系統(tǒng)的改進技術(shù)，希望可以給相關(guān)工作的開展提供一些參考。

參考文獻

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