ETS在王滩电厂2×600MW机组中的应用

［摘 要］目前的ets系统已经不同于传统意义上的汽轮机保安系统,它基于可靠性高的微处理器作为核心器件,整个系统都采用双重冗余设计,安全性和可靠性大大提高。本文对王滩电厂2台600mw机组危急跳闸系统的原理和实现方式进行了分析。

［关键词］600MW汽轮机；数字式电液调节(DEH)系统；危急跳闸系统；ETS；试验块

［中图分类号］TM761 ［文献标识码］A ［文章编号］1005-6432（2011）49-0066-02

王滩电厂工程2×600MW机组系哈尔滨汽轮机厂有限责任公司引进日本东芝公司技术生产的N600-16.7/538/538型亚临界一次中间再热、高中压合缸单轴三缸四排汽凝汽式汽轮发电机组,ETS系统是汽轮机安全、稳定运行的保证。ETS系统采用一体化设计,即采用与DEH系统相同的硬件,ETS系统用以监视汽轮机的某些重要参数。当这些参数超过其运行限制值时,该系统能安全地关闭全部进汽阀门。汽轮机能可靠地遮断是调节保安系统的基本功能,可以实现机组的正常停机和紧急情况下保护跳闸,保护汽轮机本身不发生损坏并避免事故的扩大。一般而言,汽轮机的遮断方式有两种,机械超速机构――危急遮断器或手动遮断、自动停机危急遮断装置(Emergency Tripping System,ETS)。机械超速机构不属于热工自动控制,我们就重点说说自动停机危急遮断装置。

1 自动停机危急遮断装置

自动停机危急遮断系统用以监视汽轮机的某些重要参数。当这些参数超过其运行限制值时,该系统能安全地关闭全部进汽阀门。

这些参数是：低油压、低EH油压、低真空、轴向位移大、TSI超速、高压缸排汽温度高、振动大、DEH超速、相对膨胀大、发电机故障、DEH电源故障、手动停机、MFT跳闸、汽包水位高跳闸。

2 AST-OPC电磁阀组件

王滩电厂的AST-OPC电磁阀组件,由两只并联布置的超速保护电磁阀(20/OPC-1、2)及两个逆止阀和四个串并联布置的自动停机危急遮断保护电磁阀(20/AST-1、2、3、4)和一个控制块构成超速保护―自动停机危急遮断保护电磁阀组件,这个组件布置在高压抗燃油系统中。它们是由DEH控制器的OPC部分和AST部分所控制,正常运行时两个OPC电磁阀是失电常闭的,封闭了OPC母管的泄油通道,使高压调节汽阀执行机构活塞杆的下腔建立起油压,当转速超过103%额定转速时,OPC动作信号输出,这两个电磁阀就被励磁打开,使OPC母管油液经无压回油管路排至EH油箱。这样相应的调节阀执行机构上的卸载阀就快速开启,使各高、中压调节阀及各抽汽逆止阀迅速关闭。

四个串并联布置的AST电磁阀是由ETS系统所控制,正常运行时这四个AST电磁阀是带电关闭的,封闭了AST母管的泄油通道,使主汽门执行机构和调节阀门执行机构活塞杆的下腔建立起油压,当机组发生危急情况时,AST信号输出,这四个电磁阀就失电打开,使AST母管油液经无压回油管路排至EH油箱。这样主汽门执行机构和调节阀门执行机构上的卸荷阀就快速打开,使各个汽门快速关闭。

四个AST电磁阀布置成串并联方式,其目的是为了保证汽轮机运行的安全性及可靠性,AST/1和AST/3、AST/2和AST/4每组并联连接,然后两组串联连接,这样在汽轮机危急遮断时每组中只要有一个电磁阀动作,就可以将AST母管中的压力油泄去,进而保证汽轮机的安全。在复位时,两组电磁阀组的电磁阀,只要有一组关闭,就可以使AST母管中建立起油压,使汽轮机具备启机的条件。

AST油和OPC油是通过AST电磁阀组件上的两个逆止阀隔开的,这两个逆止阀被设计成：当OPC电磁阀动作时,AST母管油压不受影响；当AST电磁阀动作时,OPC母管油压也失去。另外,王滩电厂的跳闸部分还设计了完善的监测功能,即在串联的两个电磁阀之间的油路上安装有监测压力开关(63-1/ASP,63-2/ASP)。如果正常运行时监测压力开关动作,说明某个电磁阀已经失电或损坏,提醒检修人员及时检查。

3 试验装置

王滩电厂危急遮断系统应用了双通道概念(即布置成“与―或”的通道方式),允许在线试验,而且在试验过程中ETS系统仍起保护作用,其试验装置包括低油压试验块、低EH油压试验块及低真空试验块,每个试验块由1个不锈钢试验块、2个压力开关、2个截止阀、2个电磁阀及2个就地压力表组成并布置成双通道。试验块安装在前箱的侧面并与接线盒内对应的压力开关相连(连接油源或汽源一侧接有节流孔,而另一侧则接至排油或排汽)。试验块的每个通道布置了一个节流孔,这样就可以避免在试验时导致系统压力跌落。在油源或汽源一侧接有一隔离阀以确保在检修时系统不会受到污染。低油压试验块及低真空试验块通过标准管接头与块内通道相连接,而EH油压试验块为直螺纹接头并装配O型圈,这些接头不需要拆卸。更换试验块上除压力表外的任一部件时,必须先关闭隔离阀,然后打开手动试验阀将块内介质排出。更换过程中,必须确保清洗、冲洗及操作步骤均遵照所规定的规程及注意事项进行。压力开关及压力表可通过关闭相应的隔离阀将其与系统隔离,在块内的介质为完全释放前,这些阀不能关闭。挂闸前应确认所有的隔离阀已经打开。

ETS的油压低、真空低、抗燃油压低4个跳闸试验块使用双通道逻辑。以油压低跳闸试验块为例：使用4个独立的压力开关(63-1/LBO到63-4/LBO)的4个接点作为输入信号。跳闸逻辑安排为当每个通道中至少一个压力开关的输入显示其通道油压低时,将2个通道均跳闸。通道1跳闸打开其对应的输出接点；通道2跳闸打开其对应的输出接点。若汽轮机跳闸需要每个通道的输出接点至少打开一个。该跳闸逻辑使油压低跳闸试验块可进行在线试验。因该逻辑允许进行一个通道试验而不引起跳闸。即使在试验中出现真的油压低情况,也不影响其跳闸保护功能。真空低、抗燃油压低跳闸试验块功能等同于油压低跳闸试验块。

如果介质(压力或真空)达到跳闸值,压力开关将动作并使危急跳闸母管跳闸。进行在线试验时,被试验的通道的介质(压力或真空)将降到跳闸值。试验可通过就地手动试验阀或从ETS的CRT画面操作试验电磁阀远控完成。

4 结 论

王滩电厂2台机组已运行5年,期间ETS保护正确动作率100%,未出现保护误动的现象,实践证明王滩电厂汽轮机危急跳闸(ETS)的设计是比较完善和可靠的,这就给电厂的安全稳定运行提供了保障。