抽汽式汽轮机调节系统说明书

Z700.08/01版本A

C15-4.90/0.981-3型 15MW抽汽式汽轮机 调节系统说明书

南京汽轮电机(集团)有限责任公司

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有限责任公司)南京汽轮电机(集团 C15-4.90/0.981-3 15MW抽汽式汽轮机调节系统说明书 代号Z700.08/01 代替 共 24 版 1 页

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3 调2003Z510-002 标记 数量 页次 文件代号 简要说明 03.6 鲍军 签名 2 / 26 磁盘（代号）底图号旧底图号归档3 / 26

目 次 1 引

言 ................................................................. 3

2 调节保安系统的主要技术规

范 ........................................... 3 3. 调节系统的工作原理和系统介

绍 ......................................... 4 3.1基本原

理 ........................................................... 4 3.2DEH系统构

成 ........................................................ 5 3.3DEH系统功

能 ........................................................ 9 4 供油系

统 ........................................................... 13 4.1低压供油系

统 ...................................................... 13 4.2电液驱动器供油系

统 ................................................ 14 5 保安系

统 ........................................................... 15 5.1超速保护装

置 ...................................................... 15 5.2危急遮断装置及复位装

置 ............................................ 16 5.3电磁保护装

置 ...................................................... 16 5.4其它保护装

置 ...................................................... 16 5.5机组的紧急停

机 .................................................... 17 6 汽轮机监测仪表系

统 ................................................. 17 7 汽轮机主要测量监视讯

号 ............................................. 18 7.1测量讯

号 .......................................................... 18 7.2开关量讯

号 ........................................................ 18 7.3联锁讯

号 .......................................................... 19

8 调节保安系统的调整与试

验 ........................................... 19 8.1汽轮机静止状态下的试

验 ............................................ 19 8.2汽轮机运转状态下的试

验 ............................................ 19 8.3汽轮机静态下调

试 .................................................. 20 8.4汽轮机运行状态下调

试 .............................................. 21 9 调节保安部套的主要安装数

据 ......................................... 23

9.1危急遮断器(Z109.31.01)和危急遮断油门(Z109.31.02)安装间隙 .......... 24

9.2汽轮机监测保护装置的安

装 .......................................... 24

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本说明书为C15-4.9/0.981-3型抽汽式汽轮机调节保安系统的安装，调试以及日后的使用维护和检修提供必要的依据。本说明书分别列出了调节(控制)、保安、供油及热工系统的主要技术规范，并对其工作原理，功能，调整与试验，系统各部套的主要安装数据等进行介绍；并简单介绍了汽轮机热工控制系统。在使用说明书时，还需要随时参考本机组的其他有关文件和图纸，特别是与调节系统有关的系统总图及相关部套图纸。

1 引言

2 调节保安系统的主要技术规范

序号 项 目 单位 技术规范 备注

汽轮机额定转速 r/min 1 3000

汽轮机额定抽汽压力 2 MPa(a) 0.981

0.785MPa(a) 汽轮机额定抽汽压力调整范围 ～1.275 3 0.1～MPa 0.15 油泵进口油压4

～主油泵出口油压5 1.27 MPa

6 转速不等率 % 6 3～ ≤% 7 0.2 迟缓率

8 % 压力不等率 10 ≤ 油动机最大行程 mm 9 155

mm 10 100 中压油动机最大行程 危急遮断器动作转速 11 3270r/min ～3330 危急遮断器复位转速 15 12 3055r/min ± 30 喷油试验时危急遮断器动作转速 r/min 292013 ± 停机转速表超速保护值() 3270 r/min 14 负为反向付推定位(转子轴向位移报警值) +1.0 mm 15 或-0.6

停机值+1.3mm 或-0.7 16 转子轴向位移保护值0.0润滑油压降低报警0.05517MPa

0.0418润滑油压降低报警MPa 19

停润滑油压降低保护MPa 0.0) 0.03

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20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 ) 润滑油压降低保护值(停盘车 ) 润滑油压升高报警值(停电动泵 主油泵出口油压低报警值 轴承回油温度报警值 轴瓦温度报警值 冷凝器真空降低报警值 冷凝器真空降低保护值(停机值) 轴承座振动报警值 主蒸汽压力高报警值 主蒸汽温度高报警值 电液驱动器供油压力额定值 电液驱动器供油压力低报警 MPa MPa MPa ℃ ℃ MPa MPa mm MPa(a) ℃ MPa MPa 0.015 0.16 1.0 65 100 -0.087 Speed RPM  essages m -0.061 Status 0.06 Speed RPM  Hold Time 5.1  480 Speed RPM 3.5 Setpt RPM  2.5 On-line Prop  . Gn * On-line Int Gn * .32 33 34 35 电液驱动器供油压力低停机 电液驱动器供油温度高报警值 电液驱动器供油温度低报警值 电控油箱油位高报警值 MPa ℃ ℃ mm 1.0 60 40 +100 36 37

电控油箱油位低报警值 控制器超速停机值DEH mm r/min -100 3270 调节系统的工作原理和系统介绍 3.

系统将比一DEH抽汽式汽轮机调节系统采用数字电液调节系统（简称DEH），采用

般液压系统控制精度高，自动化水平大大提高，热电负荷自整性也高，它能实现升速（手动或自动），配合电气并网，负荷控制（阀位控制或功频控制），抽汽热负荷控通讯，控制参数在线调整和超速保护功能等。能使汽轮机制及其他辅助控制，并与DCS 适应各种工况并长期安全运行。

3.1 基本原理控制器将测量的机组实际转并网前在升速过程中，转速闭环为无差控制， 505E4 / 26

速和给定转速的偏差信号经软件分析处理及PID运算后作为给定输入到阀位控制器并与油动机反馈信号比较后将其偏差放大成电流信号来控制电液驱动器及调节阀门开度，从而减少转速偏差，达到转速无差控制，当转速达到3000/min时，机组可根据需要定速运行，此时DEH可接受自动准同期装置发出的或运行人员手动操作指令，调整机组实现同步，以便并网。 机组并网后，如果采用功率闭环控制，可根据需要决定DEH使机组立即带上初负荷，DEH实测机组功率和机组转速作为反馈信号，转速偏差作为一次调频信号对给定功率进行修正，功率给定与功率反馈比较后，经PID运算和功率放大后，通过电液驱动器和油动机控制调节阀门开度来消除偏差信号，对机组功率实现无差调节，若功率不反馈，则以阀位控制方式运行，即通过增加转速设定，开大调节汽阀，增加进汽量达到增加负荷的目的。在甩负荷时，DEH自动将负荷调节切换到转速调节方式。机组容量较小时建议可不采用功率闭环控制。 在机组带上一定电负荷后可根据需要带热负荷时可以投入抽汽控制。DEH控制器根据机组工况图对机组电负荷及抽汽压力或流量进行自整控制。 3.2 DEH系统构成

3.2.1 机械超速保安系统（详见5.1）

3.2.2 主汽门自动关闭器及控制装置（启动阀）。

主汽门能够实现远程控制及现场手动。功能结构图如下，启动阀控制主汽门执行机构（主汽门自动关闭器）上下动作进而控制主汽门开启。启动阀的操作可手动也可通过伺服电机控制，同时启动阀可以对机组挂闸（机械超速复位），在正常运行时安全油将启动阀右部切换阀顶起，接通启动油路开启主汽门，在停机时安全油泄掉，切换阀切断启动油，并泄掉自动关闭器的油缸

腔室中的油，使主汽门快速关闭。活动滑阀可在机组运行时在线活动主汽门以

妨其卡涩。具体控制可由热工继电器

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回路实现，也可由DCS软伺放实现，为确保机组安全，在停机后控制启动阀电机反向旋转（即退回启动阀）关闭主汽门。以妨事故后挂闸主汽门突然打开造成机组转速飞升。

3.2.3 伺服执行机构，主要包括电液驱动器，油动机（两套）。 电液伺服阀为动圈式双极型位置输出（积分型），作为油动机的先导机构拖动错油门控制油动机活塞动作。油动机错油 门与电液伺服阀通过连刚性机械半杠杆接。同时原错油门下的单向阀保留，在保安系统遮断状况下，事故油仍可关闭油动机。其结构原理见右 图。电液伺服阀是汽轮

机电液控制系统设计的位移转换元件，它能把微弱的电气信号通过电液放大转换为具有相当大的作—关键电 用力的位移输出。电液伺服阀主要由动圈式力马达、控制滑阀及随动活塞三大部分组成，控制滑阀

与随动活塞之间采用直接位置反馈，安装方式采用板式连接。详见电液转换器说明 书。 ）4.23.2.4 电液驱动器供油系统（详见 装置3.2.5 DEH及公司产品，其型号为WOODWORD505EWOODWORD DEH装置核心部分，主要采用美国 阀位控制器。其DRFD位微处理器适合单抽汽轮机控制用的数字控制器。它是基于32 WOODWARD 505E个字符）显示，一个有集现场组态控制和操作盘于一体。操作盘包括一个两行（246 / 26

30个操作键的的面板，操作盘用来组态505E在线调整参数和操作汽轮机起停及运行。通过操作面板上的两行液晶屏可观察控制参数的实际值和设定值。 3.2.5.1 505E控制器控制回路

505E控制器内有三个相互独立的控制器通道：转速/负荷控制PID回路、辅助控制PID回路、抽汽控制PID回路。前两者通过低选输出，另外有一个PID控制回路可串接在转速控制回路上用于串级控制。其通讯接口有三种。控制器有三种操作模式：程序模式、运行模式和服务模式，程序模式用于组态控制器的功能以适合具体的控制要求，程序模式一旦组态后不再改变，直至需要改变控制功能时。运行模式主要用于操作汽轮机启动正常运行至停机整个控制过程。服务模式可以在运行状 根据具体汽轮机控制需要通过编程组态用于相应的 本系统只.态修改设定参数，

系统 用其部分功能其框图见上图。 3.2.5.2输入及输出7 / 26

本系统控制器有两个控制回路输出为4-20mA，负载能力为360ohm（也可通过软件组态选用20-160mA，负载能力为60ohm），同时可以加颤振电流为0-10mA； 505E控制器有两个转速传感器输入，其信号输入为高选； 模拟量输入为4-20mA，有六个通道可用于组态满足具体使用，输入阻抗为200ohm。可用于功率及主汽压输入，由于只有一个通道是隔离的，当采用其余通道输入时需考虑信号隔离问题。 模拟量输出为4-20mA，有六个通道可用于组态满足具体使用，负载能力为600ohm。可用于输出某一变量，例如转速用于显示等。 接点输入为干接点，共有16个，其中4个指定：用于停机（机组正常要求常闭），外部

复位（闭合短脉冲信号），转速升高（闭合短脉冲信号）、转速降低（闭合脉冲信号）。其余接点可组态使用，用于并网运行汽轮机的控制系统必须组态两个用于发电机及电网短路器，汽机跳闸后若不带厂用电可将发电机断路器状态信号同时并在这两个接点上（机组并网正常要求常闭），另外也可组态外部停机（闭合短脉冲信号），投入解除抽汽控制（投入时为常闭，解除时为常开），外部运行（闭合短脉冲信号），抽汽升高（闭合短脉冲信号）、抽汽降低（闭合脉冲信号）。 继电器输出容量为28VDC，1A，共有八个继电器，其中两个用于指定为停机及报警，停机继电器正常带电，停机时不带电，另外抽汽机组可组态抽汽投入状态继电器，其余继电器可组态所需功能，同样也可组态停机。 505E控制器电源为24VDC/150W。 3.2.5.3 控制系统用输入测量元件

主要有测速元件，测阀位行程元件，测功及测压元件。 3.2.5.3.1测速元件

测速元件可以用磁电式或涡流式测速头，本系统采用磁电式传感器。磁电式传感器内装永久磁钢，在其端面磁头处形成磁场，一旦该处磁阻发生变化，传感器内部线圈即能感应输出响应的交流电压信号。在旋转体上安装导磁体发讯齿轮或孔板，齿轮模数大于 2，传感器可安装在径向。传感器端面距齿轮顶 1mm 左右，距离较小则感应出较大的输出信号，传感器输出为双芯屏蔽线，其屏蔽网线与双芯线中任一根相并联后再连结至505E转速测量通道“-”端。 在采用自动升速时，控制系统将控制汽轮机从零转速升速，这样需要转速传感器8 / 26

在较低转速就有控制器可以检测的输出信号，可将传感器距齿顶距离减小。 3.2.5.3.2测阀位行程元件

阀位行程用位移传感器利用差动变压器原理，将直线运动的机械位移转换成与之相对应的电量输出，从而进行阀门位移的反馈，由阀位控制器向传感器初级线圈供激磁电压，其次级线圈感应电压送至阀位控制器处理，用于阀位反馈控制。 其线性度一般可达0.1%，输出灵敏度一般为0.1-1V/mm；分辨率为0.1μm；且传感器要求测量范围宽；时间常数小；动态响应快。 3.2.5.3.3测功及测压元件

测压元件采用常规电容式两线制压力变送器，压力变送器供电可以外部供电或控制器本身供电，由于505E控制器的模拟量输入通道只有一路是隔离的，当

压力输入采用不隔离通道时，必须考虑输入隔离问题，否则须用505E本身供电（通过505E内部跳线），建议采用外供电方式。 测功元件采用发电机端功率变送器。 3.3 DEH系统功能

汽轮机组采用由数字式电液控制系统(DEH系统)实现的纯电调控制方式，并网前对汽轮机进行转速控制，在并网后对汽轮机进行负荷控制。并能在下列任何一种机组运行方式下安全经济地运行： —纯凝工况； —抽汽工况；

DEH系统的基本自动控制功能是汽轮机的转速控制和负荷（热电负荷）控制功能。负荷控制是通过提高转速设定完成的，同时它也具有其他辅助功能。 3.3.1启动升速及转速控制和保护

可以选择自动，手动，半自动三种启动方式之一，这三种方式的切换只有在停机后在控制器程序组态中改变来实现，本系统一般常用前两种方式 。 在DEH控制下可进行电超速保护试验, 机械超速保护试验。具有超速保护(109%)功能。

3.3.2 同步及自动初负荷控制

机组定速后，可由运行人员通过手动或“自动准同期”装置发出的转速增减信号调整机组转速以便并网。机组并网后，DEH立即自动使机组带上一定的初始负荷以9 / 26

防止机组逆功率运行，当不采用功频控制时控制器将不设初负荷。 3.3.3负荷控制及甩负荷

DEH系统能在汽轮发电机并入电网后可根据运行情况或电厂运行规程，运行人员通过操作控制器转速设定控制汽轮发电机从接带初始负荷直到带满目标负荷，并应能根据电网要求，参与一次调频。

系统具备开环和闭环两种控制方式去改变或维持汽轮发电机的负荷。 开环控制根据转速给定值及频差信号确定阀门的开度指令。该种方式即阀位控制方式。

闭环控制则以汽轮发电机的实发功率(或汽轮机的调节级压力)作为反馈信号进行负荷自动调节。该种方式即为功频控制方式。

负荷控制可以通过在并网后增加或减少转速设定来实现。

抽汽控制可自动或手动投入，在自动投入情况下，在抽汽菜单显示时操作投入。然后通过增加或减少抽汽压力设定即可增减抽汽负荷。投入抽汽控制时控制器将对机组热电负荷进行自整控制。

当机组甩负荷时控制器立即切换到转速控制方式并切除功率和抽汽控制。维持汽轮机在同步转速（2950r/min）下空转，以便汽机能迅速重新并网。 3.3.4操作及通讯

所有控制指令可以通过控制器本身键盘、触点、遥控或通讯方式。控制器配备有RS-232，RS-422，RS-485三种通讯接口供用户选择与DCS通讯。通讯协议采用MODBUS协议。例如转速设定升降可以通过505E面板ADJ键调节，也可以通过505E外部转速升降触10 / 26 点控制。

硬接线开关量采用干接点，模拟量采用4-20mA。

所有控制指令可以通过控制器本身键盘，遥控或通讯方式输入。下图为505E操作面板。

面板功能键介绍：

505E控制器面板由30个操作键和24个字符LED液晶显示屏组成，LED液晶显示屏可显示505E控制器在控制汽轮机过程中的所有信息，操作键可完成控制汽轮机的所有操作。 功能键描述：

SCROLL 即面板中间菱形键，在运行或组态模式时在同级菜单之间左右移动，或在同一

级菜单内上下移动。

SELECT 用于选择505显示屏中两行中的变量，只有带@符号的参数才可以通过ADJ键调

整。只有当屏幕中两行都是可调整参数（动态及标定模式时）用SELECT键及@

确定哪一行参数调整，当屏幕上只有一个变量时该键与@符号位置无关。 ADJ 在运行状态用于调整参数大小。

PRGM 当停机后该键用于选择进入组态模式，在运行模式时该键可查询组态模式参数

（参数不可修改）。 RUN 发出运行命令。

STOP 发出可控制停机命令，该键功能可在服务模式取消。 RESET 清除运行模式的报警及停机，在停机后按下该键可回到控制状态起始位置。

0/NO 输入0/NO或取消某个功能。 1/YES 输入1/YES或投入某个功能。

2/ACTR 输入2或在运行模式显示控制器的输出（驱动器位置）。

3/CONT 输入3或在运行模式显示所控制的参数，用SCROLL键可滚动显示最后跳闸原因

及达到最高转速及就地、遥控状态（如果选择该功能的话）。 4/CAS 输入4或在运行模式显示串级控制信息。

5/RMT 输入5或在运行模式显示遥控转速设定点信息。 6/LMTR 输入6或在运行模式显示阀位限制器信息。 7/SPEED 输入7或在运行模式显示速度控制信息。

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8/AUX 输入8或在运行模式显示辅助控制信息。 9/KW 输入9或在运行模式显示功率控制信息。 ./EXTR 输入小数点或在运行模式显示抽汽控制信息。 CLEAR 清除组态及运行模式下的项目退出当前状态。

ENTER 在组态模式输入新的值；在运行模式允许直接输入设定值。。 DYNAMICS在运行模式调整当前所控制的动态参数。 DECIMAL 输入小数点。

ALARM(F1)显示报警原因，可用SCROLL滚动翻屏。

OVERSPEED TEST ENABLE(F2)用作超速试验。 F3 可组态功能键。 F4 可组态功能键。

EMERGENCY SHUTDOWN BUTTON用作紧急停机。 在运行模式时，前面板30个键不是一直都处于激活状态，只有是可激活的键在被按下时，在LED屏幕上才会显示其功能菜单并可对其显示状态进行操作，当某热键（AUX、CASC，KW等）功能键没有组态时，而它们被按下时，505LED将会显示“FUNCTION NOT PROGRAMMED”信息。下面是功能键使用介绍。 当设定点步不处于遥控或跟踪时，当设定点显示时ADJ键一直处于激活状态。 当设定点步不处于遥控或跟踪时，当设定点显示时，ENTER键不论ADJ键是否一直处于激活状态，一直处于激活状态。

YES/NO当某一状态指示被显示时和是有效时，一直处于激活状态。 AUX、CASC，KW、RMT、F3、F4功能键只有被组态后才是可激活的。 SPEED、ACTR、LMTR、CONT、DYN键一直都是处于激活状态。 PRGM、RUN、STOP、RESET、ALARM键一直都是处于激活状态。 OVERSPEED TESTENBL 键只有当OSPD许可是才是可激活的。

3.3.5自诊断及系统保护 每次启动前，DEH控制器可以自诊断控制器组态，接线及内部硬件是否正常。可对运行过程中控制参数在线进行故障诊断并给出报警指示。

当机组超速或程序组态中需要保护项目处于保护状态时。DEH控制器执行停机。

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3.3.6系数调节、监测

DEH控制器可以在线调整控制参数,并监测设定参数,实际参数,及控制参数。 3.3.7阀位控制器

阀位控制器为双通道，每个通道接受505E控制器的输出信号及油动机行程反馈信号，其差值经过功放后接到电液驱动器的输入，控制电液驱动器的输出。阀位控制器内部有PI调节，可以达到较高控制精度，利用内部可调的颤振电流叠加到输出可以克服电液驱动器卡涩，零位偏置电流调整用于静态零位调整。 3.3.8具有远方挂闸，遥控开关主汽门，在线活动主汽门功能。

4 供油系统

本汽轮机供油系统是由两部分组成，一部分是由主油泵为主组成的低压供油系统，主要用于向汽轮发电机组各轴承提供润滑油及调节保安系统提供压力油；另一部分主要是叶片泵等组成的高压供油系统专为DEH中电液驱动器供油。这两部分供油系统是相互独立的。本机组推荐采用GB11120-89中规定的L-TSA46汽轮机油，在冷却水温度经常低于15℃情况下，允许用GB11120-89中规定的L-TSA32汽轮机油来代替。电液驱动器用油采用GB11120-89中规定的L-TSA46汽轮机油

4.1低压供油系统

主要包括主油泵,注油器Ⅰ,注油器Ⅱ,主油泵启动排油阀,高压交流油泵,交，

直流润滑油泵,油箱,冷油器,滤油器,润滑油压力控制器及过压阀等。 离心式主油泵由汽轮机主轴直接带动，正常运转时主油泵出口油压为

1.27MPa, 出3/min,该压力油除供给调节系统及保安系统外,油量为3.0m大部分是供给两只注油器的。两只注油器并联组成，注油器Ⅰ出口油压为0.12MPa,向主油泵进口供油，而注油器Ⅱ的出口油压为0.22MPa，经冷油器,滤油器后供给润滑油系统。

机组启动时应先开低压润滑交流油泵，以便在低压的情况下驱除油管道及各部件中的空气。然后再开启高压交流油泵，进行调节保安系统的试验调整和机组的启动。在汽轮机起动过程中，由高压交流电动油泵供给调节保安系统和通过注油器供给各轴承润滑用油。为了防止压力油经主油泵泄走，在主油泵出口装有逆止阀。同时还装有主油泵启动排油阀，以使主油泵在起动过程油流畅通。当汽轮机升速至额定转速时(主油泵出口油压高于电动油泵出口油压)，可通过出口管道上的阀门减少供油量，然后停13 / 26

用该泵，由主油泵向整个机组的调节保安和润滑系统供油。在停机时，可先启动高压电动油泵，在停机后的盘车过程中再切换成交流润滑油泵。

为了防止调节系统因压力油降低而引起停机事故,所以当主油泵出口油压降低至1.0MPa时,由压力开关使高压交流油泵自动启动投入运行。 当运行中发生故障，润滑油压下降时，由润滑油压力控制器使交流润滑油泵自动启动，系统另备有一台直流润滑油泵，当润滑油压下降而交流润滑油泵不能正常投入工作时，由润滑油压力控制器使直流润滑油泵自动启动，向润滑系统供油。

正常的润滑油压力为:0.078～0.147MPa 油压降低时要求:小于 0.078MPa 发讯号 小于 0.054MPa 交流润滑油泵自动投入 小于 0.039MPa 直流润滑油泵自动投入 小于 0.02MPa 自动停机 小于 0.015MPa 停盘车装置 注意：机组正常运行时，电动辅助油泵都应停止运行，除非在特殊情况下，允许启动投入运行。

在润滑油路中设有一个低压油过压阀，当润滑油压高于0.15MPa左右即能自动开启，将多余油量排回油箱，以保证润滑油压维持在0.08～0.15MPa范围内。 油动机的排油直接引入油泵组进口，这样，当甩负荷或紧急停机引起油动机快速动作时，不致影响油泵进口油压，从而改善了机组甩负荷特性。

4.2电液驱动器供油系统

电控专用供油系统与主轴驱动的由主油泵提供润滑系统和安全用油的主供油系统分开,以保证电液转换器用油不受污染，确保机组安全可靠地运行。 独立电控专用供油系统由油箱、叶片泵、溢流阀、单向阀、精密双筒滤油器、冷油器以及油压、油温报警、电加热器、14 / 26

等设备组成。该套油系统为双泵系统，正常运行时一台泵工作，另外一台泵备用，当油温高时可投入冷却器，当工作压力降低时可投入另外一台油泵，运行前必须确保油质合格，双筒滤油器可在线切换，滤油精度为10μ，滤油器压差大时可

报警。油箱容量为600l,泵流量为30l/min，电机功率为4KW/1500r/min，系统工作压力为3.5MPa，油质采用L-TSA46汽轮机油，油液清洁度要求达到NAS6级。油箱安装在汽机中间平台。油压高低可用溢流阀调定，两个溢流阀调定压力可相差0.5MPa。冷却水阻约0.1MPa，流量为60l/min。

5 保安系统

本系统包括机械液压保安装置和电气保护装置两部分，机组设置了三套遮断装置：运行人员手动紧急脱扣的危急遮断装置;超速脱扣的危急遮断器;电动脱扣的电磁保护装置.主要保护项目有超速，轴向位移，润滑油压降低，轴承回油温度偏高，冷凝器真空低及油开关跳闸，DEH保护停机等。当出现保护(停机)信号时，立即使主汽门，调节汽阀关闭。当出现报警信号时，声、光信号同时报警；油开关跳闸信号，可根据具体情况确定关闭调节汽阀，或者同时关闭主汽门.主汽门的关闭是通过保安油的泄放达到的，调节汽阀关闭是通过建立事故油来实现的。抽汽阀的关闭既可以通过主汽门的关闭接出的电信号,又可以通过电气保护信号直接控制。保安油的泄放通过保护部套的动作实现。事故油的建立一方面通过保安油泄放使危急继动器动作,另一方面电气保护部套(电磁保护装置)的动作,也可直接建立事故油。

5.1 超速保护装置 本系统的超速保护装置有危急遮断器、危急遮断油门、电超速保护装置和汽轮机监测系统中的转速测量装置等。

危急遮断器采用飞环式,当机组转速升至3270～3330r/min时,飞环因离心力增大克服弹簧力而飞出撞击危急遮断油门的挂钩,使其脱扣,保安油泄放,关闭主汽门, 并通过危急遮断油门建立事故油去关闭调节汽阀和旋转隔板。通过主汽门关闭接出的信号使抽汽阀联动装置动作通入压力水,抽汽阀同时迅速关闭。 电超速保护装置由时间继电器组成,控制电磁保护装置中一个电磁铁动作。当油开关跳闸时，油开关跳闸继电器的常开触头闭合，使电磁保护装置中一个电磁铁通电，受其控制的滑阀在电磁铁的作用下下移，压力油通过滑阀控制的油口建立事故油，经15 / 26

单向阀通至错油门滑阀底部，使错油门滑阀和油动机活塞动作，迅速关闭调节汽阀，以限制机组转速的飞升。在油开关跳闸继电器油开关的常开触头闭合时，时间继电器带电，经过一段时间后，其延时常闭触头断开，使电磁铁失电，滑阀在弹簧作用下复位，调节系统又恢复到电磁保护装置未动作前的状态。时间继电器恢复时间的整定值为2～4s。

转速测量装置由齿轮、传感器、监测系统中的转速表组成,当机组转速达到3270r/min时,转速表立即发出自动停机信号,去控制电磁保护装置动作,迅速关闭主汽门,调节汽阀和旋转隔板,并通过抽汽阀联动装置使抽汽阀关闭,而达到停机。

5.2 危急遮断装置及复位装置 当机组发生特殊情况，可手拍危急遮断装置紧急停机，此时可用手推塑料罩内之遮断手柄，使活塞移动，油路改变，关闭主汽门和调节汽阀和旋转隔板。重新起动时需将手柄拉出复位，使油路正常。

5.3 电磁保护装置 电磁保护装置实际由两部分组成，即两个电磁铁分别控制两个滑阀。一个电磁铁作用是接受不同来源的停机信号,接通电磁铁电路而动作,去关闭主汽门,调节汽阀和旋转隔板,切断汽轮机进汽而使其停机。信号来源可以是转速超限,轴向位移超限,润滑油压降低,轴承回油温度升高或瓦温高,冷凝器真空降低，DEH保护停机等保护信号,也可是手控开关停机信号等。另一个电磁铁接收油开关跳闸信号，其结果只产生事故油关闭调节汽阀和旋转隔板。

5.4其它保护装置 5.4.1 调节汽阀危急遮断装置--单向阀

为了防止万一主汽门因结垢或阀杆弯曲而卡涩不能关闭，本机组设有调节汽阀危急遮断装置--单向阀，当需要关闭主汽门时，它受事故油控制同时动作。事故油通至错油门滑阀底部，使错油门滑阀和油动机活塞动作，迅速关闭调节汽阀。正常运行时事故油压应位零，至少应低于0.05MPa，否则将影响正常运行。 5.4.2 危急遮断指示器

当遮断时指示遮断状态，并发出开关信号。

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5.5 机组的紧急停机

当机组转速超过额定转速的109-111%时，危机遮断器动作，使机组紧急停机。 当DEH数字控制器发出停机信号时，使机组紧急停机。 当汽机发生下列5种监视参数中的任何一种超过规定值时，均应使电磁阀动作而使机组紧急停机。

a 转速升至额定转速的109%(3270r/min) b 轴向位移超过+1.3mm或-0.7mm c 润滑油压力低于0.0196MPa d 凝汽器真空低至-0.061MPa e DEH发出停机

f 电液驱动器供油压力低达1.0MPa停机 如果机组发生其他故障，运行人员认为必须停机，或正常情况下需停机时就地用手拍装在前轴承座端面的危急遮断装置或在集控室手动电磁保护装置按钮，泄去安全油建立事故油，使机组停机。

6 汽轮机监测仪表系统

本机组采用涡流式探头监测仪表，现将本机所选用的TSI系统概述如下； 本机监测仪表系统，在汽轮机盘车，启动，运行和超速试验以及停机过程中，可以连续显示和记录汽轮机转子和汽缸机械状态参数阀门位移，并在超出预置的运行极限时发出报警，当超出预置的危险值时使机组自动停机。系统由仪表组件及相应的前置放大器和带有导线的传感器所组成。

装于汽轮机轴承座内的传感器(探头)是由接长电缆连接到相应的前置放大器的,

前置器就地装在轴承座旁的接线盒内，然后用屏蔽电缆接到装于集控室内仪表框架的相应组件板上。

涡流式探头及前置器是用来检测汽轮机的各种变量的，使其产生一个与探头

及监测表面之间的距离成正比例的信号，该信号输入监视器，监视器把输入信号转换成表的读数并为直流记录仪提供输出信号。

位移传感器用于测量机组绝对膨胀。速度传感器用于测量机组振动。 本系统由轴向位移、转速、振动项目组成。

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7 汽轮机主要测量监视讯号

汽轮机本体上设有如下重要的测量及监视讯号 7.1 测量讯号 a 汽轮机转速

b 调节汽门行程(即油动机行程用于反馈) c 高压缸热膨胀 d 转子轴向位移 e 轴承振动

f 各轴承回油温度、瓦温

g 推力轴承瓦块及径向轴承瓦块温度

h 各点油压(安全油，事故油、启动油，润滑油，主油泵进出口油，伺服油) i 汽轮机本体各点汽水压力、温度 j 汽轮机本体各点金属温度

汽轮机转速测量配四只测速头，一个用于开机转速表，一只用于TSI，两只用于DEH控制器。

本系统测量汽轮机绝对膨胀位移。它采用中频位移传感器作为传感元件，具有就地指示并能远传指示。 7.2 开关量讯号 a 主汽门关闭讯号

b 各抽汽逆止门关闭讯号 c 超速109%讯号

d 转子轴向位移停机或报警讯号 e 轴承振动报警讯号

f 各轴承回油温度瓦温停机或报警讯号 g 主油箱高低油位讯号 h 电控油箱高低油位讯号 i 电控油箱滤油器压差讯号 j 冷凝器真空停机或报警讯号

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k 润滑油压0.078MPa，0.054MPa，0.039MPa，0.02MPa，0.015MPa讯号 l 505停机或报警

润滑油路上应设有压力控制器，当润滑油压力降至0.05～0.055MPa时启动交流电动油泵(启动泵)；低达0.04MPa时启动直流电动润滑油泵。当润滑油压力低达0.02～0.03MPa时发出停机信号，使电磁保护装置动作而停机；低达

0.015MPa时则停止盘车。交流润滑油泵可以在正常停机后投入替代启动泵。 各道轴承均设有测量轴承回油温度和轴瓦温度的热电阻测点，当轴承回油温

度高达65℃时，应发出报警信号。若采用瓦温保护则轴瓦温度高达100℃发出报警信号。

7.3 联锁讯号

a 主汽门关闭停机及发电机开关跳闸甩负荷时联锁各抽汽逆止门关闭 b 保护讯号达极限时电磁阀动作停机

8 调节保安系统的调整与试验

汽轮机调节保安系统各主要部套在制造厂均经必要的试验后方才出厂。为了确保机组的可靠运行, 在电厂(站)安装后, 必须进行必要的试验。试验项目在一般情况下可按本说明书列出的进行, 但有时也可根据具体情况,经制造厂、安装单位和用户等几方面共同协商后, 适当减少或增加试验项目。 一般情况下的试验可按以下项目进行。 8.1 汽轮机静止状态下的试验 a. 液压保护系统试验; b. 热工电气保护系统试验; 8.2 汽轮机运转状态下的试验 a. 启动

b. 一些参数的考核和整定 c. 液压保护系统试验 d. 电气保护系统试验

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8.3 汽轮机静态下调试

在机组安装工作全部结束后, 现场经过清理, 就可以进行调试。

操作启动阀, 主汽门开启10～15mm(为了保护主汽门免受冲击可限制自动关闭器行程)。

8.3.1.1 手拍危急遮断装置试验

按动手柄, 行程为12mm, 主汽门、调节汽阀、旋转隔板应关闭, 抽汽阀联动装置动作, 热工系统发停机信号, 危急遮断指示器指示“遮断”。 8.3.1.2 危急遮断油门试验及复位试验

通过前轴承座上手孔拨动危急遮断油门挂钩, 使其脱扣, 危急遮断指示器指示“遮断”，主汽门、调节汽阀、旋转隔板关闭, 抽汽阀联动装置动作,。然后操作危急遮断及复位装置复位手柄 ,危急遮断油门“复位”, 危急遮断指示器指示“正常”。也可操作启动阀复位。 8.3.1.3 启动阀试验

操作启动阀控制主汽门自动关闭器开启及复位危急遮断油门。同步器在最上端时建立复位油，其下移5mm时切断复位油，并开始建立启动油，开启自动关闭器。8.3.1.4 电控油箱试验

系统安装完毕后，不应使机组立即投入运行，而应取下电液转换器，用随机提供的专用冲洗板将电液转换器联结板上的P口与T口短路进行局部循环冲洗，如果滤油器不堵塞发讯，则至少冲洗8小时，然后清理电液转换器前的滤油器并更换滤芯继续循环冲洗2小时，进行油质检测合格后再安装上电液转换器，进行

系统油路冲洗。

开启电动油泵，调整油压在3.5MPa。控制油压低油泵切换试验。 8.3.1.5 调节系统DEH的阀位标定

DEH 系统电气部件接线必须正确，特别注意高、低电压回路、干接点回路与继电器回路不得接错。否则通电会损坏电气部件（505E、阀位控制器）。电液控制系统供油正常，机组启动油泵启动，首先按照油动机、电液传动机构等图纸对错油门及电液转换器进行初步找中，电液转换器在电流为零时（此时向电液伺服阀供油），其输出位置在零位这时可以调整杠杆机构使错油门在中间位置，即油动机可以停留在某一个位置，为确保机组安全，可以使油动机缓慢向关闭方向移动，调好后可锁紧调节螺母。接着可采用可提供双级性电流的电流源向电液转换器SVA9供电（电流范围±250mA20 / 26

之内），控制油动机全关或全开，然后通过阀位控制器对油动机阀位进行阀位标定（按油动机实际行程对阀位控制器显示进行调零、调满，接着利用4-20mA信号源对反馈进行调零、调满）。 8.3.1.6 调节系统DEH的模拟试验

DEH标定后，可以对DEH进行模拟试验：利用信号发生器模拟转速信号，可以模拟机组启动，模拟并网，可以通过505E操作面板键操作例如增加转速设定可增加油动机开度。同时可以通过模拟抽汽压力试验抽汽工况 8.3.2 热工电气保护系统试验

该项试验指当前汽轮机本体电气保护信号发出后, 电磁保护装置动作,主汽门、调节汽阀、低压旋转隔板、抽汽阀关闭, 同时联锁505E停机，另外通过505E停机联锁热工保护系统停机。

8.4 汽轮机运行状态下调试

当汽轮机静止状态下的调试工作全部结束后, 即可按启动规程启动机组。当机组转速稳定以后, 便可进行运行状态下的调试。 8.4.1 启动

按程序暖管暖机后, 用高、低压油系统供油。在升速过程中当主油泵出口油压稍高于高压电动油泵出口油压时, 逐渐关小高压电动油泵出口阀门, 直到即将关闭时,

停高压电动油泵。

新机组第一次启动时应该采用现场手动启动，到最小控制转速时，用505键盘控制机组到定速。在主汽门及调节汽阀严密性试验合格后可采用自动启动。另外手动与自动启动的切换只有在停机时改变，但在自动方式时也可外界人为干预。下图为转速菜单图。现场启动时建议采用手动启动或自动启动。 8.4.1.1现场手动启动

当选手动启动方式时，其程序为先将控制器复位（按下RESET键），清除所有报警机停机信号，若设置启动允许，按下外部启动允许按钮，此时控制器将低压油动机全开，高压油动机全关，接着操作控制器发出运行命令（按下RUN键），转速设定点自动升到最小控制转速，此时全开调节汽阀。电动主汽门关闭，主汽门全开，利用电动门旁通阀升速，当手动升速达到设定值（控制器程序组态时设定例如21 / 26

2700r/min）时控制器投入控制，接着利用控制器将转速升到额定值，控制器控制转速后可全开电动主汽门。 8.4.1.2自动启动

当选用自动启动方式时，其程序为先将控制器复 SPEED

键），清除所有报警机停机信号，若位（按下RESET 设置启动允许，按下外部启动允许按钮，此时控制器将低压油动机全开，高压油动机全关，打开主汽门、电动主汽门，接着操作控制器发出运行命令，控制器 可以根据停机时间长短（自诊断汽机处于冷态，热态或二者之间），作出相应的升速率及暖机时间，控制

定速。在自动升速过程中，自动完机组到3000r/min 成冲转、低速暖机、自动过临界、中速暖机、等待机组并网。升速过程,3000r/min定速、自动同期可以由运行人员面中的暖机时间也可根据现场情况, .Off-line Prop Gn *  板操作升速停止或继续。 * Off-line Int Gn  .”键，可以显示转速机组运行后，按下“SPEEDRPM Speed  ”翻屏，图中第一、二屏只在自菜单，通过“SCROOL % Spd Output PID 动启动中出现，显示升速状态、暖机时间，第三屏通 ADJ”在并网前调整转速，并网后调整负荷。后三屏与现场运行无关。过“ 运行时主要参数的考核和整定8.4.2

在定速运行时必须对一些参数进行观察是否达到设计值。 8.4.3 液压保护系统试验 8.4.3.1 手拍危急遮断装置试验危急遮断指示器指示 按下手柄主汽门、调节汽阀、旋转隔板、抽汽阀关闭, , “遮断”。 8.4.3.2机械超速试验键提升转速，键盘505EADJ以下时直接利用3210r/min在,操作控制器使汽轮机升速

键来升速，当转速达键和F2若危急遮断器不动作须继续提升转速，则需要同时按下ADJ超速F2时3270r/min内部超速保护值，此时若松开505键闪烁（表明转速达键则F2505E22 / 26

保护停机，若不松开则继续升速做机械超速试验） 当转速升至3270～3330r/min范围内某一值时,危急遮断器飞环应飞出, 否则,应调整危急遮断器调节螺母。调节方法和调整量参见该部套总图中《技术要求》。飞环飞出与否, 以试验时主汽门、调节汽阀等关闭和危急遮断指示器指示“遮断”为准。试验按电力部《汽轮机运行规程》作三次。危急遮断器复位转速可不作严格考核, 但不能过低。 8.4.3.3 喷油试验阀试验

喷油试验在额定转速下进行, 汽轮机空载时利用505E降低转速至2800r/min左右,

试验前,慢慢旋转喷油试验阀的手轮, 试验油即充入危急遮断器飞环, 再升速至2920±30r/min, 飞环应飞出使危急遮断油门动作。此动作转速是与不喷油时作超速试验动作转速相对应的。如相差较大, 可适当改变喷油阀小孔的直径。在危急遮断油门动作的同时, 危急遮断指示器指示“遮断”。 8.4.4 热工电气保护系统试验

试验的目的在于热工保护回路出现保护信号后, 证实液压回路工作的可靠性。即电磁保护装置动作, 主汽门, 调节汽阀, 旋转隔板、抽汽阀关闭,505E停机。

8.4.5 并网带负荷

空负荷试验结束后, 可进行并网带负荷, 按运行规程并网带负荷。加减负荷操作可以通过505面板操作“ADJ”增减转速设定来实现。转速升降端子实现转速设定也可由接点控制，即505

EXT

。（该端子可以接至电气或 8.4.6投抽汽kgf/cm2 Ext Input DCS）

Setpt ”键面板上按下“EXT 做好投抽汽前准备，在

505显示抽汽控

制状态参数，这在菜单中第一屏输入所需kgf/cm2 Ext Input

disenable Extration is ”键，当屏幕显YES抽汽压力值，在第二屏中按下“”表示抽汽控制投入，此时打开示“Extration in control  Prop Gn * .Ext . Ext Int Gn * 抽汽管道阀门即可送汽。。 .  Ext Droop

Ext PID Output

调节保安部套的主要安装数据 9

调节保安系统各部套在电站安装时允许解体清洗。安装时应保证图纸所注明的安 装间隙，测速传感器、位移发讯器的安装则应达到各保护说明书的要求。以下列出几23 / 26

项主要安装数据：

9.1 危急遮断器(Z109.31.01)和危急遮断油门(Z109.31.02)安装间隙

A=1.0±0.2

汽轮机监测保护装置的安装9.2

汽轮机监测保护装置包括转速，轴向位

移，振动，转速和轴向位移探头用转速测量装置安装于前轴承座内，胀差探头用

其安装支架安装于后汽缸联轴器处，振动速度传感器安装于轴承盖上。探头与被测体安装间隙 及仪表调试详见仪表使用说明书。

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