汽輪機OPC與AST遮斷系統

為了防止汽輪機在運行中因部分設備工作失常可能導致的汽輪機發生重大損傷事故,在機組上裝有危急遮斷系統。危急遮斷系統監視汽機的某些運行參數,當這些參數超過其運行限制值時,該系統就送出遮斷信號關閉全部汽輪機蒸汽進汽閥門。

被監視的參數有如下各項:汽輪機超速、EH油壓低、真空低、潤滑油壓低等。

汽輪機OPC與AST遮斷系統

危機遮斷系統的主要執行元件由一個帶有4只自動停機遮斷電磁閥(20/AST)和2只超速保護電磁閥(20/OPC)的危急遮斷控制塊(亦稱電磁閥組件)、隔膜閥、空氣引導閥、壓力開關等組成。


汽輪機OPC與AST遮斷系統

汽輪機OPC與AST遮斷系統

一、危機遮斷控制塊

主要部件:

1)4只AST(危急遮斷)電磁閥

2)2只OPC(超速保護)電磁閥

3)2只逆止閥

4)內部各元件連接通道

危機遮斷控制塊主要功能是為啟動停機危急遮斷(AST)與超速保護控制(OPC)母管之間提供接口。控制塊上面裝有六隻電磁閥(四隻AST電磁閥,二隻OPC電磁閥),內部有二隻單向閥,控制塊內加工了必要的通道,以連接各元件。

二個單向閥安裝在自動停機危機遮斷(AST)油路和超速保護控制(OPC)油路之間,當OPC電磁閥通電打開,單向閥維持AST的油壓,使主汽門和再熱主汽門,保持全開。當轉速降到額定轉速,OPC電磁閥失電關閉,調節閥和再熱調節閥重新打開,從而由調節汽閥來控制轉速,使機組維持在額定轉速,當AST電磁閥動作,AST油路油壓下跌,OPC油路通過兩個單向閥,油壓也下跌,將關閉所有的進汽閥而停機。


動作原理:

OPC電磁閥失電關閉,帶電動作;寧可拒動,不可誤動。

AST電磁閥帶電關閉,失電打開;寧可誤動,不可不動。


二、AST電磁閥

在正常運行時AST通電勵磁關閉,從而封閉了危急遮斷(AST)母管上的抗燃油洩油通道,使所有蒸汽閥執行機構活塞下腔的油壓能夠建立起來。

當電磁閥失電打開,則總管洩油,導致所有汽閥關閉而使汽機停機。4只電磁閥(20/AST)是組成串並聯佈置,這樣就有多重的保護性。每個通道中至少須一隻電磁閥打開,才可導致停機。四隻AST電磁閥中任意一隻損壞或拒動作均不會引起停機,同時也提高了可靠性。

AST電磁閥動作原理:

4只AST電磁閥分為兩個通道。通道1包括20-1/AST與20-3/AST,而通道2則20-2/AST與20-4/AST。每一通道由在危急遮斷系統控制櫃中各自的繼電器保持供電。危急遮斷系統的作用為,在傳感器指明汽輪機的任一變量處於遮斷水平時,打開所有的AST電磁閥,以遮斷機組。系統設計成在任一電磁閥故障拒動時,不會影響系統功能。這就是如前所述,設計成兩相同獨立通道的原因。每一通道有其本身的繼電器、電源和監測所有汽機遮斷變量的能力。遮斷汽輪機需要兩個通道同時動作。如果發生一偶然性遮斷事故,至少在每一通道中有一AST電磁閥應動作,才能遮斷汽輪機。每一通道可以分開地在汽輪機運行時作試驗而不會產生遮斷或實際需要遮斷時拒動。在試驗時,通道的電源是隔離的,所以一次只能試驗一個通道。

汽輪機OPC與AST遮斷系統

圖中白色實線表示高壓油,紫色虛線表示無壓回油,綠色實線表示AST油。四個AST電磁閥分別是1、2、3、4。1、3一組,2、4一組。我們先以圖中AST1閥為例,介紹一下(注意,只看圖中AST1部分)。AST1是個二級閥,電磁閥帶電後,圖中上方Y型的小閥關閉,高壓油進入後形成壓力腔室,頂住圖下側閥座,封住AST油通道。反之,電磁閥失電,上方小閥打開,高壓油卸掉,下方閥座在彈簧作用下打開,AST油卸掉。但AST1中的AST油只能卸到AST2、4中,如果2、4中沒有一個動作,AST油是卸不掉的。所以,一組中至少有一個閥動作,才能卸掉。就是說,4個閥中任何一個誤動,AST油壓是卸不掉的。如果動作時,任何一個拒動,都不會造成油壓無法卸掉。


三、ASP油壓:

正常情況下ASP油壓等於AST油壓的二分之一。ASP油管裝有兩支大小相同的截流孔,截流孔使AST油可以通過但又不至於洩掉,兩支截流孔中間又有兩支管分別接至1、3號電磁閥的出口,而兩個截流孔中間的油壓就稱之為ASP油壓。因為這兩支截流孔前為AST油壓,之後為回油管道即無壓,所以ASP油壓正好是AST油壓的二分之一。

汽輪機OPC與AST遮斷系統

ASP油壓作用:

假如ASP油壓上升,說明1、3號電磁閥有一支不嚴;

假如ASP油壓下降,說明2、4號電磁閥有一支不嚴。

所以ASP油壓可以稱之為狀態油壓,就是監視四支AST電磁閥狀態用的油壓。

汽輪機OPC與AST遮斷系統

汽輪機OPC與AST遮斷系統

四、OPC電磁閥

OPC電磁閥對超速保護信號起反應,由DEH控制。萬一發生甩負荷(超過30%),或者超速到額定值的103%時,則DEH將給電磁閥約3秒的脈衝信號,電磁閥打開,將OPC油快速洩放到回油管。調節汽閥與再熱調節閥將迅速關閉。

當汽輪機轉速稍稍降低後,將切斷電磁閥電源,電磁閥將關閉。DEH控制調節汽閥,調節汽輪機轉速在同步轉速。

系統中提供兩個OPC電磁閥,作為雙重保護,以防止一隻閥失效,而使OPC控制失效,為機組留下超速隱患。


五、隔膜閥

隔膜閥連接著低壓安全油系統與EH油高壓安全油系統,其作用是當透平油系統的壓力降到不允許的程度,可通過EH油系統遮斷汽輪機。(正常運行壓力0.7MPa,壓力低報警0.25MPa)

隔膜閥裝於前軸承座的側面,當汽輪機正常運行時,低壓安全油通入隔膜上面的腔室中,克服了彈簧力,使閥保持在關閉位置,堵住EH危急遮斷油母管通向回油的通道,使EH系統投入工作。

機械超速遮斷機構或手動超速試驗槓桿的單獨動作,或同時動作,均能使低壓安全油油壓力降低或消失,打開隔膜閥閥門把EH危急遮斷油排到回油管,AST安全油迅速失壓將關閉所有的進汽閥。

汽輪機OPC與AST遮斷系統

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六、空氣引導閥

空氣引導閥安裝在汽輪機前軸承座旁邊,該閥用於控制供給氣動抽汽逆止閥的壓縮空氣,油缸控制閥門的打開而彈簧提供了關閉閥門所需的力。當OPC母管有壓力時,油缸活塞往外伸出,空氣引導閥的提升頭便封住“通大氣”的孔口,使壓縮空氣通過此閥進入抽汽逆止閥的通道,打開抽汽逆止閥;當OPC母管失壓時,該閥由於彈簧力的作用而關閉,提升頭封住了壓縮空氣的出口通路,而切斷了抽汽逆止門的壓縮空氣氣源,抽汽逆止門失去氣壓後迅速關閉,防止向汽輪機裡面倒汽,從而防止汽輪機超速,保護汽輪機。

汽輪機OPC與AST遮斷系統

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