300MW中间再热凝汽式汽轮机调节保安系统说明书
资料编号：71.K156-7
N300-16.7/538/538型
300MW中间再热凝汽式汽轮机
说明书
调节保安系统说明
发布实施
中华人民共和国
上海汽轮机有限公司发布
资料编号：71.K156-7
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编制：徐学渊
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目次
1.0 概述
2.0 EH供油系统
2.1 系统组成及原理
2.2 系统设备
2.3 系统运行
3.0 EH油动机及危急保安系统
3.1 系统工作原理
3.1.1 油动机
3.1.2 危急遮断控制块
3.1.3 EH油压低试验块
3.1.4 隔膜阀
3.1.5 空气引导阀
3.2 系统设备
3.2.1 主汽门油动机
3.2.2 高压调节汽阀油动机
3.2.3 再热主汽门油动机
3.2.4 再热调节汽阀油动机
3.2.5 危急遮断控制块
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3.2.6 EH油压低试验块
3.2.7 隔膜阀
3.2.8 空气引导阀
4.0 机械超速遮断系统
4.1 系统构成
4.2 超速遮断机构
4.3 超速遮断阀自动复位装置
4.4 超速遮断机构校验装置
4.5 综合安全装置
5.0 控制系统维护导则
5.1 一般导则
5.2 抗燃油供货商
5.3 防止抗燃油变质
5.4 抗燃油容器及输送工具
5.5 新抗燃油的典型特性参数
6.0 高压EH油系统冲洗说明
6.1 系统冲洗的准备
6.2 将EH油加入系统
6.3 冲洗
6.4 系统清洁度的测定
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6.5 系统恢复
7.0 附图：
图2-1 EH供油系统原理图
图2-2 EH油动机及保安系统原理图
图2-3 EH油箱组件
图2-4 EH油泵（柱塞泵）
图2-5 EH油箱控制块逆止阀
图2-6 EH油箱控制块溢流阀或油动机卸荷阀
图2-7 精密滤器组件（硅藻土）
图3-1 主汽门油动机
图3-2 快速卸载阀
图3-3 电液伺服阀结构
图3-4 电液伺服阀原理
图3-5 调节汽阀油动机
图3-6 再热主汽门油动机
图3-7 再热调节汽阀油动机
图3-8 危急遮断控制块
图3-9 电磁阀
图3-10 EH油压低试验块
图3-11 隔膜阀
资料编号：71.K156-7图3-12 空气引导阀
图4-1 超速遮断机构
图4-2 超速遮断机构原理图
图4-3 超速遮断阀复位装置
图4-4 超速遮断机构校验装置
1.0 概述
K156汽轮机的调节保安系统采用数字式电调系统（DEH），液压部分采用高压抗燃油系统（EH）。DEH硬件为了实现与DCS硬件的一体化，选用了FOXBORO公司的I/A’S系统、西门子西屋的OVATION系统等，在资源共享、通讯等方面获得了很好的效果。
本调节保安系统大致可分为DEH系统（电子部分），EH供油系统，EH 油动机，危急保安执行机构、TSI和ETS系统几大部分。
DEH系统的硬件设备、软件特点、组态方法等可参阅相关硬件供货商的有关专著，DEH功能描述和使用说明另有专门的说明书说明，本文省略。
EH系统的总的功能是接受DEH信号操纵汽轮机的进汽阀以调节通过汽轮机的蒸汽流量。EH系统可分为EH供油系统、油动机及危急保安执行机构等几大部分。
EH供油系统是以高压抗燃油作为工质，为各油动机及安全部套提供动力油源并保证油的品质。
EH油动机直接控制汽阀的开闭，共有主汽门油动机2台，高压调门油动机4台，再热主汽门油动机2台和再热调节汽阀油动机2台。油动机的开启、关闭或开度的大小均由DEH的电信号控制，同时还设置接受ETS停机信号时的快关功能，本文对每种油动机的结构、功能、操作、维护等都
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逐一进行介绍。
危急保安执行机构由危急遮断控制块、隔膜阀、超速遮断机构和综合安全装置等组成，为系统提供超速保护及危急停机等功能。
TSI 和ETS 系统是监测汽轮机的状态，综合各种停机信号，并经PLC 逻辑运算后发出停机信号的装置，为安全起见，各个通道设置了在线试验功能。关于TSI 和ETS 系统，另有专文说明，本文省略。
另外，本文还包括了“控制系统的维护导则”及“高压EH 油系统冲洗说明”等内容。
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2.0 EH 供油系统
2.1 系统组成及原理
参阅“图2-1 EH 供油系统原理图”
为了控制油温，油箱底部装有电加热器（早期产品配置浸入式电加热器）（HTR/EHR ），由温度开关（23/HER ）自动控制其启停；在有压回油母管上配置了冷油器，由温度控制器（23/TCD ）和电磁阀（20/CW ）自动控制或手动操作冷油器出水截止阀实行油温手动控制，当油温仍不能下降到正常范围时还可以启动冷却循环泵，进一步冷却油箱中存油的温度。
油箱上配有磁翻板式液位计和液位开关（71/FL1、2），用于显示实际液位和在液位高于或低于正常范围时报警以及在液位过低（肯定是系统中油大量外泄造成）时联动停泵。
从油箱盖向下插入油中的几根磁棒是为了吸附油中磁性颗粒。
在油箱下方布置了2组相同容量、并联运行的EH 主油泵，可以互为备用，油泵上配置了调压阀，可以调节系统油压，油泵的输出流量则是根据系统的需用量自动调节。每台油泵配有吸入口滤芯和出口滤芯，出口滤芯配有压差开关（63/MPF-1、2），在滤芯压差大于整定值时发出报警信号。油泵出口的流量计（FIC-P1、2）可以时刻监视油泵的输出流量。油泵出口
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逆止阀是为了保护处于备用状态的油泵不受到高压油的反向冲击。
每组油泵进出口上都配置了隔离截止阀，供在线维修用，正常工况下均应处于打开状态。
高压母管上配置的溢流阀的压力设定值一般要高于油泵出口油压2MPa 以上，正常工作时应处于关闭状态，仅在油泵调压功能故障，为系统免遭高压冲击而设，实际就是一个安全阀。如果溢流阀的压力设定值过于接近系统油压，就会有少量高压油通过溢流阀直接回油箱，不仅浪费能量，还会造成油箱油温的升高。
EH 油箱上显示系统油压的压力表（GA4080、4090、4100）共有3块，分别显示油泵出口压力和系统压力，同时还可以依此观察油泵出口滤芯的上、下游压力，得出具体压差值。
高压母管上配置的压力变送器（XD/EHP ）可以将EH 系统油压送到电厂集控室显示，为电厂运行人员提供监视信号。
蓄能器是为了稳定油泵出口油压。
压力开关（63/MP ）的信号接点串入EH 主油泵的自动启动回路，以便在系统油压下降到整定值时自动启动备用油泵。该压力开关前设置了一个节流孔，压力开关后设置了一个手动截止阀和一个电磁阀（20/MPT ），
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用于对备用油泵作定期活动试验。当遥控给电磁阀送电或到现场打开截止阀时，压力开关（63/MP ）就会接收到系统压力低的信号，将备用油泵启动起来，但由于节流孔的存在而不会影响系统的实际油压。试验成功，将电磁阀或手动截止阀恢复后，压力开关上的油压会自动恢复，然后必须手动操作停止启动起来的备用油泵，因为除了EH 油箱油位低-低外，任何情况下EH 主油泵都不会自动停止。
EH 冷却系统交流马达和泵是当油箱中油温在回油冷油器投运后仍然踞高不下时投运，可以有效地降低油箱中存油的油温。
滤油器系统交流马达和泵有2个回路，一个是投运精密滤器，以改善抗燃油的含水量、酸值和电阻率等；另一路是通过一个滤芯（配有差压开关63/MPF3）以改善抗燃油中杂质颗粒的含量。精密滤器又称再生装置，由一个硅藻土滤芯和一个纤维素滤芯串联而成，在早期不配置过滤循环泵时，采用高压母管旁路布置方式，在进油口配置节流孔减压和控制流量。硅藻土具有吸附酸根离子和水分的功能，纤维素滤芯位于硅藻土滤芯的下游，是为了阻挡硅藻土粉末状颗粒进入EH 油中，避免对油质造成污染。另外，硅藻土吸附能力有限，如油质恶化较严重时，很容易饱和失效，需频繁更换滤芯。新产品使用了一种离子交换树脂型再生装置，其滤芯分阳
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离子型和阴离子型2种，可以高效吸附EH 油中的离子状污染物，而且消除了滤芯材料本身对EH 油造成粉末污染的危险。但树脂滤芯没有吸收水分的功能，相反，在离子交换过程中还会产生水分，而水分对EH 油来说是一种加剧老化的催化剂，为此，配置离子交换树脂型再生装置后，还要配置脱水型过滤装置，并与离子交换树脂型再生装置同时投运。
系统有压回油在进入冷油器之前，先流经一个回油滤芯，可以在系统正常运行过程中使油的清洁度不断地改善。若该滤芯长期使用后污染较严重时，差压开关（63/ORF ）就会发出报警信号，同时回油压力开关也会在此时报警，仅仅是由于整定点的偏差而会有些先后，此时就应更换回油滤芯。
2.2 系统设备
2.2.1 抗燃油
在高压供油系统中必须使用三芳基磷酸脂型的合成油，请严格地遵循油制造公司的有关指导，包括油的使用，贮存，处理等要求见5.2。
2.2.2 油箱组件
如图2-3“EH 油箱组件”所示，其设备有：
1、一个有足够容量的不锈钢油箱。
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在油箱顶部的人孔装有一个由螺栓联接的盖板。油箱底部有一个手动的泄放阀，配有多个油泵吸油口和回油口。
2、相同容量的两个主油泵。
每个油泵通过柔性联轴器分别与驱动马达相联。每个油泵设计成可连续工作，并布置在油箱的下方，以保证正吸入头。
油泵的结构如图2-4所示。这是一种恒压变流柱塞泵，油泵的输出流量会根据系统的用油量自动调节，压力调节螺丝（28-11）用于调节油泵输出油压，该油压作用于套筒（21）内，套筒顶在可倾盘（9）上，与弹簧（19）力相平衡，系统用油量增大，油压就会降低，弹簧（19）就会将可倾盘（9）以枢销（10）为支点的倾斜角加大，使每个柱塞（6）在电机旋转一周过程中在筒体（3）中的轴向位移量加大，即吸排油量加大，油泵的输出流量加大，满足系统用油量后达到新的平衡点；反之，套筒（21）推动可倾盘（9），会使油泵输出流量下降，达到较小流量时的平衡点。由此可以看到，这是一种有差调节，流量加大会使输出压力略有下降，反之，会使输出压力略有升高。调节螺丝（22）限制套筒（21）退回的最大行程，当套筒（21）退到靠上调节螺丝（22）时，象征着油泵达到了最大流量，如此时油泵的输出流量仍不能满足系统的用油量，泵的输出压力就会不受控制地下降。
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调整调节螺丝（22）的位置可以调节油泵的最大流量，一般将调节螺丝（22）的位置确定在油泵最大流量为额定值。当流量极小时，可倾盘（9）上的压力盘（16）的平面将接近与泵的旋转轴线垂直，故该种泵短时间的闷泵运行不会损坏。由于该种泵工作时滑靴（7）将在压力盘（16）上高速磨擦，磨擦面间的静压力的大小与泵的输出压力成正比，磨擦面间必须有高压油润滑，泄出的润滑油直接排在泵的壳体内，所以必须在泵壳上接一根回油管到油箱，位置可在安装螺塞（58）处，同时还必须注意在泵壳内无油时不要让泵高速运转，避免不必要的损坏。
3、2套循环泵组。
1套用于冷却循环，一套用于过滤循环，油泵均为相同的叶片泵。正常运行时都不必投运。泵组上布置了可接软管的吸油口，在经过相关阀门的适当操作后，可以通过软管从油桶中吸油，即兼具了加油装置的功能。
4、每一个泵吸油管上都安装了滤网，可以在相关的泵停运时更换滤芯。
5、一个EH 油箱控制块组件装在油箱顶部。它加工成能安装下列部件： a 、 2个滤芯式3微米金属丝网滤器，一个泵出口通一个滤芯，每个滤器均分开安装及封闭。这些滤芯可以清洗和重新使用，但必须要按专门的清洗技术进行。
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b 、 两个逆止阀（如图2-5）装在每个泵的出口侧高压油路中，位于控制块中滤器的下游。
c 、 一个溢流阀（如图2-6）位于逆止阀的下游。用来监视油压，并且当油压高于设定值时，将油送回油箱。
d 、 2个截止阀正常时全开，手动关闭其中的一个阀门，就使得控制块中对应的部分与高压油总管隔绝，便可对此部分的滤器、逆止阀以及泵进行在线维修。关闭其中的一个阀门，只隔绝双重系统的一路，不会影响汽轮机的运行。
6、四根装有磁钢的空心不锈钢杆全部侵在油中。每个杆可以分别拆出进行清洗。
7、一个磁翻板液位计，用于显示油箱中的液位。在液位计上还配置了液位报警开关，当液位改变时，推动开关机构。它们的控制安排如下：
a 一个液位报警装置使低液位报警开关及低—低液位遮断开关（与停泵联锁）动作。
b 一个液位报警装置使高液位报警开关及低—低液位报警开关动作。
8、一个针阀装在油泵压力开关邻近油路上。可用于对备用油泵启动开关进行控制，定期进行备用油泵启动试验。与针阀并联配置了一个电磁阀，
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便于进行遥控试验。
9、一个数显式的温度控制器，安装在油箱端子箱的侧面，显示油温，兼有温度开关功能。
10、一个弹簧加载逆止（溢流）阀装在一路泄回油箱的旁路管路上，这样可在冷油器和回油滤芯堵塞时和/或回油压力过高时，使回油旁路绕过回油滤芯和冷油器，避免有压回油管中压力过高。
11、两个冷油器装在油箱边上。冷却水在管内流过，而系统中的油在冷油器外壳内环绕管束流动。冷却水量可手动控制或由电磁阀自动控制，电磁阀的动作信号取自温度控制器。
12、冷油器上游配置了回油滤器，可以改善油质。
13、一个端子箱装有接线端子排及以下的压力开关组件：
a 、2个压差开关（63/MPF-1和63/MPF-2）。每个压差开关指示出装在主油泵出口油路上的滤芯进口侧与出口侧的压差。如果压差达到大约0.69MPa ，则开关就会发出报警信号，以表示此滤器被堵塞，并且需要清洗或调换。新产品增加了过滤循环滤器压差开关（63/MPF-3）和回油滤器压差开关（63/ORF ），整定值在0.21MPa 。
b 、一个压力开关（63/MP ）感受油系统的压力过低信号，调整到当压
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力低至10.4～11.1MPa 表压时，接点闭合，并启动备用油泵。
c 、一个压力开关（63/HP ）感受油系统的压力过高信号，调整到当压力高至16.1～16.4MPa 表压时，接点闭合，并发出报警信号。
d 、一个压力开关（63/LP ）感受油系统的压力过低信号，调整到当压力低至9.31～10.2MPa 表压时，接点闭合，并发出报警信号。
e 、一个压力开关（63/PR ）感受有压回油压力过高信号，调整到当压力高至0.21～0.27MPa 表压时，接点闭合，并发出报警信号。在部分老产品中取消了该压力开关。
14、一个气——液式高压蓄能器装在油箱的旁边，用来减小系统压力波动。
此蓄能器是一个有丁基橡胶气囊的油缸。气囊内预先充进的氮气压力与外侧油系统中的油压相平衡。此蓄能器通过一个蓄能器块与油系统相连。蓄能器块上有一个截止阀能够将蓄能器与系统隔绝。以进行充气压力检查、重新充气或维修。蓄能器氮气一侧有一个压力表，用以检查充氮压力，某些进口蓄能器产品不配压力表，而是提供一个手提式测压工具。
2.2.3 精密滤器
如图2-7所示，精密滤器组件是一个硅藻土滤器串联一个波纹纤维滤
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器组成。此精密滤器组件是位于高压油总管节流孔后的管路上，此节流管路（装有一个通常关闭的阀门）将使大约每分钟3.8升的油流过滤器组件，送回油箱。
此精密滤器组件中的硅藻土过滤器可以被旁路，此时油仅通过波纹纤维滤器，此种运行方式一般是在波纹纤维滤器中的滤芯第一次通油时，一般需要3~4小时，使滤芯得到充分滋润，达到良好的过滤效果后才能投运硅藻土滤器。此旁路管路是经节流孔的，并且装有一个通常关闭的阀门。每个滤器还装有一个压力表，当滤器中的滤芯需要更换时，此压力表就指示出不正常的高压力（高于0.21MPa ）。
硅藻土滤器以及波纹纤维滤器均为可调换滤芯的型式。当管路上的阀门关闭时，滤器盖可以拆去，以便调换滤芯。盖与外壳的连接处装有垫片，以保证不漏油。如果任一个滤器油温在43.3℃至54.4℃之间，压力高达0.21MPa 表压时，就需要调换滤芯。
新产品配置了一种离子交换树脂型再生装置（如图2-3右下角），代替原来的精密滤器组件。根据油质情况的不同，可以选择投运阳性离子或阴性离子滤芯。同时，还需配置脱水装置，与离子交换树脂型再生装置同时投运。
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2.2.4 高压蓄能器
辅助气液式高压蓄能器装在2个支撑架上，每个支架安装2个蓄能器，布置在汽机两侧主汽阀——调节汽阀组件近旁。每个蓄能器均装有一个测量气压的压力表（某些进口产品不配压力表，而配测压工具），各个蓄能器均与一个集合块相连。此集合块可通过阀门隔绝任何一个蓄能器，以进行充气压力检查、重新充气或检修。
2.2.5 回油蓄能器
四个气液式低压蓄能器装在有压力回油管上，它们作为缓冲器，在负荷快速卸去时，吸收回油系统中的油。蓄能器由一个橡胶气囊和钢外壳组成，橡胶气囊是用来将气室与油室分开的，气囊中充有0.207MPa 的干燥氮气，外壳上装有与橡胶气囊相连的充氮防护气体阀。
2.3 系统运行
正常运行时，高压油系统所需的初始压力是从高压油箱通过1号或2号电动泵所提供的。这两个泵容量相同，并且当系统压力低于原先设定的最低值时，备用泵就会自动启动。两个泵均可通过控制开关手动控制。通过与出口管路相连的压力开关可以对两个泵中的任何一个实现自动启动，此压力开关通过一继电器来启动停着的备用泵。
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如果供油系统在环境温度低的场合下运行，就需要加热器。最好不要低于21℃长期运行，在任何情况下不得低于10℃下运行。
如果油温低于21℃，但高于10℃，则可采取下列紧急步骤：
将高压溢流阀调节螺钉调节到最低压力的位置并且启动一个泵，将调节螺钉调到使出口压力维持在3.5MPa 表压的位置，使泵运行一段时间，当油温达到15.6℃时，将压力慢慢调到7.1MPa 表压，为了加速温度上升的速度，另一个泵也可启动以加快加热的速度。
注意：
如果泵的噪音及振动水平显著增加，则通过减少溢流阀调整值来减少出口压力。
一旦油温达21℃，则备用泵就可停止，并且重新将溢流阀调整到原来的位置。调整值见“透平控制整定值”。
重新整定溢流阀：
（1）将溢流阀螺钉调进，以保持压力为16.2-16.6MPa 表压；
（2）锁紧此调节螺钉。
注意：
上述步骤仅是在紧急情况下采用，不推荐在这样的紧急情况下进行启