调速保安系统调试措施.doc
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1、1 概述徐矿集团新疆阿克苏热电有限公司2200MW供热机组工程1号机组汽轮机为东方电气集团东方汽轮机有限公司生产的CC200/169-12.7/1.0/0.35/535/535型超高压、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、工业/采暖双抽汽、凝汽式湿冷机组华能阜康热电联产2135MW工程汽轮机为上海电气电站设备有限公司汽轮机厂生产的C135-13.24/0.35/535/535型超高压、一次中间再热、反动式、单轴、双缸双排汽、单抽汽凝汽式、湿冷机组,配套东方电机股份有限公司生产的QFSN-200-2型水氢氢冷发电机配套上海电气电站设备有限公司生产的QFS-135-2型双水内冷、自并励静止励磁发电机。
2、该机控制系统采用美国西屋公司的OVATION东方汽轮机厂控制工程有限公司研制的全电调型高压抗燃油数字电液控制系统(DEH)汽轮机数字式电调系统 (DEH),本系统大体调节保安系统可分为低压保安系统,高、低压接口装置,高压抗燃油系统及汽轮机安全监视保护系统DEH硬件系统、EH供油系统、EH油动机、危急保安执行机构、TSI、ETS系统等几部分。1.1 作为DEH的执行机构,调节保安系统接受DEH发出的指令,完毕挂闸、驱动阀门及遮断机组的任务。本机组的调节保安系统满足下列基本规定:挂闸;适应高、中压缸联合启动的规定;适应中压缸启动的规定;具有超速限制功能;需要时,可以快速、可靠地遮断汽轮机进汽;适应
3、阀门活动实验的规定;具有超速保护功能。1.2 按控制功能,本机调节保安系统分为调速系统和调压系统。1.2.1 调速系统是由测转速(测功)元件、放大元件、执行元件及调节对象(汽轮机转子)四部分组成的带负反馈的自动调节系统,不管是单机运营还是并网运营,它都能根据转速(或功率)自动调整汽门开度以适应外界负荷变化,该系统是通过测转速(测功)元件获得电气信号,通过DEH与给定信号比较,若两信号不同样,DEH对其计算、校验等综合解决,并将其差值信号经功率放大后送到调节阀油动机电液伺服阀,通过电液伺服阀空制油缸下腔的进排油量,从而控制阀门的开度,同时与油动机活塞杆相连的将其指令和LVDT反馈信号综合解决后使
4、调节阀油动机电液伺服阀回到平衡位置,使阀门停留在指定的位置上。1.2.2 该机组为双抽机组(旋转隔板和供热蝶阀),调压系统采用以热定电方式,即在供热工况下,机组以热负荷为调节对象,满足外界供热需要后,剩余的蒸汽用来发电,调压系统与调速系统基本一致,由测压元件、放大元件、执行元件及调节对象(抽汽压力)四部分组成,系统根据抽汽压力的变化自动调整供热蝶阀的开度以适应外界供热需求的变化也可通过手动增减按钮,由操作员控制蝶阀开度。测压传感器获得抽汽压力(电气信号),通过DEH对其进行计算、校验等综合解决,并将其差值信号经功率放大后,送到蝶阀执行机构电液伺服阀,通过电液伺服阀控制油缸下腔的油量,使活塞上、
5、下移动,从而控制蝶阀的开度(蝶阀的关闭靠弹簧力来保证);同时与油动机活塞相连的角位移传感器将其行程信号反馈至DEH,当阀门开大或关小到需要的位置时,DEH将其指令和角位移传感器反馈信号综合解决后,使蝶阀执行机构电液伺服阀回到平衡位置,使阀门停留在指定的位置上。为保证供热机组的安全运营,防止热电联供甩负荷时,若抽汽管道上的阀门因故不能关闭,供热系统蒸汽大量倒灌,引起严重超速,采用了多重冗余安全功能的设计,使可靠性获得切实保证。 每根供热抽汽管道上除按常规规定设立一个逆止阀及一个电动阀外,还串联一个具有快关功能的抽汽调节阀,其重要目的是为甩负荷(涉及只甩热负荷)时快关而设。 甩负荷信号既联动抽汽快
6、关调节阀快关,也联动蝶阀暂关,使高中压缸短时作负功,以阻止机组超速。 甩热负荷信号联动抽汽快关调节阀与逆止阀快关,迅速切断供热抽汽,同时联动供热蝶阀快开,让抽汽快速改道低压缸,将供热工况转为纯凝工况。1.3 低压保安系统由危急遮断器、危急遮断装置、遮断隔离阀组、机械遮断机构、手动停机机构、复位实验阀组、机械停机电磁铁和导油环等组成。润滑油经复位实验阀组(1YV)进入危急遮断装置腔室,接受复位实验阀组(1YV)控制;透平油压力油经复位实验阀组(2YV),从导油环进入危急遮断器腔室,接受复位实验阀组(2YV)控制。手动停机机构、机械停机电磁铁、遮断隔离阀组通过机械遮断机构与危急遮断装置相连,高压保
7、安油通过遮断隔离阀组与EH油无压排油管相连。系统重要完毕如下功能:1.3.1 挂闸系统设立的复位实验阀组中的复位电磁阀(1YV),机械遮断机构的行程开关ZS1、ZS2供挂闸用。挂闸程序如下:按下挂闸按钮(DEH操作盘上),1YV带电动作,将润滑油通入危急遮断装置活塞侧腔室,活塞上行到上止点,使危急遮断装置的撑钩复位,通过机械遮断机构的杠杆将遮断隔离阀组的机械遮断阀复位,将高压保安油的排油口封住,建立高压保安油。当压力开关组件中的三取二压力开关检测到高压保安油已建立后,向DEH发信号,使1YV失电,危急遮断装置活塞回到下止点,DEH检测行程开关ZS2的常开触点闭合,ZS1的常开触点仍为断开,DE
8、H判断挂闸程序完毕。1.3.2 遮断从可靠性角度考虑,低压保安系统设立有电气、机械及手动三种冗余的遮断手断。1.3.2.1 电气停机。由机械停机电磁铁和高压遮断模块来完毕,一但接受电气停机信号,同时使机械停机电磁铁带电、高压遮断电磁阀失电。机械停机电磁铁带电动作,通过机械遮断机构的杠杆使危急遮断装置的撑钩脱扣,机械遮断机构使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作,将高压保安油的排油口打开,泄掉高压保安油,快速关闭各主汽、调节门。而高压遮断电磁阀失电,直接泄掉高压保安油,单独快速关闭各汽阀。此外各种电气停机信号也同时送到各阀油动机的遮断电磁阀,使其带电,直接泄掉各油动机的安全油或OPC油,快速关闭各汽阀。
9、1.3.2.2 机械超速保护。由危急遮断器、危急遮断装置、遮断隔离阀组和机械遮断机构组成,当转速达成危急遮断器设定值时,危急遮断器的飞环击出,使危急遮断装置撑钩脱扣,通过机械遮断机构使遮断隔离阀组的机械遮断阀动作,泄掉高压保安油,快速关闭各汽阀。1.3.2.3 手动停机。系统在机头设有手动停机机构,手拉手动停机机构按钮,通过机械遮断机构使危急遮断装置撑钩脱扣,泄掉高压保安油,快速关闭各汽阀。1.3.2 系统设立了复位实验阀组,供危急遮断器作喷油实验及机械超速实验用。1.4 高压抗燃油系统由液压伺服系统、高压抗燃油遮断系统和供油系统组成。1.4.1 液压伺服系统由阀门操纵座及油动机两部分组成,完
10、毕以下功能1.4.1.1 控制阀门开度。系统设立有四个高压调节阀油动机,两个高压主汽阀油动机,两个中压主汽阀油动机,两个中压调阀油动机,一个旋转隔板油动机,一个供热蝶阀执行机构。除旋转隔板油动机为双侧进油油动机外其余均为单侧进油油动机。1.4.1.2 实现阀门快关。系统除旋转隔板油动机外所有汽阀均设立了阀门操纵座,阀门的关闭由操纵座弹簧紧力来保证。机组正常工作时,高、中压主、调阀油动机集成块上装设的卸荷阀因上腔建立起高压安全油或OPC油关闭,当保护系统动作时,高压安全油或OPC油压被卸掉,卸荷阀在油动机活塞下油压作用下打开,油缸下腔通过卸荷阀与油缸上腔相连,油动机活塞下一部分油回到油缸上腔,另
11、一部分油排至有压回油,各阀门在弹簧紧力作用下迅速关闭。旋转隔板油动机集成块上装设有两个卸荷阀,其中一个在其上OPC油压作用下将油缸下腔与有压回油隔开,另一个在其上OPC油压作用下将油缸上腔与压力进油隔开,当保安系统动作时,OPC油压被卸去,与油缸下腔相连的卸荷阀在油动机活塞下油压作用下打开接通排油,与油缸上腔相连的卸荷阀在压力油作用下打开,将压力油通入油缸上腔迅速关闭旋转隔板。中压主、调阀、旋转隔板油动机上还装设有切断阀供甩负荷或遮断状况时,快速切断油动机进油,避免系统油压因油动机快关的瞬态耗油而下降。1.4.2 高压抗燃油遮断系统由能实现在线实验的高压遮断模块和遮断隔离阀组的机械遮断阀组成,
12、当机组挂闸后,危急遮断装置的撑钩复位,断隔离阀组的机械遮断阀复位,高压遮断模块上的四个电磁阀带电,当各油动机上的遮断电磁阀均失电时,高压安全油排油被截断,高压安全油建立。1.4.3 EH油供油装置涉及两台EH油主泵,蓄能器组件、冷油器、两台循环泵、再生装置、油箱、过滤器组件、回油过滤器、电加热器、监视仪表和压力开关。1.4.3.1 两台EH油主泵均为压力补偿式变量柱塞泵,一台泵工作,另一台备用,以提高供油系统的可靠性。1.4.3.2 蓄能器组件包具有10L高压蓄能器、DN25截止阀、DN6.4截止阀、25MPa压力表各一个,各自组成两个独立的系统,关闭DN25截止阀可以将相应的蓄能器与母管隔开
13、,因此蓄能器可在线修理,DN6.4截止阀用以泄放蓄能器中的剩油。1.4.3.3 两台冷油器装在油箱上,设有一个独立的循环冷却系统,电磁水阀可根据油箱温度设定值开关,以保证在正常工况下工作时,油箱油温能控制在正常的工作温度范围之内。1.4.3.4 本装置设有自成体系的油滤和冷油系统,循环泵组系统,在油温高或清洁度不高时,可启动该系统对油液进行冷却和过滤,本系统配备两台循环泵,一台工作,另一台备用,循环泵组提供的油液既可供冷却滤油用,也可供再生装置使用。再生装置由硅藻土滤器和精密滤器(即波纹纤维滤器)组成,每个滤器上装有一个压力表和压差指示器,压力表指示装置的工作压力,当压差指示器动作时,表达滤器
14、需要更换了。硅藻土滤器和精密滤器均为可调换式滤芯,关闭相应的阀门,打开滤油器盖即可调换滤芯。当油液的清洁度、含水量和酸值不符合规定期,启用液压油再生装置,可改善油质,延长油品的使用寿命。1.4.3.5 油箱用不锈钢板焊制而成,密封结构,油箱上部装有空气滤清器和干燥器,使供油装置呼吸时对空气有足够的过滤精度,以保证系统的清洁度。油箱中还插有磁棒,用以吸附油箱中游离的铁磁性微粒。1.4.3.6 过滤器组件上装有作安全阀用的溢流阀,直角单向阀、高压过滤器及检测高压过滤器流动情况的压差发讯器各两套,各成独立回路。1.4.3.7 本装置的回油过滤器内装有精密过滤器,为避免当过滤器堵塞时过滤器被油压压扁,
15、回油过滤器中装有过载单向阀,当回油过滤器进出口间压差大于0.5MPa时,单向阀动作,将过滤器短路。本装置有两个回油过滤器,一个串联在有压回油路,过滤系统回油;另一个回油过滤器在循环回路,在需要时启动系统,过滤油箱中的油液。1.4.3.8 电加热器由两只管式加热器组成,当油温低于设定值时,启动加热器给油液加热,此时循环泵同时(自动)启动,以保证油液受热均匀。温度控制器通过电气上的连接,使当油液被加热至设定值时,自动切断加热回路,以避免由于人为的因素而使油温过高。1.5 汽轮机安全监视装置采用瑞士Vibro-Meter公司生产的VM600监视系统对汽机侧转速、鉴相、轴位移、偏心、胀差、轴振、盖振、
16、电机侧转速信号进行采集和解决,并通过继电器卡实现超限值和值的输出,超速保护系统是由三块独立的超速保护卡件(T501)构成,负责从转速信号采集到超限信号发出的操作。EH供油系统是以高压抗燃油作为工质,为各油动机及安所有套提供动力油并保证油的品质。油动机直接控制汽阀的开闭,并接受ETS停机信号的快关功能。危急保安执行机构由危急遮断控制块、隔阂阀、超速遮断机构和综合安全装置组成,为机组提供超速保护和危急停机等功能。TSI和ETS系统是监测汽轮机状态,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。该 DEH系统可按“操作员自动方式”、“遥控方式”和“手动方式”三种方式完毕汽机的启动操作,由
17、运营人员根据实际情况选择使用,其具有的重要功能如下: 挂闸 自动整定伺服系统静态关系;阀门在线整定 启动前的控制;自动判断冷、热态启动状态;选择高/中压联合、中压缸启动方式 转速控制;升速:设定目的、设定升速率、自动过临界;3000r/min定速 负荷控制;并网带初负荷;发电机假并网实验;升负荷控制:设定目的、设定负荷率;定-滑-定升负荷;调节级压力反馈;功率反馈;一次调频;CCS控制;高、低负荷限制;阀位限制;主汽压力限制;快卸;主汽压力控制 超速保护和负荷不平衡;103%和110%超速保护;甩负荷超速限制;功率负荷不平衡在线实验;喷油实验;超速实验(电气、机械);阀门活动实验;AST电磁阀
18、实验 控制方式切换;汽机手/自动方式;调阀单阀/顺序阀方式 工业抽汽和供热抽汽控制 ETS控制并给出指令来控制高压、中压节阀的开度,使汽轮机具有转速和负荷的全面控制功能,实现机组的启动冲转、升速、暖机、并网、负荷控制、停机等情况下的有关控制。并根据操作人员的规定和机组应力条件控制其升速率和升负荷率。能适应机组在不同初始温度条件下的启动。能适应定压和滑压下的运营方式。系统具有阀门管理能力,可实现单阀控制和顺序阀控制方式,并能做到两种阀位控制方式之间的互相无扰切换,在冲转时可以做到主汽门和调节汽门控制方式的切换。具有阀位控制和阀门实验功能。该工程由新疆电力设计院设计,甘肃火电建设公司负责安装,新疆
19、电力科学研究院负责机组的整套试运工作。根据部颁的有关规程、规范,结合机组的实际情况编制本措施。2 调试目的2.1 检查电气、热工保护联锁和信号装置,确认其动作可靠。2.2 检查及设备的运营情况,检查系统的性能,发现并消除也许存在的缺陷。 2.3 按设计规定对供油系统进行调整,调整好各油压及蓄能器充氮压力,使之满足调节保安系统的工作规定。2.4 按厂家规定进行调节系统的整定,并配合热控进行电调调试,使之达成设计规定,满足机组运营的需要。2.5 进行保安装置的整定调试工作,使其可以动作迅速、准确,保证机组安全运营。2.6 测取调节系统各特性参数并与厂家提供的数值进行比较,以评价调节系统工作特性。2
20、.7 使DEH可以稳定地控制机组转速和负荷,并与CCS、SCS、BPS等系统协调动作。机组危急状态下能保证安全停机或在最短的时间内恢复机组运营。2.8 通过调试暴露缺陷、分析因素、予以消除。检查调节保安系统装置的技术性能,并通过实验调整,保证机组安全顺利启动和带负荷运营。3 编制依据3.1火力发电建设工程启动试运及验收规程DL/T 5437-20233.2火电工程启动调试工作规定电力部建设协调司建质(1996)40号3.3 电力建设施工及验收技术规范(汽轮机机组篇)DL 5011-923.4 工程建设标准强制性条文(电力工程部分火力发电篇)(2023年版)3.45 火电工程调整试运质量检查及评
21、估标准电力部建设协调司建质(1996)111号3.56 国家电网公司电力安全工作规程(火电厂动力部分)国家电网安监(2023)23号3.67 上海汽轮机有限公司东方汽轮机有限公司设备厂供图纸与安装使用及说明书3.7 新疆电力设计院凝结水系统有关的设计图纸及说明4 调试使用设备4.1 手持振动表,型号:RION Vm-63,精度5.0%,编号52847。4.2 光电转速表,型号Hioki 3404日置8826波形记录仪,精度:时间轴100ms-5分钟/格。4.3 现场经校验合格的DCS测点和就地表计。5 组织与分工5.1 安装单位新疆电建5.1.1 负责完毕试运所需要的建筑和安装工程,以及试运中
22、临时设施的制作、安装和系统恢复工作。5.1.2 全面组织协调分部试运工作。5.1.3 负责组织完毕单体调试、单机试运条件检查确认、单机试运指挥工作,提交单体调试报告和单机试运记录,参与单机试运后的质量验收签证。5.1.4 负责单机试运期间工作票安全措施的贯彻和许可签发。5.1.5 负责向生产单位办理设备及系统代保管手续。5.1.6 参与和配合分系统试运和整套启动试运工作,参与试运后的质量验收签证。5.1.7 负责试运阶段设备与系统的就地监视、检查、维护、消缺和完善,使与安装相关的各项指标满足达标规定。5.1.8 机组移交生产前,负责试运现场的安全、保卫、文明试运工作,做好试运设备与施工设备的安
23、全隔离措施。5.2 新疆电科院调试单位5.2.1 负责分系统试运和整套启动试运调试前的技术及安全交底,并做好交底记录。5.2.2 负责全面检查试运机组各系统的完整性和合理性,组织分系统试运和整套启动试运条件的检查确认。5.2.3 按协议规定组织完毕分系统试运和整套启动试运中的调试项目和实验工作,参与分系统试运和整套启动试运质量验收签证,使与调试有关的各项指标满足达标规定。5.2.4 负责对试运中的重大技术问题提出解决方案或建议。5.3 西北电力建设工程监理监理单位5.3.1 做好工程项目科学组织、规范运作的征询和监理工作,负责对试运过程中的安全、质量、进度和造价进行监理和控制。5.3.2 按照
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