摘要：汽輪機保護系統(tǒng)由監(jiān)視保護裝置和液壓系統(tǒng)組成，當(dāng)汽輪機超速、低真空、軸向位移、潤滑油壓低等監(jiān)視保護裝置動作時，電磁閥動作，快速泄露高壓動力油使自動主汽門和調(diào)節(jié)汽門迅速關(guān)閉，緊急停止汽輪機運行，達到保護汽輪機的目的，另外，還有汽輪機進水保護，高壓加熱器保護等自動保護系統(tǒng)以保障汽輪機組的正常啟停和安全。

關(guān)鍵詞：TSI；ETS

Abstract：The turbine protection system is composed of a monitoring and protection device and a hydraulic system.when the turbine speeed，low vacuum，axial displacement，wction and low lubricating oil pressure monitoring protection device，electromagnetic valve，fast dynamic leakage of high pressure oil ，the automatic main steam valve and control valve closed quickly，emergency stop operation of steam turbine，steam turbine to achieve the protection.In addition，the turbine inlet protection，high pressure heater prtection and other antomatic protection system to protect the normal start and stop of the turbine and safe operation.

Key words：TSI；ETS

山西平朔煤矸石發(fā)電廠2×50MW是東方汽輪機的NZK50-8.83/535型單缸、直接空冷凝汽式?jīng)_動式、高溫、高壓汽輪機，為了提高汽輪機組的熱經(jīng)濟性，汽輪機的級間間隙、軸封間隙都比較小。由于汽輪機的旋轉(zhuǎn)速度高，在機組啟動、運行或停機過程中，如果沒有按規(guī)定的要求操作控制，則很容易使汽輪機的轉(zhuǎn)動部件和禁止部件相互摩擦、甚至碰撞，引起葉片損壞、大軸彎曲、推力瓦燒毀等嚴重事故。為了保證機組安全啟停和正常運行，需對汽輪機的軸向位移、脹差、振動、轉(zhuǎn)速、潤滑油壓、凝汽器真空等機械參數(shù)進行TSI（Turbine saperrisory Instrumentation）汽輪機安全監(jiān)視系統(tǒng)和ETS（Emergency Trip system）汽輪機危急遮斷統(tǒng)，在緊急情況下迅速關(guān)閉汽輪機進汽閥門，切斷汽輪機所有進汽進行保護。

一、TSI系統(tǒng)介紹

TSI（Turbine saperrisory Instrumentation）是汽輪機重要安全監(jiān)視系統(tǒng)，并將測量結(jié)果送入控制、保護系統(tǒng)，一方面供運行人員監(jiān)視、分析旋轉(zhuǎn)機械的運行情況，同時在參數(shù)越限時執(zhí)行報警和保護功能。下列為我廠2× 50MW汽輪機的主要保護：

（一）轉(zhuǎn)速

汽輪機轉(zhuǎn)速過高時將造成轉(zhuǎn)子斷裂、飛車等惡性事故，因此汽輪機轉(zhuǎn)速設(shè)計了多層汽輪機轉(zhuǎn)速高保護，如103%超速限制保護，109%、110%電超速保護，機械式危急遮斷保護等。

軸向位移：以機械零位為基準，監(jiān)測汽輪機轉(zhuǎn)子在軸向的串動量。汽輪機軸向位移過大時，輕則可能造成燒瓦、軸頸局部彎曲事故，重則會導(dǎo)致汽輪機動靜部分發(fā)生摩擦、碰撞，從而造成葉片折斷、大軸彎曲、隔板和葉輪破碎等惡性事故。汽輪機軸向位移設(shè)計報警限值、停機保護限值，越過停機限值時ETS動作停機。

脹差：以機械零位為基準，監(jiān)測汽輪機轉(zhuǎn)子膨脹量與汽缸膨脹量的差值，因而又稱為相對膨脹，脹差=轉(zhuǎn)子膨脹量-汽缸膨脹量。熱膨脹通常是指汽輪機的膨脹量，因而又稱為絕對膨脹。汽輪機正脹差或者負脹差過大時，將導(dǎo)致汽輪機動靜間隙過小而發(fā)生動靜摩擦甚至碰撞，加劇汽輪機振動，甚至損壞轉(zhuǎn)子葉片或者汽缸隔板。汽輪機脹差設(shè)計報警、停機限值，但一般不設(shè)停機保護，脹差越過停機限值時，要求手動打閘停機。

振動：分為軸振動和軸承振動。軸承振動用來測量汽輪機軸承的振動量，因此又稱為絕對振動，俗稱瓦振。軸承振動可采用振動速度和振動位移兩種測量方法，同時水平、垂直兩種可選。軸振動則是測量軸承振動與大軸振動之間的相對值，因此又稱為相對振動，俗稱軸振。軸振動也可采用速度和位移、水平和垂直多種測量方式。汽輪機振動過大會發(fā)生軸封磨損、滑銷磨損、轉(zhuǎn)速部件疲勞強度降低等危害，嚴重時會發(fā)生燒瓦、軸彎曲等惡性事故。

（二）ETS系統(tǒng)介紹

ETS（Emergency Trip system）汽輪機危急遮斷系統(tǒng)設(shè)計原則：

直接、獨立、快速的原則：盡量減少各種中間環(huán)節(jié)和時間延遲，盡量避免轉(zhuǎn)接、擴展和轉(zhuǎn)換。

獨立系統(tǒng)原則：一般應(yīng)與調(diào)節(jié)系統(tǒng)分開設(shè)計，必須保證即使調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障的時候，保護系統(tǒng)仍具有使汽輪機停止運行的能力。

失電跳機原則：ETS系統(tǒng)應(yīng)具有獨立的供電系統(tǒng)，要求采用冗余的直流電源和交流電源供電，當(dāng)不能采用獨立電源時，或失電后保護邏輯不能被執(zhí)行時，則必須設(shè)計成失電跳機方式。

冗余配置原則：一套系統(tǒng)故障時，另一套仍然具有使汽輪機停止運行的一切功能。

下面介紹我廠的保護系統(tǒng)：

保護系統(tǒng)通過測量回路、判別裝置、轉(zhuǎn)換裝置和執(zhí)行機構(gòu)，檢測影響機組安全的重要參數(shù)對機組實行開環(huán)控制。為了提高動作的可靠性，不僅危急遮斷閥滑閥采用了雙重結(jié)構(gòu)，而且系統(tǒng)中還設(shè)有電磁遮斷閥，當(dāng)潤滑油壓、真空、軸向位移等各項保護之一超過允許值時，均可通過電磁遮斷閥泄掉危急遮斷器滑閥油路的安全油，使自動關(guān)閉器和調(diào)節(jié)閥油動機關(guān)閉，確保機組安全。

遮斷

從可靠性角度來考慮，保安系統(tǒng)設(shè)置有電氣，機械及手動三種冗余的遮斷手段。

（1）電氣停機

實現(xiàn)該功能由復(fù)位遮斷閥組中遮斷電磁閥來完成。一旦接受電氣停機信號，遮斷電磁閥帶電動作后，泄掉危急遮斷器滑閥下腔室油壓，使危急遮斷器滑閥掉閘，進而泄掉調(diào)節(jié)系統(tǒng)保安油，快速關(guān)閉各主汽門、調(diào)節(jié)閥門，遮斷機組進汽。

（2）機械超速保護

機械超速保護由雙通道的危急遮斷器，危急遮斷器杠桿及危急遮斷器滑閥組成。動作轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的110%～111%（3300r/min～3330r/min）。當(dāng)轉(zhuǎn)速達到危急遮斷器設(shè)定值時，和汽輪機主軸聯(lián)在一起的危急遮斷器的撞擊子在離心力的作用下?lián)舫觯驌粑＜闭跀嗥鞲軛U，使危急遮斷器滑閥掉閘，泄掉調(diào)節(jié)系統(tǒng)保安用油，快速關(guān)閉各調(diào)節(jié)閥、主汽閥，以便遮斷機組進汽。

（3）手動停機

系統(tǒng)在機頭設(shè)有手動遮斷閥供緊急停機用。手打手動遮斷閥按鈕，使危急遮斷器滑閥動作，將保安油泄掉，快速關(guān)閉各進汽閥，遮斷機組進汽。

（4）潤滑油壓低保護

系統(tǒng)設(shè)有低潤滑油壓遮斷器，當(dāng)潤滑油壓降到0.049MPa時，發(fā)出報警信號，并啟動交流潤滑油泵；當(dāng)潤滑油壓降到0.039MPa時，發(fā)出停機信號（三取二的邏輯）并啟動直流事故油泵；當(dāng)潤滑油壓降到0.029MPa時切斷盤車電源。

（5）低冷凝真空保護

系統(tǒng)設(shè)有低冷凝真空遮斷器，當(dāng)凝汽器絕對壓力升到0.05MPa時，發(fā)出報警信號，當(dāng)凝汽器絕對壓力升至0.055MPa時發(fā)出停機信號（三取二邏輯）。

危急遮斷器是汽輪機最重要的超速保護裝置，為了防止其卡澀應(yīng)經(jīng)常使之活動，確認其處于正常（可動）狀態(tài)，系統(tǒng)設(shè)置了危急遮斷器試驗閥組，供危急遮斷器作噴油試驗和提升轉(zhuǎn)速試驗用。

結(jié)語

本文結(jié)合山西平朔煤矸石電廠2×50MW是東方汽輪機的結(jié)構(gòu)特點，論述了TSI和ETS保護系統(tǒng)，經(jīng)長時間的試驗后，嚴格做各項試驗合格，降低了故障率，保障了生產(chǎn)的順利進行，汽輪機在運行期間，應(yīng)加強對保護的認識和促進，進而促進機組的整體運行效果，促進我國經(jīng)濟的發(fā)展與社會的進步。

參考文獻：

[1]裴海瑞 淺析汽輪機TSI保護控制系統(tǒng) [J]科技創(chuàng)新與應(yīng)用

[2]孫之斌 汽輪機的保護試驗研究與應(yīng)用 [J]工業(yè)科技

作者簡介：梁志錄（1983-），男，大專，畢業(yè)于山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，助理工程師，現(xiàn)在山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司從事運行。