汽轮机保护系统介绍！

在大型汽轮机中，某些参数严重超标有可能酿成设备损坏甚至毁机事故。为此，大型汽轮机都设有严密的保护措施。由于机组超速的危害最大，因此，除了超速兼有超速保护和危急遮断多重保护外，其余重要参数的严重超标，都通过危急遮断系统实行紧急停机。

汽轮机保护系统包括以下三个部分：

1 ）汽轮机超速保护：当机组转速超过设定值时，发出停机信号；

2 ）电子保护系统：采集所有需要停机的模拟量的值，当这些值超过设定值时，发出停机信号；

3 ）汽轮机遮断系统：接受所有的停机信号，使停机电磁阀动作，遮断机组。

一 、汽轮机的超速保护系统

1）OPC超速

2）电气超速保护

为了保证汽轮机超速保护的高可靠性，采用独立的三取二信号。系统固定的进行周期性的试验。超速保护系统响应速度快，具有高的可靠性及安全性。

转速探头采用非接触式的，共三只，另外还装有一只备用探头，安装在汽轮机轴周。当汽轮机转动时，产生与转速成正比的脉冲信号。每个探头采用独立的电源和模块，模块连续地诊断转速信号。另外，模块设计有一个逻辑切换开关，从实际转速切换到试验转速，以对模块进行在线试验。

3 ）机械超速

由危急遮断器、危急遮断装置、高压遮断组件和危急遮断装置连杆组成。动作转速为额定转速的 110% ～ 111%(3300 ～ 3330r/min) 。当转速达到危急遮断器设定值时，危急遮断器的飞环（或飞锤）击出，打击危急遮断装置的撑钩，使撑钩脱扣，通过危急遮断装置连杆使高压遮断组件中的紧急遮断阀动作，切断高压保安油的进油并泄掉高压保安油，快速关闭各进汽阀，遮断机组进汽。

二 、汽轮机遮断系统

汽轮机遮断系统是一个连接电子保护、超速保护系统和遮断电磁阀的二通道系统，所有的汽轮机遮断指令，超速保护系统、电子保护系统、发电机保护、遮断按钮等产生停机信号，都通过汽轮机遮断系统动作遮断电磁阀遮断机组运行。

高压遮断电磁阀（ AST 电磁阀）组件

AST 电磁阀是将遮断保护装置发出的电气跳闸信号转换为液压信号的元件，四只 AST 电磁阀再串联组合在一起。两只超速保护电磁阀并联布置，通过两个逆止阀和危急遮断油路相连接布置在高压抗燃油系统中。四个串并联布置的 AST 电磁阀是由危急跳闸装置（ ETS ）电气信号所控制，正常运行时这四个 AST 电磁阀通电关闭，封闭危急遮断母管的泄油通道，使主汽门和调节阀执行机构油动机的活塞下腔建立油压。当机组发生危急情况时，任意一个 ETS （跳闸）信号输出，这四个电磁阀失电被打开，使 AST 母管的油液经无压回油管路排至 EH 油箱。这样主汽门和调节汽门执行机构上的快速卸载阀就快速打开，使各个进汽门快速关闭，机组事故停机。四个 AST 电磁阀布置成串并联方式，其目的是为了该系统的安全可靠，防止误动作。

危急遮断器

用来防止汽轮机严重超速的保护装置即危急保安（遮断）器，或者称作超速保安器。危急遮断器是重要的超速保护装置之一。汽轮机正常工作的转速在 3000r/min ，但在甩负荷时可能因调节系统动态特性不佳不能维持机组空转，或者因其他缺陷未能完全切断进入汽轮机的蒸汽来源，以致引起机组严重超速使转子部件承受额外的离心力，造成汽轮机损坏事故。现阶段大型汽轮机均装设有机组超速保护的危急遮断器，危急遮断器根据其撞击子的型式不同，主要可分为飞锤式和飞环式两种，我司机组主机危急遮断器为飞锤式危急遮断器。

飞锤式危急遮断器安装在主轴前端，其核心为飞锤，飞锤的重心与轴心偏离一定距离，飞锤由弹簧压住。

汽轮机在正常转速工作时，飞锤的离心力不足以克服弹簧的予紧力，飞锤仍保持在原来位置。当机组转速飞升到额定转速的 110% ～ 111 ％（ 3300 ～ 3330r/min ）时，飞锤的离心力大于弹簧的予紧力，使飞锤迅速击出，撞击在保安装置的跳闸装置上，实现紧急停机。

危急遮断器是汽轮机的非常重要的保安装置，要进行定期试验，以保证机组在危急状况下此装置的动作迅速可靠。一般情况下，试验分为升速试验和注油试验。

升速试验是在汽轮机安装、大修后或调节系统检修后，以及长时间运行或长时间停运后再启动时进行。试验时提高汽轮机转速，实际检验危急保安器的动作转速。试验应接连进行 2 ～ 3 次，每次动作转速之差应在允许范围内。当动作转速不符合要求时，可调整危急遮断器的弹簧压紧螺丝来改变弹簧紧力。

注油试验是在汽轮机正常运行时将油注入危急保安器的飞锤的下部或飞环的超速试验进油室，使飞锤（飞环）克服弹簧紧力而动作危急保安系统。进行注油试验时使被试验的危急遮断器的油路与机组高压安全油系统隔离，不致使机组跳闸。注油试验一般要求机组每运行 2000h 进行一次，其目的是检查飞锤或飞环是否可以灵活动作。但是该试验不能检验其动作转速，也不能检验跳闸系统的其他环节的灵活性，故不能代替升速试验。

复位试验阀组件

在掉闸状态下，根据运行人员的指令使复位试验阀组的复位电磁阀 1YV 带电动作，将润滑油引入危急遮断装置活塞侧腔室，活塞上行到上止点，通过危急遮断装置的连杆使危急遮断装置的撑钩复位。

手动遮断系统

为机组提供紧急状态下人为遮断机组的手段。运行人员在机组紧急状态下，手拉停机机构，通过机械遮断机构的连杆使危急遮断装置的撑钩脱扣。并导致遮断隔离阀组的紧急遮断阀动作，泄掉高压保安油，快速关闭各进汽阀，遮断机组进汽。

电气遮断系统

实现该功能由机械停机电磁铁和主遮断组件来完成。本系统设置的电气遮断本身就是冗余的，一旦接受电气停机信号， ETS 使电磁遮断电磁铁（ 3YV ）带电，同时使高压遮断电磁阀组件（ AST 电磁阀）失电将高压安全油与排油接通。电磁遮断电磁铁（ 3YV ）通过危急遮断装置连杆的杠杆使危急遮断装置的撑钩脱扣，危急遮断装置连杆使紧急遮断阀动作，将高压安全油的排油口打开，泄掉高压保安油，快速关闭各主汽、调节阀门，遮断机组进汽。而高压遮断组件中的高压遮断电磁阀失电，直接泄掉高压安全油，快速关闭各阀门。因此危急遮断装置的撑钩脱扣后，即使高压遮断组件中的紧急遮断阀拒动，系统仍能遮断所有调门、主汽门，以确保机组安全。

复位试验阀及遮断机构组件原理示意图