25MW南汽抽汽汽轮机调节系统说明书

C25-8.83/0.981-2型 25MW抽汽式汽轮机 调节系统说明书

南京汽轮电机(集团)有限责任公司

南京汽轮电机(集团)有限责任公司 C25-8.83/0.981-2 25MW抽汽式汽轮机调节系统说明书

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目 次

1 引言 ................................................................... 4 2 调节保安系统的主要技术规范 ............................................. 4 3 调节系统的工作原理和系统介绍 ........................................... 5

3.1 基本原理 .......................................................... 6 3.2 DEH系统构成 ....................................................... 6

3.2.1 机械超速保安系统（详见5.1） ................................. 6 3.2.2 主汽门自动关闭器及控制装置（启动阀）。 ...................... 6 3.2.3 伺服执行机构，主要包括电液驱动器，油动机（两套）。 .......... 7 3.2.4 电液驱动器供油系统（详见4.2） ............................... 7 3.2.5 DEH装置 ..................................................... 7 3.3 DEH系统功能 ...................................................... 10

3.3.1启动升速及转速控制和保护 .................................... 10 3.3.2同步及自动初负荷控制 ........................................ 11 3.3.3负荷控制及甩负荷 ............................................ 11 3.3.4操作及通讯 .................................................. 11 3.3.5自诊断及系统保护 ............................................ 14 3.3.6系数调节、监测 .............................................. 14 3.3.7阀位控制器 .................................................. 14 3.3.8具有远方挂闸，遥控开关主汽门，在线活动主汽门功能。 .......... 14

4 供油系统 ............................................................. 14

4.1低压供油系统 ...................................................... 15 4.2电液驱动器供油系统 ................................................ 16 5 保安系统 .............................................................. 16

5.1 超速保护装置 ..................................................... 17 5.2 危急遮断装置 ..................................................... 18 5.3 电磁保护装置 ..................................................... 18 5.4 其它保护装置 ..................................................... 18

5.4.1调节汽阀危急遮断装置--单向阀 ................................ 18 5.4.2危急遮断指示器 .............................................. 18 5.5.3启动阀 ...................................................... 18 5.5 机组的紧急停机 ................................................... 19 6 汽轮机监测仪表系统 .................................................... 19 7 汽轮机主要测量监视讯号 ................................................ 20

7.1 测量讯号 ......................................................... 20 7.2 开关量讯号 ....................................................... 20 7.3 联锁讯号 ......................................................... 21 8 调节保安系统的调整与试验 .............................................. 21

8.1 汽轮机静止状态下的试验 ........................................... 21 8.2 汽轮机运转状态下的试验 ........................................... 21 8.3 汽轮机静态下调试 ................................................. 22

8.3.1手拍危急遮断装置试验 ........................................ 22 8.3.2危急遮断油门试验及复位试验 .................................. 22 8.3.3启动阀试验 .................................................. 22

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8.3.4电控油箱试验 ................................................ 22 8.3.5调节系统DEH的阀位标定 ....................................... 23 8.3.6调节系统DEH的模拟试验 ....................................... 23 8.3.7热工电气保护系统试验 ........................................ 23 8.4 汽轮机运行状态下调试 ............................................. 23

8.4.1启动 ........................................................ 24 8.4.2运行时主要参数的考核和整定 .................................. 25 8.4.3液压保护系统试验 ............................................ 25 8.4.4热工电气保护系统试验 ........................................ 26 8.4.5并网带负荷 .................................................. 26 8.4.6投抽汽 ...................................................... 26

9 调节保安部套的主要安装数据 ............................................ 26

9.1 危急遮断器(Z109.31.01)和危急遮断油门(Z109.31.02)安装间隙 ........ 27 9.2 汽轮机监测保护装置的安装 ........................................ 27

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1 引言

本说明书为C25-8.83/0.981-2型抽汽式汽轮机调节保安系统的安装，调试以及日后的使用维护和检修提供必要的依据。本说明书分别列出了调节(控制)、保安、供油及热工系统的主要技术规范，并对其工作原理，功能，调整与试验，系统各部套的主要安装数据等进行介绍；并简单介绍了汽轮机热工控制系统。在使用说明书时，还需要随时参考本机组的其他有关文件和图纸，特别是与调节系统有关的系统总图及相关部套图纸。

2 调节保安系统的主要技术规范

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

项 目 单位 技术规范 备注 汽轮机额定转速 汽轮机额定抽汽压力 汽轮机额定抽汽压力调整范围 油泵进口油压 主油泵出口油压 转速不等率 迟缓率 压力不等率 油动机最大行程 中压油动机最大行程 危急遮断器动作转速 危急遮断器复位转速 喷油试验时危急遮断器动作转速 转速表超速保护值(停机) 转子轴向位移报警值(付推定位) 转子轴向位移保护值 润滑油压降低报警值 润滑油压降低报警值 4

r/min MPa(a) MPa(a) MPa MPa % % % mm mm r/min r/min r/min r/min mm mm MPa MPa 3000 0.981 0.8～1.27 0.1～0.15 ～1.57 3～6 ≤0.2 ≤10 210 152 3270～3330 3055±15 2920±30 3270 +1.0或-0.6 +1.3或-0.7 0.05～0.055 0.04 负为反向 停机值

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19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 润滑油压降低保护值(停机) 润滑油压降低保护值(停盘车) 润滑油压升高报警值(停电动泵) 主油泵出口油压低报警值 轴承回油温度报警值 轴承回油温度停机值 轴瓦温度报警值 轴瓦温度停机值 冷凝器真空降低报警值 冷凝器真空降低保护值(停机值) 轴承座振动报警值 主蒸汽压力高报警值 主蒸汽温度高报警值 电液驱动器供油压力额定值 电液驱动器供油压力低报警 电液驱动器供油压力低停机 电液驱动器供油温度高报警值 电液驱动器供油温度低报警值 电控油箱油位高报警值 电控油箱油位低报警值 DEH控制器超速停机值 相对膨胀报警值 MPa MPa MPa MPa ℃ ℃ ℃ ℃ MPa MPa mm MPa(a) ℃ MPa MPa MPa ℃ ℃ mm mm r/min mm 0.02～0.03 0.015 0.16 1.3 65 75 100 110 -0.087 -0.061 0.06 9.32 545 3.5 2.0 1.0 60 40 +100 -100 3270 +3或-2 3 调节系统的工作原理和系统介绍

抽汽式汽轮机调节系统采用数字电液调节系统（简称DEH），采用DEH系统将比一般液压系统控制精度高，自动化水平大大提高，热电负荷自整性也高，它能实现升速（手动或自动），配合电气并网，负荷控制（阀位控制或功频控制），抽汽热负荷控制及其他辅助控制，并与DCS通讯，控制参数在线调整和超速保护功能等。能使汽轮机适应各种工况并长期安全运行。

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3.1 基本原理

并网前在升速过程中，转速闭环为无差控制，505E控制器将测量的机组实际转速和给定转速的偏差信号经软件分析处理及PID运算后作为给定输入到阀位控制器并与油动机反馈信号比较后将其偏差放大成电流信号来控制电液驱动器及调节阀门开度，从而减少转速偏差，达到转速无差控制，当转速达到3000/min时，机组可根据需要定速运行，此时DEH可接受自动准同期装置发出的或运行人员手动操作指令，调整机组实现同步，以便并网。

机组并网后，如果采用功率闭环控制，可根据需要决定DEH使机组立即带上初负

荷，DEH实测机组功率和机组转速作为反馈信号，转速偏差作为一次调频信号对给定功率进行修正，功率给定与功率反馈比较后，经PID运算和功率放大后，通过电液驱动器和油动机控制调节阀门开度来消除偏差信号，对机组功率实现无差调节，若功率不反馈，则以阀位控制方式运行，即通过增加转速设定，开大调节汽阀，增加进汽量达到增加负荷的目的。在甩负荷时，DEH自动将负荷调节切换到转速调节方式。机组容量较小时建议可不采用功率闭环控制。

在机组带上一定电负荷后可根据需要带热负荷时可以投入抽汽控制。DEH控制器

根据机组工况图对机组电负荷及抽汽压力或流量进行自整控制。

3.2 DEH系统构成

3.2.1 机械超速保安系统（详见5.1）

3.2.2 主汽门自动关闭器及控制装置（启动阀）。

主汽门能够实现远程控制及现场手动。功能结构图如下，启动阀控制主汽门执行机构（主汽门自动关闭器）上下动作进而控制主汽门开启。启动阀的操作可手动也可通过伺服电机控制，同时启动阀可以对机组挂闸（机械超速复位），在正常运行时安全油将启动阀右部切换阀顶起，

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接通启动油路开启主汽门，在停机时安全油泄掉，切换阀切断启动油，并泄掉自动关闭器的油缸腔室中的油，使主汽门快速关闭。活动滑阀可在机组运行时在线活动主汽门以妨其卡涩。具体控制可由热工继电器回路实现，也可由DCS软伺放实现，为确保机组安全，在停机后控制启动阀电机反向旋转（即退回启动阀）关闭主汽门。以妨事故后挂闸主汽门突然打开造成机组转速飞升。

3.2.3 伺服执行机构，主要包括电液驱动器，油动机（两套）。

电液伺服阀为动圈式双极型位置输出（积分型），作为油动机的先导机构拖动错油门控制油动机活塞动作。油动机错油门与电液伺服阀通过杠杆机械半刚性连接。同时原错油门下的单向阀保留，在保安系统遮断状况下，事故油仍可关闭油动机。其结构原理见右图。

电液伺服阀是汽轮机电液控制系统设计的

关键电—位移转换元件，它能把微弱的电气信号通过电液放大转换为具有相当大的作用力的位移输出。

电液伺服阀主要由动圈式力马达、控制滑阀及随动活塞三大部分组成，控制滑阀与随动活塞之间采用直接位置反馈，安装方式采用板式连接。详见电液转换器说明书。

3.2.4 电液驱动器供油系统（详见4.2） 3.2.5 DEH装置

DEH装置核心部分，主要采用美国WOODWORD公司产品，其型号为WOODWORD505E及

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其DRFD阀位控制器。

WOODWARD 505E是基于32位微处理器适合单抽汽轮机控制用的数字控制器。它集现场组态控制和操作盘于一体。操作盘包括一个两行（24个字符）显示，一个有30个操作键的的面板，操作盘用来组态505E在线调整参数和操作汽轮机起停及运行。通过操作面板上的两行液晶屏可观察控制参数的实际值和设定值。 3.2.5.1 505E控制器控制回路

505E控制器内有三个相互独立的控制器通道：转速/负荷控制PID回路、辅助控制PID回路、抽汽控制PID回路。前两者通过低选输出，另外有一个PID控制回

路可串接在转速控制回路上用于串级控制。其通讯接口有三种。控制器有三种操作模式：程序模式、运行模式和服务模式，程序模式用于组态控制器的功能以适合具体的控制要求，程序模式一旦组态后不再改变，直至需要改变控制功能时。运行模式主要用于操作汽轮机启动正常运行至停机整个控制过程。服务模式可以在运行状态修改设定参数，根据具体汽轮机控制需要通过编程组态用于相应的系统.本系统只用其部分功能其框图见上图：

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图中转速（SPEED）用于转速/负荷控制，抽汽控制（EXT）用于抽汽压力控制，辅助控制（AUX）用作主蒸汽压力限制，串级控制（CAS）用于主汽压力控制。在定压运行时辅助控制和串级控制都不用。 3.2.5.2输入及输出

本系统控制器有两个控制回路输出为4-20mA，负载能力为360ohm（也可通过软件组态选用20-160mA，负载能力为60ohm），同时可以加颤振电流为0-10mA； 505E控制器有两个转速传感器输入，其信号输入为高选；

模拟量输入为4-20mA，有六个通道可用于组态满足具体使用，输入阻抗为200ohm。可用于功率及主汽压输入，由于只有一个通道是隔离的，当采用其余通道输入时需考虑信号隔离问题。

接点输入为干接点，共有16个，其中4个指定：用于停机（机组正常要求常闭），外部 复位（闭合短脉冲信号），转速升高（闭合短脉冲信号）、转速降低（闭合脉冲信号）。其余接点可组态使用，用于并网运行汽轮机的控制系统必须组态两个用于发电机及电网短路器，汽机跳闸后若不带厂用电可将发电机断路器状态信号同时并在这两个接点上（机组并网正常要求常闭），另外也可组态启动允许（闭合短脉冲信号），投入解除抽汽控制（投入时为常闭，解除时为常开），外部运行（闭合短脉冲信号），抽汽升高（闭合短脉冲信号）、抽汽降低（闭合脉冲信号）。

继电器输出容量为28VDC，1A，共有八个继电器，其中两个用于指定为停机及报警，停机继电器正常带电，停机时不带电，另外抽汽机组可组态抽汽投入状态继电器，其余继电器可组态所需功能，同样也可组态停机。 505控制器电源为24VDC/140W。 3.2.5.3 控制系统用输入测量元件

主要有测速元件，测阀位行程元件，测功及测压元件。 3.2.5.3.1测速元件

测速元件可以用磁电式或涡流式测速头，本系统采用磁电式传感器。磁电式传感器内装永久磁钢，在其端面磁头处形成磁场，一旦该处磁阻发生变化，传感器内部线圈即能感应输出响应的交流电压信号。在旋转体上安装导磁体发讯齿轮或孔板，齿轮模数大于 2，传感器可安装在径向。传感器端面距齿轮顶 1mm 左右，距离较小则感应出较大的输出信号，传感器输出为双芯屏蔽线，其屏蔽网线与双芯线中任一根相并联后再连结至505E转速测量通道“-”端。

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