《汽机润滑油联锁保护系统的研究.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽机润滑油联锁保护系统的研究.pdf（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 热控 554 汽机润滑油系统联锁保护的研究 李 铭 （湖北汉新发电有限公司 湖北 431614） 【摘要】通过对汉新公司 I 期汽轮机润滑油系统的联锁保护的介绍，使运行人员对润滑油系统联锁保护有一 定了解，正确进行油泵的联锁试验，正确投入相关设备开关及联锁，确保机组安全运行。针对运行中出现的问题， 提出一些建议，希望对以后的设备改造，提供参考意见。 【关键词】润滑油 联锁 保护 0 前言 为了维持汽轮发电机组连续高速运转，需要充足的油来润滑和冷却轴承，供油系统的中断，哪 怕是短时间的中断，都会引起严重的设备损坏事故。因此，汽轮机
2、必须有一套可靠的供油系统，油 泵的可靠运行及相关联锁保护都十分重要。本文主要讲述润滑油系统的联锁保护。 1 系统介绍 一般汽轮机主轴上带有主油泵，汽轮机转速至额定转速后，主油泵正常工作，向机组各轴承供 油，润滑和冷却轴承；主机交流油泵作为主油泵的后备，当主机润滑油压低到 0.0750.082MPa 时， 主机交流油泵联动，确保主机润滑油压正常；另外还有主机直流油泵作为主机交流油泵的后备，当 主机润滑油压继续下降到 0.0680.075MPa 或交流油泵跳闸时，主机直流油泵联动；如果主机润滑 油压继续降低，主机保护动作，机组跳闸。 另一种情况是汽轮机在非工作转速下工作时（包括冲转前盘车阶段，冲转
3、升速阶段，停机惰走 阶段以及停机后盘车阶段） ，一般是主机交流油泵工作，向机组各轴承供油，润滑和冷却轴承，主机 直流油泵作为交流油泵的后备。 1.1 主机交流油泵的电气回路及联锁： 汉新公司汽机主机交流润滑油泵采用西门子 SIMOCODE-DP 系统对电机进行控制和保护，其模块 示意图如图 1，它包括 3UF50 基本单元和 3UF52 操作面板。 3UF50 基本单元的 1 端子接收到启动指令，控制 7 端子输出，启动主机交流油泵。有三路信号， 从 1 端子输入。第一路是当润滑油压低于交流油泵联动值且集控室立盘上的硬联锁开关投入，发油 泵启动指令；第二路是热工 DCS 发油泵启动指令；第三路
4、是集控室立盘上的启动按钮发油泵启动指 令。其中第二路和第三路启动信号能发出的前提条件是交流油泵开关柜上的控制方式切至 DCS 位。 3UF50 基本单元的 2 端子接收就地事故按钮的停止指令，交流油泵开关柜上控制方式在任何位 置（DCS 位、断开位、就地位）时，都可停止主机交流油泵运行。 3UF50 基本单元的 3 端子接收 DCS 发出停止指令，停止主机交流油泵运行，其指令发出的前提 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 热控 555 条件是交流油泵开关柜上的控制方式切至 DCS 位。 当交流油泵开关柜上的控制方式切至“就地位”时，3UF50 基本单元的 4 端子
5、输入信号为 1，使 3UF50 基本单元接收 3UF52 的控制，实现就地启、停交流油泵，它同时屏蔽掉 1 端口的输入（注： 这一设计存在个问题，它将电气硬联锁回路断开了，后面的试验部分讲谈到） ；当交流油泵开关柜上 的控制方式切至“DCS 位” 、 “断开位”时，3UF50 的 4 端子输入为 0，3UF50 基本单元不接收 3UF52 的控制。 3UF50 基本单元的 11 端子是输出端口， 当交流油泵跳闸时， 其输出通过电气回路联动直流油泵， 前提是集控室中润滑油泵立盘上硬联锁投入。 （注：交、直流润滑油泵的联锁是共用的） 。 图 1 3UF50 基本单元和 3UF52 操作面板 1.2
6、 主机直流油泵的电气回路及联锁： 主机直流油泵采用传统的接线方式， 开关柜上控制方式也和交流油泵一样， 有 3 个位置 （DCS/BTG 盘，断开，就地） 。 控制室立盘投联锁位， 无论开关上控制方式投入什么位置， 润滑油压低 （直流油泵的压力开关） ， 直流油泵联动；另一个是上面讲的交流油泵跳闸，电气硬联锁启动直流油泵。 开关控制柜上投就地位，能就地启动；投“DCS/BTG 盘”位，可接收热工信号或人为在集控室 启动直流油泵。 1.3 主机交流油泵的联锁： 图 1 中的“DCS 合”和“DCS 分”是由新华公司的 XDPS 的“数字手操器”的功能块实现的，其 热工联锁图如图 2 所示，运行人
7、员按交流油泵启按钮，Out 1 端口输出，启动油泵。运行人员按下 停止按钮，Out2 端口输出，停止交流油泵运行。 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 热控 556 图 2 主机交流油泵热工联锁 Emd1 端口是超驰开端口，什么意思呢？就地油泵无论投“自动位”还是“手动位” ，某些条件 满足，强制启动油泵。这里的条件是，汽机有转速或汽机转速为零的时间小于 30 秒的情况下，当接 收到主机润滑油压低信号，都会强制启动主机交流油泵。 Dmd1 端口，是交流油泵投“自动位”时，当接收到主机润滑油压低信号，联动主机交流油泵。 交流油泵投“手动位”时，润滑油压低，不会联动交
8、流油泵。 Trip 端口输出 1（油泵跳闸信号来） ，且油泵停止运行，发“交流油泵故障停”信号。 交流油泵启动信号发出 2 秒内，油泵未启动成功，发交流油泵停指令。 1.4 主机直流油泵热工联锁： 主机直流油泵热工联锁和主机交流油泵热工联锁比较类似，不同点：一是超驰条件多一条“交 流油泵故障停”信号来，强联直流油泵。另一个是直流油泵无故障停直流输出。 2 对主机润滑油泵的联锁试验的解释： 2.1 BTG 硬联锁置“联锁”位，CRT 上交、直流油泵在“自动”或“手动”位，关闭机头和#4 瓦处 试验块进油门，交流油泵事故跳闸，直流油泵联动。 从图 1 中，可看出，无论 BTG 盘上“硬联锁”投入什
9、么位置，只要交流油泵跳闸，3UF50 的 11 端口输出，发出启动直流油泵指令。 从直流油泵的电气联锁图中看出，直流油泵的联锁条件是 BTG 盘的硬联锁投入（因为主机交流 油泵和直流油泵共用一个联锁开关） ，所以该硬联锁开关必须投入。 为了区别出是油压低联动直流油泵还是交流油泵跳闸信号来联动直流油泵，所以要关闭试验块 上进油门，将油压憋在正常值的位置。 2.2 BTG 硬联锁置“联锁”位，交流油泵电气开关柜上转换开关置“断开”位，直流润滑油泵电气 开关柜上转换开关置“断开”位，缓慢开机头和#4 瓦处联锁试验块上泄油门，润滑油压至 0.075 0.082Mpa 时，交流油泵联动，0.0680.0
10、75Mpa 时，直流油泵联动。 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 热控 557 直流油泵的控制方式无论切至“就地” 、 “DCS/BTG 盘”或“断开” ，当它的润滑油压低开关动作， 直流油泵联动。试验中不能切至“DCS/BTG 盘”的位置，是区分开热工联锁动作，还是电气联锁动 作。 这里交流油泵的控制方式必须切至“断开” ；如果切至“DCS/BTG 盘”的位置，无法区分是热工 联锁动作还是电气联锁动作的；如果切至“就地”位，3UF50 的 4 端口输入 1，它只接收 3UF52 的控 制，把油压低联动交流油泵的回路断开了。 （机组正常运行时如果该泵控制方式在“
11、就地位” ，该泵 就不能启动或联动，对安全运行存在隐患） 2.3 BTG 盘硬联锁置“解除”位，交、直流润滑油泵电气开关柜上转换开关置“DCS”位，联系热工 模拟汽机有转速信号，CRT 上投“自动”位或“手动”位，缓慢开机头和#4 瓦处联锁试验块上泄油 门，润滑油压至 0.0750.082Mpa 时，交流油泵联动，0.0680.075Mpa 时，直流油泵联动。 前面热工联锁中已讲到，超驰开动作，强联油泵。 2.4 BTG 盘硬联锁置“解除”位，交、直流润滑油泵电气开关柜上转换开关置“DCS”位，CRT 上投 “手动”位，缓慢开机头和#4 瓦处联锁试验块上泄油门，交、直流油泵不联动。 从热工联锁
12、图中看出，手动位可停下油泵，但前提条件是 0 转速信号来且大于 30 秒。 2.5 BTG 盘硬联锁置“解除”位，交、直流润滑油泵电气开关柜上转换开关置“DCS”位，CRT 上投 “自动”位，缓慢开机头和#4 瓦处联锁试验块上泄油门，润滑油压至 0.0750.082Mpa 时，交流油 泵联动，0.0680.075Mpa 时，直流油泵联动。 油泵自动位时，油压低通过热工回路联动油泵。 3 运行发现的一些问题及改进意见 3.1 热工回路中汽机转速为 0 且 30 秒后，可停润滑油泵： #3 机原设计是汽机转速到 0 且 30 分钟后，可停润滑油泵。网上查询到原逻辑设计思想是，转 子高速惰走下来后，
13、汽轮机轴承或转子存在局部过热的情况，过早停油泵，有可能损坏轴瓦。 咨询其他电厂，主机润滑油泵停止的条件还有汽轮机下缸温度100。结合我公司多年的情况， 高压缸第一级金属温度121，停主机盘车，停主机润滑油泵，汽机轴瓦温度不会过高（大约 60 左右） ，不会损坏设备。建议热工在主机润滑油泵超弛启动条件中增加一条，第一级金属温度和中压 叶片持换温度121，强联润滑油泵。并将现在汽机转速 30S 后可停润滑油泵的逻辑变更为原来的 30 分钟。 3.2 停机后，当主机直流油泵停电的情况下，立盘硬联锁投“联锁”位，DCS 位可停主机交流油泵， 再启动主机润滑油泵，不能启动，立盘上也不能启动。 分析原因，
14、主机直流油泵停电后，交流润滑油泵控制方式在 DCS 位，在控制室手动停油泵的一 瞬间，润滑油压低信号来，3UF50 的 1 端子收到启动信号（1 端子的电位变为高电位） ，但此时 3 端 子发出停止信号，控制 7 端子输出停止油泵，1 端子的信号被短时屏蔽，所以油泵被停来，而不立 即联动。并且 1 端子始终保持高电位，也不会联动交流润滑油泵，只有运行人员在立盘上“分”、 “合”一次硬联锁开关（相当于把油压低回路先打开后闭合） ，交流油泵才会联动。因为 3UF50 的 1 端口必须接收到一次从低电位到高电位的“上升沿”信号，才会发启动指令。 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届
15、年会论文集 热控 558 3.3 前面已讲到的主机交流油泵送就地位时，相当于把交流润滑油泵的启、停及硬联锁启动回路全 部断开。 运行人员将主机交流油泵送电时要特别注意，无特殊情况禁止送就地位，最终解决办法还是电 控人员修改相关的逻辑回路，消除安全隐患。 4 结束语 熟悉润滑油系统的联锁保护，正确进行润滑油系统的联锁试验，维护好汽轮机润滑油系统的运 行，很大程度可避免汽轮机恶性事故发生。 参考文献： 13UF5 SIMOCODE-DP 系统电动机保护和控制设备 SIEMENS 2XDPS 预定义标准功能块说明 上海新华电站工程公司 3汉新公司集控运行规程 湖北汉新发电有限公司 4A 厂#2 机组低压电气控制原理图 湖北汉新发电有限公司 作者简介： 李铭 湖北汉新发电有限公司运行部