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1、300MW汽轮机主汽阀、再热主汽阀热控到位信号分析 摘要：本文以大唐太原第二热电厂10号机组为例介绍了300MW汽轮机组主汽阀到位信号热控策略。 关键词：主汽阀 再热主汽阀 到位信号1 问题的提出主汽阀位于调节阀前面的主蒸汽管道上。从锅炉来的主蒸汽，首先必须经过主汽阀，才能进入汽轮机。主汽阀打开，汽轮机就有了汽源，有了驱动力。当汽轮机需要紧急停机时（如汽轮发电机组失去负荷，调节阀调节失灵等）主汽阀应当能够快速关闭，紧急切断蒸汽的来源，保证机组的安全。再热后返回到汽轮机的蒸汽是通过再热主汽阀和调节阀进入汽轮机的。如果机组甩负荷，会引起汽轮机超速。当汽轮机由超速机构遮断时，若因再热调节阀未关闭（或
2、关闭迟缓）而转速上升时，则再热主汽阀迅速关闭。因此主汽阀、再热主汽阀的关闭、打开到位信号是机组热控联锁保护中的重要一环。2 机组概况该厂300MW机组汽轮机是上海汽轮机有限公司生产的亚临界，单轴，中间再热，双缸双排汽，高、中压合缸，空冷抽汽凝汽式汽轮机。DCS系统、DEH系统采用北京ABB贝利公司的symphony控制系统。左侧高压主汽阀（TV1）后为3个高压调汽阀（GV1、GV3、GV5）；右侧高压主汽阀（TV2）后为3个高压调汽阀（GV2、GV4、GV6）。左侧中压主汽阀（RSV1）后为中压调汽阀1（IV1）；右侧中压主汽阀（RSV2）后为中压调汽阀2（IV2）。300MW机组的汽轮机主汽
3、阀到位信号主要由到位开关及阀位判断两种方式确定。下面以该厂#10机组为例进行详述。3 DCS系统联锁保护控制方案#1高压主汽阀关闭（TRUB HB MSV 1 CLSD）、#2高压主汽阀关闭（TRUB HB MSV 2 CLSD）、#1中压主汽阀关闭（TRUB IP MSV 1 CLSD）、#2中压主汽阀关闭（TRUB IP MSV 2 CLSD）都是由现场主汽阀开到位后压住相应限位开关，开关接通送DCS系统机柜DI端子板卡接入DCS系统。3.1 光字报警。TV1、TV2、RSV1、RSV2四个主汽阀都关闭发“主汽阀关闭”光字信号。任一单一主汽阀关闭发相应主汽阀关闭光字报警信号。3.2 联锁。
4、任一高压主汽阀关闭且任一中压主汽阀关闭发TSV CLSD信号。TSV CLSD信号延时1秒发1秒脉冲自动关闭高排逆止阀。同时发1秒脉冲自动打开四段抽汽至除氧器管道疏水门、再热冷段调节站阀门后疏水电动门、高压调节站阀门前疏水电动门等八个疏水电动门。3.3 汽轮机主保护。任一高压主汽阀关闭且任一中压主汽阀关闭送汽机主汽阀关闭1信号（TURB MSV CLS CM1）、汽机主汽阀关闭2信号（TURB MSV CLS CM2）。主汽阀关闭1、2信号通过各自相应机柜的不同DO板卡送至电气侧，实现机组“机跳电”保护，同时向DCS系统发汽轮机主汽阀关闭报警。4 DEH系统阀门试验#1高压主汽阀位反（TV1
5、POS）、 #2高压主汽阀位反（TV2 POS）由现场LVDT阀位反馈经电缆送DEH机柜不同HSS03卡件计算得出。高压主汽阀由阀位判断92%为开。TV1 POS92%TV1 OPEN；TV1 POS92%TV2 OPEN；TV2 POS2%TV2 CLOSED。再热主汽阀开关信号由限位开关给出阀在其开启或关闭位置的信号，经电缆送至DEH系统机柜DI板卡（与DCS系统使用不同限位开关）。共有四个信号：再热主汽阀打开、关闭（左）（RSV1 OPEN、RSV1 CLOSED）；再热主汽阀打开、关闭（右）（RSV2 OPEN、RSV2 CLOSED）。4.1 高中压缸/主汽阀启动选择允许条件之一。高
6、中压缸联合启动是目前大型汽轮机组主要的启动方式之一，该厂10号机组为上汽300MW汽轮机采用该启动方式。该方式是在汽轮机挂闸后中压主汽阀（RSV）全开，中压调汽阀（IV）参与启动及带负荷过程的调节。启动前所有高压主汽阀、调汽阀应为关闭状态，中压主汽阀及中压调汽阀有一组关闭。同时再热蒸汽压力如果较高，会影响IV的开度，最终导致高排压比高跳机，因此机组应维持一定的再热汽压力，控制高旁减压阀开度。最终修订的热控方案见图一。4.2 TV1、TV2、RSV1、RSV2在线试验复位条件之一。通过操作汽轮机的控制装置对TV、RSV进行遥控活动试验。按顺序试验时，允许任一主汽阀完全关闭后再打开，不允许同时进行
7、试验。考虑设计需求热控方案为：TV1 CLOSED延时5秒复位TV1在线试验；TV2 CLOSED延时5秒复位TV2在线试验。RSV1 CLOSED OSP延时5秒复位RSV1在线试验；RSV2 CLOSED OSP延时5秒复位RSV2在线试验。4.3 严密性试验。主汽阀严密性试验时一般应在额定汽压、机组空负荷运行、额定转速的状况下进行，若汽压达不到额定值时，应进行转速数值的修正。试验时，主汽阀关闭，DEH切手动，严密性试验开始计时，DEH根据有关参数计算出“可接受转速”，在画面显示转速趋势，记录转速惰走时间，根据达到实验要求转速时所消耗的时间判定阀门严密性。热控设计方案为：TV1 CLOSE
8、D且TV2 CLOSED且RSV1 CLOSED且RSV2 CLOSED且TV/RSV严密性试验发LEAK TEST IN PROG信号，发“严密性试验正在进行”光字输出，同时使主蒸汽压力三取中59.99给出可接受严密性试验转速（ACCEPTABLE LEAK TEST SPEED）并且光字输出。4.4 主汽阀、调汽阀，再热主汽阀、再热调汽阀试验允许条件之一（OPEN）。为保证汽轮机的TV、RSV、GV、IV正常工作，汽轮机在带负荷情况下，每周对其进行一次功能性试验。防止发生卡涩现象，维持这些阀门的正常运行。进行试验时，TV、RSV必须处于大开位置。其热控方案为：TV1 OPEN且TV2 OP
9、EN且RSV1 OPEN OSP且RSV2 OPEN OSP发ALL STOPS OPEN信号，该信号是TV1、TV2、GV1、GV2、GV3、GV4、GV5、GV6、RSV1、RSV2、IV1、IV2单独活动试验允许条件之一及TV1、TV2、RSV1、RSV2在线试验允许条件之一。4.5 TV/GV切换。机组启动在经过预热、暖机、启动后到达升速阶段，在冲转后，汽轮机转速升至2900r/min时，此时汽机停止升速进入保持状态，DEH主控画面显示“保持（HOLD）”。确认蒸汽室内壁温度等于主蒸汽压力下的饱和温度后可进行主汽阀/调节阀切换（TV/GV切换），GV逐渐关闭，DEH画面显示“TV/GV
10、正在切换”，当GV关闭到相应阀位时，TV逐渐打开，当TV全开后，切换完成，同时复位“TV/GV正在切换”。4.6 参与IV单独试验过程。RSV1 OPEN OSP参与IV1单独试验过程；RSV2 OPEN OSP参与IV2单独试验。5 结论300MW机组主汽阀、再热主汽阀的关闭、打开到位信号是机组热控联锁保护中的重要一环。DCS系统联锁保护涉及的高压主汽阀及中压主汽阀关闭信号由主汽阀关闭到位开关实现。DEH系统阀门试验高压主汽阀由阀位判断92%为开），中压主汽阀开关信号由到位开关实现。参考文献：1汽轮机设备及其系统（300MW火力发电机组教材）M.中国电力出版社.2高劲侃.300MW汽轮机再热主汽阀关闭过程中卡涩原因分析及建议J.中国高新技术企业，2008（14）.3时兵.600MW超临界汽轮机再热主汽阀门动力学建模与虚拟样机研究D.上海交通大学，2008.