汽轮机危急遮断系统原理及优化分析

汽轮机危急遮断系统原理及优化分析

邱光亮

内蒙古岱海发电有限责任公司 内蒙古 呼和浩特 010000

摘要：汽轮机是一种将热能转化为机械能的设备。汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。汽轮机按照做功原理可分为冲动式汽轮机、反动式汽轮机；按功能可分为凝汽式汽轮机、供热式汽轮机，供热式汽轮机又可以分为：背压式汽轮机、调节抽汽式汽轮机；按照参数高低可以分为：低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机、亚临界压力汽轮机、超临界压力汽轮机。汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。

关键词：汽轮机；危急遮断系统；逻辑存储；可靠性

引言

汽轮机在电力工业生产中发挥着十分重要的作用，在火力发电与驱动两方面均有广泛的应用，其安全平稳运行可直接影响发电系统工作质量。但同时汽轮机属于精密设备，其安装工作是一项较为复杂和专业的工作，在安装过程中极易发生各种类型的质量问题，对整个发电系统会产生较为严重的破坏。如安装汽轮机过程中有杂质进入到油系统内时，会导致轴颈被划伤；再如当压主汽门伺服阀发生卡死现象时，会导致伺服机构节流孔堵，继而对整个发电机组的平稳运行造成威胁。基于此，在汽轮机安装阶段便需做好质量控制工作，以此为电厂正常的生产工作奠定基础。

1火电厂汽轮机的工作原理

火电是传统的生产方式，也是当前我国最主要的能源产出形式，火电厂对技术要求非常高，整个运行过程中，需要各种设备相互配合，才能形成有效的运行，保证良好的供电用电质量。再经过一系列环形。同时，假设将锅炉视为火电厂的基础设备，那么，根据蒸汽能量与机械能的转换值还可以划分为速度级机、冲动级机和反动级汽轮机。三者的工作原理都是通过蒸汽在喷嘴处膨胀来运行的，需要对此加强关注力度。

2危急遮断系统结构及原理

基于PLC形式的ETS系统由1个控制柜和1个遥控试验面板组成。控制柜包含2套PLC组件、1个转速控制箱、1个交流电源箱、1个直流控制箱、继电器组件，以及输入输出端子。传感器将汽轮机保护所需的电信号传递给控制柜，通过控制器中PLC逻辑判断何时遮断危急遮断总管的油路，自动停机。遥控试验面板作为显示操作接口，显示输入信号状态、输出信号状态、监视交流电源和直流电源状态，并设计有首出记忆信号。2套独立的PLC组件一主一备双冗余，即主PLC(MPLC）和备用PLC(BPLC)。两套PLC组件里有相应的危急遮断保护逻辑，能够提供准确的汽轮机停机保护。每一组PLC均包括中央处理器单元（CPU）和输入输出（I/O）卡件，CPU含有遮断保护逻辑，I/O卡件提供接口功能。MPLC提供全部遮断、报警和试验功能。BPLC为含有全部遮断和报警功能的冗余的PLC单元。如果主PLC故障，它将允许机组继续运行并起保护作用。

3危急遮断系统优化

3.1完善汽轮机安装施工记录

为确保汽轮机后续运行所发生的故障可及时排除，在安装阶段便要做好安装施工记录，详细记录安装时的各项参数和相关信息，以此为后续故障排查与解决提供数据依据。重点需要做好两方面工作：一是在安装阶段建立质量预验收机制，对台板就位、汽缸安装、轴承座及通流部分的安装信息做好记录，待每一个环节的安装质量达到标准后方可开展下阶段的安装工作；二是在汽轮机安装施工信息记录过程中，务必要确保相关安装信息填写的准确性，做好记录审核、记录签字等工作，由技术负责人员对所记录数据作二次复检。待确定数据无误后再开展下一环节的安装工作。

3.2逻辑储存分析优化

汽轮机的危急遮断保护逻辑在软件组态后通过通讯下装到2套PLC中去，在机组正常运行后实时处理，通过DO输出卡件提供遮断信号。PLC内部逻辑需要有效地保存，这样组件断电后中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU）中的逻辑才不会丢失。以MODICON－QUANTUM系列PLC为例，分析危急遮断逻辑保存的几种思路。在早期的ETS系统中，主备2组PLC其中一组断电后，对应的CPU中逻辑会丢失。如汽轮发电机组在正常运行时，主备PLC任意一路电源故障断电，将会导致此套PLC组件断电，重新上电后逻辑丢失，要重新下装逻辑备份。

3.3提升汽轮机热力的测定

进行分析过程中可很好地对火电厂的汽轮机热力学特征进行分析，进而采用合理方式有效提升工作效率。只有进行科学合理的分析，才可对火电场汽轮机运行的效率影响因素进行详细分析，并充分针对出现的问题实现针对性地汽轮机改造和优化。例如在对汽轮机进行热力实验过程中，相关技术人员就需能对汽轮机的热力系统进行热循环效率方面的检测。一般情况下，在进行检测过程中技术人员需进行测量数据方面的详细分析，以此获得汽轮机的额定功率后对蒸汽机的额定数据进行分析。而在完成了这样的数据采集后还需进行多次试验分析，以此很好地进行数据方面的整理，去除一些无用的数据信息并采用平均值，这样就可很好满足数据方面的分析，进而针对汽轮机的结构进行针对性的优化。

3.4汽轮机十字头设计

如汽轮机在运行中出现高调门阀杆与十字头连接不当的问题，圆柱销会因负荷变化冲击而断裂，导致阀杆下沉损伤螺扣，且当螺扣完全损坏后，高调门杆彻底掉下，此调门就为关闭状态失去作用。基于此需要对进行汽轮机十字头设计，十字头需要按补充加工图严格执行，要求提升螺母上端（左端）与十字头内控上端设计有3mm间隙，且在加工后需要依次装入垫环、提升螺母，圆柱销、螺塞等，其中提升螺母需要与十字头的配合为动配合，而圆柱销要求到旋不动为止，阀杆上端与垫环顶死，提升螺母上端与十字头间隙仍为3mm。同时，需要提升螺母上端始终不会与十字头接触，然后旋入阀杆，当阀门关闭时，作用力会传导至垫片，防止汽轮机受到冲击力的影响。

3.5各类设备的综合性优化

电厂集控系统实际运行的过程中，汽轮机运行所涉及的设备很多，整体系统是将多种设备相互组合而成的复杂结构，一旦某种设备发生了故障问题或者性能问题，将会影响到汽轮机的良好运作。因此，系统改良优化的工作领域中，应重视对不同设备的综合性优化处理，从根源层面入手，增强汽轮机的运行效果。首先，安排专业的人员做好日常的电力机组设备检查工作，明确是否存在压力参数问题与其他参数的不足，严格调整参数的情况下，使得所有机组设备都能处于稳定的运行状态，降低故障问题发生率，延长使用的寿命。其次，重视对凝汽器设备的优化处理，使得真空泵设备能够稳定高效率地运作。

结束语

总之，火电厂锅炉在运行过程中受多方面因素的影响形成氧化皮，并随着温度等条件变化导致氧化皮剥落，在此过程中会在一定程度上损坏锅炉设备。为此要求运行维护人员立足于现实情况，选择切实可行的解决措施，从而保证火电厂安全运行。

参考文献

[1]王传军.某汽轮机主油泵断轴事故的诊断与处理[J].科技风,2019(35):140.

[2]胡起飞,丁矗.危急保安器注油试验跳机事故的分析及预防[J].电力设备管理,2019(10):118-120.

[3]冯仲,季明强,梁春育,刘武,唐军.加氢汽轮机速关油压低问题分析及处理方法[J].中国设备工程,2019(18):57-58.

[4]李勇.汽泵小汽轮机挂闸异常的原因及对策[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2019,24(03):112-116.

[5]龙秀峰,李一兴,岑黎明.基于ADMAS的船用汽轮机危急遮断器动力学分析[J].机电设备,2019,36(03):58-61.