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AST遮断系统工作原理讲解


AST 遮断系统工作原理讲解
彭琛 1. 2. 危急跳闸控制简介 ........................................................................................................ 2 AST 危急跳闸控制介绍 .................................

.............................................................. 2 2.1、AST 遮断系统控制块简介 ........................................................................................ 2 2.2、具体危急跳闸功能实现 ........................................................................................... 3 3. ETS 试验块在线试验 .................................................................................................... 8 3.1、 逻辑说明 ................................................................................................................. 8 3.2、 危急跳闸控制块实际操作 .................................................................................. 8 4. ETS 试验块电源 ............................................................................................................ 10 4.1、大机 AST 电源 .............................................................................................................. 10 4.2、小机 AST 电源 .............................................................................................................. 10 5. 日常事故和处理: ...................................................................................................... 11 5.1、 EH 油压无法建立 ....................................................................................................... 11 5.2、AST 模块异常: ........................................................................................................... 11

1

1.

危急跳闸控制简介

汽轮机危急遮断系统 ETS(Emergency Trip System)是在汽轮发电机危急情 况下的保护系统,它接收来自汽轮发电机组安全监视仪表系统(TSI)、锅炉炉膛 安全监控系统(FSSS)及其它系统主要参数,进行逻辑处理后,统一输出停机、 停炉、快关调门、关闭抽汽逆止门等保护信号及各种报警信号。 ETS 是电厂热控 设备中最重要的保护系统之一,无论其拒动或误动,都将造成非常严重的后果, 必须保证汽轮机 ETS 的准确性、快速性和可靠性。本次主要介绍汽轮机危急遮断 系统的 AST 遮断控制部分。

2.

AST 危急跳闸控制介绍

2.1、 AST 遮断系统控制块简介
危急跳闸控制块主要元件:2 个压力开关、2 个节流孔、4 个 AST 电磁阀、 ASP 压力表和压力变送器,跳闸电磁阀布置成双通道:奇数编号的一对 AST 电磁 阀为 1 通道;偶数编号的一对 AST 电磁阀为 2 通道,电磁阀采用串并混合连接, 机组挂闸后四个电磁阀都带电。图 1 为危急跳闸控制块的示意图。

图 1 AST 危急跳闸控制块

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P1-为遮断母管压力;63-1/ASP-ASP 油压高(大于 10.6Mpa);63-2/ASP-ASP (小于 4.8Mpa)油压低 如下特点: a)、 当机组挂闸,即 AST 油压建立后, P2≈P1/2,满足主汽门和调门开启条 件。 b)、 当两个通道同时动作时,卸去 AST 油压,关闭机组主汽门和调门,实现机 组保护跳机。 c)、 当第一通道动作时,即〔( 20-1)/AST 和(20-3)/AST〕其中一个失 电时,P2≈P1。 d)、 当第二通道动作时,即〔(20-1)/AST 和(20-3)/AST〕其中一个失 电时,P2≈0。 e)、 当只有其中一通道动作时,比如任意电磁阀误动,P1 不变,机组不跳 P2 为 ASP 油压。从图 1 可以看出,危急跳闸控制块有

闸。同时任意一个电磁阀拒动时,机组保护还能正常动作。
f)、 AST 模块中设置两道节流孔一来是这样的串并联结构让系统更可靠,

也可以让系统的需要流量小点,降低功耗。
由于采用双路双阀门的顺序或交叉连接系统,不仅确保系统的动作可靠, 而且当任何一个阀门不动作或在线试验时, 系统仍然有保护功能。 即该系统只 有在一对奇数号或偶数号电磁阀都不起作用的双重故障下,保护系统才会失 效。

2.2、 具体危急跳闸功能实现
要了解 AST 试验块功能,首先由了解主汽门和调门的控制原理,先介绍主汽门 工作原理,下图 2 是二期主汽门 MSV1、3、4 的控制油路图;

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图2

主汽门 MSV1、3、4 油路图

图中绿线表示 AST 油压,白线表示 EH 有母管油压,蓝线表示有压回油, 黄线表示 OPC 油压,阀门主要的主要控制元件有卸荷阀、伺服阀、电磁阀、油 动机、节流孔、逆止阀、手动门等。接下来先介绍卸荷阀,卸荷阀分三个腔, 安全油腔、压力油腔、回油腔。当安全油建立起来后,安全油口的压力几乎等 于压力油口的压力, 而且由于安全油的作用面积大于下面压力油口的作用面积, 所以压力油口的油是不能把阀芯打开,压力油也就不能从回油口走掉。 油泵出来的油经高压母管进入油动机,一路流到电磁阀或伺服阀,由电磁阀 或伺服阀控制进入油动机的高压腔,而油动机的高压腔与我们卸荷阀的压力腔 是相通的,而另外一路经过一个节流孔,进入油动机卸荷阀的安全油腔,这时 的安全油在卸荷阀安全油腔另外的小孔流出经过油动机上的逆止阀进入 AST 母管,这样一来油动机的安全油压力就完全由 AST.模块控制,只要 AST.模块 做相应的动作,那么相关的油动机就实现关闭。

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调门的控制基本与主汽门相同,下图 3 是高调门油路图,图中黄线表示 OPC 油 压,和主汽门的主要区别是 安全油在卸荷阀安全油腔的小孔流出,经过油动机

上的逆止阀进入 OPC 母管,油动机的安全油压力就完全由 OPC 模块控制。

图3

高调门油路图

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回到 AST.OPC 模块图 4,图中白线表示高压油,绿线表示 AST 油,粉线表 示无压回油,黄线表示 OPC 油压。四个 AST 电磁阀分别是 1、2、3、4。1、3 一组,2、4 一组。我们先以图中 AST1 阀为例。SAT 是个二级阀,电磁阀带电 后,图中电磁阀高压油回路油路关闭,高压油进入后形成压力腔室,封住 AST 油通道,反之,电磁阀失电,回路油路打开,高压油卸掉,卸荷阀在弹簧作用 下打开,AST 油卸掉。但 AST1 中的 AST 油只能卸到 AST2、4 中,如果 2、4 中没有一个动作,AST 油是卸不掉的。所以,一组中至少有一个阀动作,才能 卸掉 AST 油压。 这就具体解释了 4 个阀中任何一个误动, AST 油压是卸不掉的, 任何一个拒动,都不会造成油压无法卸掉。 OPC电磁阀是超速保护控制电磁阀,它们是受DEH控制器的OPC部分所控 制。正常运行时该两个电磁阀是不带电常闭的,封闭了 OPC总管油液的泄放通 道,使主汽调节汽阀和再热调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立起油压,一 旦OPC动作时,例如转速达到103%额定转速时该两个电磁阀就被励磁(通电) 打开使OPC母管油液泄放。这样,相应执行机构上的卸荷阀就快速开启,使调 节汽阀和再热调节汽阀迅速关闭。

图4

AST.OPC 模块

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通过图 4 再分析 OPC 和 AST 的联系,图 4 中的绿线就是 EH 油泵出来的油 经过每个油动机内部的一个节流孔和一个逆止阀后出油动机来到 AST 母管的 AST 油, OPC 油也是这样来的,只不过 OPC 油是经过调门油动机出来到 OPC 母管,而 AST 油是经过主汽门油动机出来来到 AST 母管,而且 OPC 母管到 AST 母管是有个单向阀的, 方向为 OPC 至 AST, 所以当 OPC 电磁阀动作, OPC 油卸压后是调门关闭但 AST 油压正常而主汽门不动作,但是如果 AST 电磁阀 动作,AST 油卸压后,由于 OPC 的压力比 AST 高,所以 OPC 也通过单向阀流 到 AST 管路而同时卸压,这时调门和主汽门同时关闭。 小结: AST.OPC 模块中的卸荷阀和油动机上卸荷阀唯一的区别 :在于 AST.OPC 上的卸荷阀有一个电磁阀(图中的 AST 和 OPC 电磁阀)控制安全油 是建立还是流到无压回油,也就是说油动机的安全油由 AST.OPC 模块控制, 而 AST.OPC 的安全油由电磁阀控制, AST 油能控制 OPC 油压。 就地 AST.OPC 实际设备如下图 5:

图 5、AST.OPC 就地设备图
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3.

ETS 试验块在线试验

3.1、 逻辑说明:
进行在线试验的原理:即利用 AST 电磁阀一个失电不能引起机组跳机,一个 AST 电磁阀失电,保护功能能正常动作,专用压力开关 63-1/ASP、63-2/ASP 显示 每一通道电磁阀在线结果。 将使一个通道中一个电磁阀失电,当第一通道 AST1 或 3 失电,即第一通道完 成打开, ASP 油压上升至 P2≈P1,压力开关 63-1/ASP(大于 10.6Mpa)动作, 作为实验是否成功的反馈信号,但 P1 遮断油压不会变,确保机组安全。 当第二通道 AST2 或 4 失电,即第二通道完成打开, ASP 油压下降至 P2≈0, 压力开关 63-2/ASP(大于 4.8Mpa)动作,作为实验是否成功的反馈信号,但 P1 遮断油压不会变,确保机组安全。 AST 在线试验具体逻辑如下: (1)AST1/3 逻辑(AST2/4 与 AST1/3 类似): 2.2.1 试验投入条件(与): a) 在线试验允许(ETS画面运行手动投入) b) c) 无其他ETS通道试验 2.2.2 试验切除条件(或): a) ASP-1压力高延时两秒 b) 切除在线试验允许 c) ASP-2压力低 d) 手动切除

3.2、 危急跳闸控制块实际操作:
2.3.1. 实验前注意与检查事项:

a) 就地是否漏油。 b) 就地ASP压力表显示压力是否正常

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2.3.2.

AST1、3 电磁阀试验的顺序如下:

a) 用鼠标左键选择“在线试验允许”按钮并观察文字后面点亮。 b) 在 AST 电磁阀显示区点击 AST1 或 AST3 电磁阀,打开操作端,点击“投 入”按钮,相应电磁阀失电动作, ASP1够检测到压力信号,ASP1 的状态 变化显示在 ETS 画面上。 c) 在 AST 电磁阀显示区点击 AST1 或 AST3 电磁阀,打开操作端,点击“切 除”按钮,相应电磁阀带电动作, ASP1 (ASP压力高)报警复位。正常情况 是自动复位 d) 进行 20-1/AST 或 20-3/AST 电磁阀单个试验时,20-2/AST、20-4/AST 试 验功能被闭锁。 2.3.3. AST2、4 电磁阀试验的顺序如下:

a) 用鼠标左键选择“在线试验允许”按钮并观察文字后面点亮。 b) 在 AST 电磁阀显示区点击 AST2 或 AST4 电磁阀,打开操作端,点击“投 入”按钮,相应电磁阀动作, ASP2 能够检测到, ASP2 的状态变化将 被 显示在 ETS 画面上。 a) 在 AST 电磁阀显示区点击 AST2 或 AST4 电磁阀,打开操作端,点击“切 除”按钮,相应电磁阀带电动作, ASP2 (ASP压力低)报警复位。正常情况 是自动复位 c) 进行 20-2/AST 或 20-4/AST 电磁阀单个试验时, 20-1/AST、 20-3/AST 试 验功能被闭锁。

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图 6 ETS 在线试验画面

4.

ETS 试验块电源

4.1、大机 AST 电源
大机 AST 电源为 220V 交流,分别取自电子间热控 UPS 配电柜,其中(20-1) /AST 和(20-3)/AST 电磁阀电源取自#1UPS 机柜,(20-2)/AST 和(20-4) /AST 电磁阀电源取自#2UPS 机柜。

4.2、小机 AST 电源
小机 AST 电源为直流 110V,取自电子间继保直流机柜,其中(20-1)/AST 和(20 -3)/AST 电磁阀电源为一路电源,(20-2)/AST 和(20-4)/AST 电磁阀电源 为另一路电源.

10

5.

日常事故和处理:

5.1、EH 油压无法建立
出现无法建立 EH 油压,一般出现在机组检修后,试运过程中,一期都二期出现 过此现象。在机组未挂闸启油泵时,如果油动机上的伺服阀或者电磁阀工作在打 开状态,这样高压母管的压力油通过油动机高压腔,然后打开卸荷阀流到回油管 路,液压系统的功率是 P×Q(压力乘以流量),泵输出流量肯定不够而不能稳定 压,当然还有油管渗漏,这就不考虑分析。

5.2、AST 模块异常:
通过 ASP 压力开关和 ASP 压力表读数可确认 AST 模块的工作状况, 如果中间点 ASP 的压力为 10.6MPa 以上,说明第一级当中的卸荷阀 1 或 3 卡涩不严或其对应 的电磁阀没得电或电磁阀本身卡涩、或者节流孔丢失。如果中间点 ASP 的压力为 0, 则说明第二级当中的卸荷阀 2 或 4 卡涩不严或其对应的电磁阀没得电或电磁阀 本身卡涩、或者节流孔丢失,二期就出现过节流孔丢失的问题,一二期都出现过 检修后电磁阀不带电情况。对于电磁阀是否带电用一般的铁钥匙接近电磁阀就可 以判别,但一般是检修人员判断,正常运行过程中,一般不建议不直接查电磁阀, 以免引起设备误动。

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