汽机保护系统的技术改造

　　妈湾发电总厂分两期工程，一期工程的1、2号机组的DCS(集散控制系统)使用美国Bailey公司的infi90系统与ETS(汽机紧急跳闸系统)结合对汽机进行保护；二期工程的3、4号机组直接使用了ABB公司的Procontrol-P13/14 DCS系统直接进行汽机保护。
　　虽然在保护项目中已经使用了一些提高可靠性的措施，但部分一次元件的选型还存在问题；部分保护项目虽然没有不安全的记录，但仍有隐患；另外几个保护项目没有采取任何安全措施，误动非常频繁。
　　根据近年的实践，妈湾发电总厂对汽机保护做了大量的优化改造，并总结了一些经验，在确保不拒动的前提下大大减少了保护的误动。现将主要保护项目改进的原因、依据和方案介绍如下。
　　1.EH油压低保护的改进
　　EH油压低保护的安全隐患在于不恰当的保护定值引起误动。EH油压低保护的作用是，当EH油压力降低至汽门失控前跳闸，防止汽机失控，妈湾发电总厂所有主机汽门都由单侧进EH油的油动机驱动，汽门快关或跳闸时通过超速保护油路，排空油动机内的EH油，依靠汽门上的弹簧强制关闭(图1)。当EH油压不足时，各阀门将先表现为控制特性变差，进而无法克服弹簧预紧力而自动关闭。妈湾发电总厂原来EH油压低的保护定值为9.3MPa，在进行超速保护(OPC)时大量调门同时动作或某个液压伺服阀(MOOG)泄漏时，油压都有大幅波动，容易引起跳闸。试验发现，当EH油压超过7 MPa时就足以驱动调门。为减少这个保护不必要的动作，将保护定值降低至8 MPa。
　　2.安全油压低保护的改进
　　安全油压低保护的安全隐患在于不恰当的保护定值引起误动。安全油压低保护的是当安全油压降低至定值以下时跳闸，安全油压降低的原因是安全油系统故障或手动打闸。按照妈湾发电总厂的安全油系统工作原理，不论手动打闸、远方电磁阀跳闸，还是安全油供油问题使安全油压低至一定程度时，安全油隔膜阀都将在弹簧的作用下开启、EH油被泄放回油箱、汽机跳闸。因为妈湾发电总厂主汽机高中压主汽门、调门，小汽机主汽门、调门都是由安全油驱动或安全油控制的EH油驱动，安全油压低将直接作用于隔膜阀，使EH油泄压，从而关闭阀门，所以安全油压低定值，不需远高于驱动隔膜阀关闭的油压。因此将安全油压低定值适当调低，可减少因安全油压波动引起的跳闸。 图1 调速汽门原理 这对于安全油压不稳定的小汽机尤为重要。在妈湾发电总厂，不论上汽或哈汽产的小汽机在进行润滑油泵连锁时都极易引发安全油压波动。现已将小汽机的安全油压定值由最初的0.8 MPa降低至0.4 MPa。
　　3.轴位移保护的改进
　　汽机轴位移保护设计有4个轴位移探头，分别进入2个监视器。1、2号机油位移保护采取单监视器内“与”的方式，3、4号机采取“或”的方式。采用“与”逻辑的轴位移保护拒动的可能性较大。采用“或”逻辑的轴位移保护误动的可能性较大。 虽然至今汽机轴位移保护没有拒动、误动过，但鉴于这个保护的重要性，尤其为避免拒动，改进依然是必要的。为　减少改动量，针对原有保护的结构，对1、2号机组及3、4号机组采取了不同的改进方案。
　　1、2号机轴位移保护改进前的保护逻辑是：4个探头分别进入2个监视器，其中2个探头进入监视器“与”后，通过监视器的输出继电器去跳闸；另2个探头进入监视器后，转入DCS系统只用于显示。这种设计在参与保护的2个探头的任意1个发生故障时就有可能造成整个轴位移保护失效，拒动的可能性很大。改造后的逻辑是：4个探头分别进入2个监视器，两两在监视器内“与”后，通过2个监视器的输出继电器并联后去跳闸。这样充分利用了4个位移探头，即大大减少了拒动的可能性，误动的可能性也较小。把安全工程师站点加入收藏夹