汽轮机危急跳闸装置ETS在伊敏电厂二期2×600MW机组中的应用

王传贵

【摘要】本文通过ETS汽轮机危急跳闸系统在华能伊敏发电厂二期2×600MW生产过程控制领域中的实际应用，对ETS技术的应用概念、基本结构、数据访问接口形式、以及ETS的主要用途等作了简要陈述。

【关键词】ETS 控制原理 可靠性

1ETS概述

ETS是汽轮机危急跳闸系统的简称。汽轮机危急跳闸系统用以监视汽轮机的某些参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，紧急停机。以保证汽轮机安全运行，被监控的这些参数是：（1）汽轮机转速--DEH超速跳闸；（2）汽轮机转速--超速TSI跳闸；（3）轴向位移大跳闸；（4）大轴相对振动大跳闸；（5）EH油压力低--低跳闸；（6）轴承润滑油压低--低润滑油压跳闸；（7）凝器器真空低--低真空跳闸；（8）操作员手动跳闸；（9）轴承金属温度高跳闸；（10）高压排汽温度高跳闸；（11）高压排汽压比低跳闸；（12）发电机定子冷却水断水跳闸；（13）发电机内部故障跳闸。系统应用了双通道概念，布置成“或─与”门的通道方式，这就允许在线试验，并在试验过程中装置仍起保护作用，从而保证此系统的可靠性。

2工作原理

华能伊敏电厂热工控制系统均采用了ABB贝利公司的Symphony系统，实现了DCS一体化，ETS是一体化DCS的一个组成部分，是机组控制环路上的一个节点。ETS的功能模件组成一个过程控制单元（PCU），它在控制环路上的代号为PCU46。华能伊敏电厂二期ETS由一个控制柜组成：#46为模件与端子柜。该系统是由下列各部分组成：一个跳闸控制柜；一个装有跳闸电磁阀和状态压力开关的危急跳闸控制块；三个装有试验电磁阀和压力开关组成的试验块。由一对互为冗余的控制器（BRC300）和相应的功能子模件完成。

3闸块工作原理

跳闸块安装在前箱的右侧，块上共有6个电磁阀，2个OPC电磁阀是220VDC，常闭电磁阀；4个AST电磁阀是220VDC，常开阀。正常情况下，AST电磁阀是常带电结构。根据跳闸块电磁阀连接图上能看出：P1点压力为130kg/cm2左右。通过节流孔J1、J2使P2点压力为65kg/cm2左右。在作试验时，20-1/AST和20-3/AST动作，使得P2点压力升高至130kg/cm2；若20-2/AST和20-4/AST动作，则P2点压力降为0kg/cm2。压力开关K1、K2设定值分别为K1：90kg/cm2，K2：40kg/cm2。通道1（20-1/AST，20-3/AST）动作试验时，K1动作；通道2（20-2/AST，20-4/AST）动作试验时，K2动作；K1、K2分别送出指示信号。由于整个跳闸块采用“双通道”原理，当一个通道中的任一只电磁阀打开都将使该通道跳闸；但不能使汽轮机进汽阀关闭，只有当两个通道都跳闸时，才能使汽轮机进汽阀关闭，起到跳闸作用，因此大大提高其可靠性，可有效地防止“误动”和“拒动”。

4跳闸试验块工作原理

该系统共有4个试验块，EH油试验块，LBO润滑油试验块和LV1及LV2真空试验块。每个块的原理均相同。原理图如下：（如图1）

每个试验块都被布置成双通道。J1、J2为节流孔；F、F1、F2为手动阀；S1、S2为电磁阀；B1、B2为压力表；K1、K2、K3、K4为压力控制开关。节流孔的作用是将两路隔离开，试验时互不干扰。试验可以手动就地试验，也可以在主控室通过试验按钮远方试验。用按钮试验时，电路上有闭锁，保证不会两路同时试验，一路试验时，另一路还有保护功能。用就地手动阀试验时，不能两路同时作，否则将会引起误跳机。手动试验时，尤其要注意。正常情况下，压力油通过节流孔送到压力开关和指示表B1和B2，指示表将指示正常油压，一旦油压降低，两边的4个压力开关只要各有一个开关动作，将引起跳机。电磁阀接成“两或-与”关系，即可防止误跳，又可防止拒跳。试验时，打开F1或S1，则B1上指示将缓缓下降达到设定值时，K1、K3将动作。ETS远方在线试验时，对应画面上指示灯亮，表示出相应跳闸控制阀上某一路在试验。由于跳闸阀布置成双通道，所以只试验一路不会产生跳闸信号，若此时被测参数真的达到停机值，则试验块上的压力开关将全部动作，两路信号通过“与”的作用，产生跳闸信号，通过跳闸控制块使机组停下来。所以说该试验块可以在线试验，并不影响机组的保护功能。试验块电磁阀的电源是220VAC。试验完毕后，要注意表压是否恢复到正常值，否则不准试验另一路，以免引起误跳机。

5汽机跳闸系统的可靠性

一般系统的可靠性是用下述公式表示的：可靠性=MTBF/MTBF+MTBR式中MTBF—平均无故障时间；MTBR—平均维修时间。可见，MTBF越大越好，MTBR越小越好。增加双通道系统后，可使系统的MTBF大大提高。使用双通道后，MTBF是这样计算的：MTBFD=MTBFS+MTB2S/2MTBR式中MTBFD—双通道的平均无故障时间；MTBFS—单通道的平均维修时间。综上所述，ETS危机跳闸系统采用了双通道的原理，无论是一次监测元件还是跳闸电磁阀，都采用双通道，因此，可大大提高系统可靠性。使用双通道后，系统的MTBF是按指数规律增加的，这样系统的可靠性大大提高了。

6结语

现在的ETS系统已经不同于传统意义上的汽轮机组保安系统，它采用可靠性高的微处理器作为控制核心器件，整个系统为双冗余设计，系统具有自检功能、在线实验功能、运行状态下检修和更换功能、失电情况下继续维持运行功能、“首先报警”信号显示功能、通讯功能、系统扩展功能等等，其安全性和可靠性大大提高，而维护成本大大降低。

参考文献：

[1]盛塞斌.600MW亚临界火力发电机组技术丛书[M].中国电力出版社，2007.

[2]赵燕平.热工联锁保护系统配置优化技术[M].中国电力出版社，2006.