汽轮机EH油压低遮断保护信号完善

马春雷，刘 娟，王月明

（1.华电潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261204；2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

汽轮机EH油压低遮断保护信号完善

马春雷1，刘 娟2，王月明1

（1.华电潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261204；2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

对670 MW火电机组汽轮机危急遮断系统EH油压低保护信号进行研究，主要存在两方面问题：冗余信号的仪表管路取自同一母管，母管经压力模块后分散到多个压力开关；冗余信号由同一卡件采集进入ETS系统。改造后，将各测点取样管分散布置，信号由2块不同的卡件采集进入ETS系统，可有效避免设备误动情况发生，大大提高了机组运行安全性。

EH油；危急遮断；冗余分配；安全性

汽轮机EH油系统主要有2个作用，一是给高压主汽门、高压调节汽门、中压主汽门及中压调节汽门油动机提供动力，在机组运行过程中通过控制阀门油动机改变各汽门的开关度，调节机组负荷［1］；二是进入汽轮机危急遮断保护系统，通过测量元件感应EH油压变化，及时发出信号遮断汽轮机，保证发电机组设备的安全性。本文主要研究汽轮机EH油危急遮断系统保护信号冗余分配方面存在的问题，提出改造方案，减少机组拒动、误动事故发生，保证机组安全稳定运行，为润滑油压低、凝汽器真空低等类似信号的冗余分配提供参考［2－3］。

目前，670 MW火电机组已经成为国内主流发电机组，投运10年来，设备运行趋于稳定。但是，通过近几年同类机组非正常停运事件分析，由于保护机构取样管路老化断裂，连接螺栓松动，检修人员操作失误等原因，造成信号误发与设备误动现象时有发生，且呈逐年上涨趋势，严重危及机组的安全稳定运行。如山东某电厂在更换EH油压力表过程中，由于开启阀门速度过快，造成保护系统压力瞬间降低，所在取样管路压力开关动作，造成机组非正常停运，带来不必要的经济损失［4］。

1 EH油危急遮断保护信号

670 MW火电机组汽轮机危急遮断系统（ETS）由上海汽轮机有限公司生产，系统通过对就地一次仪表或TSI二次仪表的停机信号进行采集监视，控制停机电磁阀动作，进而控制所有阀门油动机动作，达到汽轮机安全运行的目的［5］。

EH油压低遮断汽轮机保护系统采用1个取样口带1个压力模块，然后通过压力模块分散到就地压力保护开关，由于长时间运行出现压力模块堵塞、取样管堵塞、断裂等现象，危及机组的安全运行，甚至造成机组误动、拒动。

EH油压低试验模块主要用于在线试验和为保护系统压力开关提供监测用油。其主要由油路块、压力开关箱及支架组成，配有节流孔、4个压力开关、2块压力表、2个二位二通电磁阀及3个截止阀［6］。其工作原理如图1所示，LP代表压力开关。

图1 改造前EH油取样回路

本次改造依据热工保护系统独立性原则，对汽轮机EH油危急遮断保护信号进行就地取样管路和ETS系统信号采集两方面进行改造［3］。独立性原则如下。

a.炉、机跳闸保护系统的逻辑控制器应单独冗余设置。

b.保护系统应有独立的I／O通道，并有电隔离措施。

c.冗余的I／O信号应通过不同的I／O模件引入。

d.触发机组跳闸的保护信号开关量仪表以及变送器应单独设置，如确实有困难而需要与其它系统合用时，其信号应首先进入保护系统，同时，该信号宜采用“三取二”的方式进行选取。

e.机组跳闸指令不应通过通信总线进行传送。

2 保护信号冗余分配

2.1 取样管路完善

ETS系统冗余信号的仪表管分2路取自EH供油母管，每1路单独供给1路压力开关，并装设随时监测的压力表。改造后，将各测点取样管分散布置，可有效避免单一取样母管故障造成设备误动，大大提高了机组运行安全性。改造后EH油取样回路如图2所示。

2.1.1 计划方案

a.机务专业在EH油供油管路上重新敷设2路取样管路。

b.压力开关在标准室进行校验。

c.焊接取样管路及一次门，加装实时检测仪表，并制作手动试验回路。

图2 改造后EH油取样回路

d.系统冲压检漏。

e.敷设电缆至压力开关处，并定期查线、接线。

2.1.2 注意事项

a.改造前掌握EH油系统和热工保护系统有关资料，保护系统管路应按提前绘制好的EH油保护系统有关资料进行，仪表管路加工符合现场安装工艺标准。

b.仪表管路分2路取自EH油压力母管，采用D25 mm／12 mm的不锈钢转换接头连接，管路采用D12 mm的不锈钢管，用机械弯管机手工弯制，弯曲半径不小于76 mm。仪表与管路之间采用D12 mm的不锈钢活结阀门连接，所用材料均送往金属镜像部门做材质鉴定，合格后方可使用。

c.所有管子均采用不锈钢锯条进行手工切断，管口用锉刀倒角并去毛刺。焊接时，确保管子接头螺帽拧紧，所有接头焊接均采用氩弧焊，并由镜像部门鉴定焊接质量。

d.加工完成后，将所有管路进行清洗，去除焊接残留物，并加装密封垫，拧紧所有螺母。

e.在EH油系统充油后，仔细检查所有焊接口、接头是否有跑、冒、滴、漏现象。

2.2 ETS系统信号采集

水利风景区解说系统的构建，必须与当地的地脉和文脉相吻合，与当地的环境相互协调。要注意解说物与环境的协调和融合。

EH油压低保护信号采用硬接线引入ETS系统，通过4取2逻辑判断对运行机组进行保护，保护逻辑如图3所示。ETS控制系统采用AB－PLC系统，PLC采用双CPU单元，2个CPU单元同时运行相同的程序，采用并列运行方式，当1个CPU单元发生故障时，另1个CPU单元仍可运行，完成ETS系统内部逻辑控制。输入和输出采用双通道，当1个输入或输出通道发生故障时，另1个输入或输出通道还能可靠运行，确保系统能够安全可靠运行。

图3 保护逻辑图

通过调查研究，发现存在如下问题：

a.PLC采集到的信号与就地信号对应关系不一致；

b.触发机组跳闸的信号在同一块DI卡件上；

c.4个压力开关信号采用同根电缆引入ETS系统。

ETS系统主要功能是对压力开关采集到的信号进行综合判断，验证信号采集回路的准确性，以保证机组设备安全。系统为双通道，每个通道分别包含2个压力开关、1块压力表。通常压力开关1、3为1个通道，2、4为另外1个通道。图4为EH油压低遮断与试验逻辑图，机组正常运行情况下，LP1或LP3任一开关动作与LP2或LP4任一开关动作，机组跳机；任一开关动作或任一路开关动作，另一路不动作，机组不跳机。

图4 EH油压低遮断与试验逻辑图

本文针对汽轮机EH油压低遮断保护系统存在的问题，结合遮断与试验逻辑，将LP1和LP3分配在同一DI卡件上，LP2和LP4分配在另一DI卡件上。重新敷设ETS控制柜到就地压力开关电缆，LP1和LP3引入卡件1，LP2和LP4引入卡件2。可以有效避免单一卡件故障或某一电缆意外故障造成机组误动，为日后检修工作提供便利。

3 试验验证

试验前，压力开关送至标准校验室进行校对，保护定值LP≤9.3 MPa，压力开关动作。

改造后，鉴于EH油保护回路的重要性，进行如下两方面试验：检查所有就地仪表与ETS采集信号的一致性；验证单一回路动作、卡件故障对EH油压低保护回路的影响，验证EH油压低保护的准确性。

关闭一次门1、2和泄油门3（见图2），关闭二次门4、5、7、8，开启EH油泵，系统油压达14.5 MPa左右，稳定后，开始进行试验。缓慢打开一次门1、2，再分别顺序打开二次门4、5、7、8，同时监视ETS系统可视化监测画面和EH油压低遮断与试验在线逻辑，观察LP三者动作情况是否一致。

机组挂闸，开启高压主汽门、高压调节汽门、中压主汽门及中压调节汽门10个汽门，打开泄油门3，再分别缓慢打开阀门6和9，观察压力表，油压降到9.3 MPa以后，机组不跳机；关闭泄油门3，关闭阀门6和9，压力恢复14.5 MPa左右，同时打开阀门6和9，再缓慢打开泄油门3，油压降到9.3 MPa以后，机组跳机。

关闭阀门3、5、9，机组挂闸，开启高压主汽门、高压调节汽门、中压主汽门及中压调节汽门10个汽门。缓慢打开一次门1、2，再分别顺序打开二次门4、5、7、8，系统正常工作，EH油压低保护投入。拔下卡件1或2，机组不跳机；插入卡件1或2，卡件工作正常，机组也不跳机。

4 结束语

本文对670 MW火电机组汽轮机EH油压低遮断保护信号进行分析和完善，有效降低了保护信号的拒发和误发几率，提高了机组的运行可靠性，为润滑油压低保护系统、凝汽器真空低保护系统及其它相似系统提供借鉴。

［1］ 程荣新，蒋 昇，张立颖，等.提高热控保护系统可靠性的研究［J］.东北电力技术，2014，35（11）：26－28.

［2］ 聂振勇，王海峰.电气DCS逻辑在二分之三接线中的应用［J］.东北电力技术，2011，32（6）：21－23.

［3］ 商海国，李 娟.热工重要保护系统信号的功能完善［J］.华电技术，2012，34（8）：49－51.

［4］ 李建军，管春雨.DCS在300 MW直流锅炉机组热工自动化改造中的应用［J］.东北电力技术，2003，24（10）：35－38.

［5］ 韩洪刚，李学斌，于在明.“大检修”体系下状态检修技术支撑力量的建设［J］.东北电力技术，2013，34（3）：23－26.

［6］ 冷桂森，孝延军.汽轮机热工控制系统故障分析及处理［J］.吉林电力，2012，40（4）：44－45.

The Perfection of Protection Signal for EH Oil Crisis Breaking of the Steam Turbine

MA Chun⁃lei1，LIU Juan2，WANG Yue⁃ming1
（1.Huadian Weifang Power Generation Co.，Ltd.，Weifang，Shandong 261204，China；2.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

In this paper，crisis breaking protection signal of 670 MW thermal power unit EH oil is discussed.There are two aspects：the instrument piping of the redundant signals takes from the same mother tube，pressure switches（transmitters）across by mother tube after pressure module，the redundant signals enter into the ETS system by the same card collection.After transforming，the measuring points are assigned dispersedly，signal are collected by two different cards into the ETS system which can avoid the fault of the equipment and enhance security of unit operation.

EH oil；Critical breaking；Redundancy allocation；Security

TM311

A

1004－7913（2015）10－0053－03

马春雷（1978—），男，学士，工程师，主要从事火电机组汽轮机控制系统和危急遮断系统调试检修工作。

2015－06－25）