汽轮机超速保护机制包含三种类型:OPC超速保护、DEH超速保护以及机械超速保护。
1. OPC超速保护:在汽轮机转速达到额定转速的103%时触发。此时,OPC电磁阀会启动,关闭所有调节汽门,以遏制转速继续上升。OPC电磁阀的作用在于通过关闭调速汽门,使高中压调节汽阀的执行机构活塞下腔建立起油压。当转速恢复至额定水平时,调速汽门会重新开启,此过程会反复进行,直至正常的转速控制回路能够维持额定转速。这种保护机制能够有效避免因甩负荷等原因导致的机组超速,减少机组停机重启的情况,从而保障电网的稳定运行,节省时间并降低损失。
2. DEH超速保护:当汽轮机转速达到额定转速的110%时,AST电磁阀会动作,并发出超速保护信号。DEH超速和TSI超速均属于电超速保护,但使用的探头类型不同,前者一般采用磁阻式探头,而后者则使用电涡流探头。这两种超速保护都具备防止机组超速的功能,并且每路都采用三取二的逻辑设计,以防止误动作。TSI超速通过处理现场采集的三路转速信号(基于电涡流测量原理),经过逻辑三取二后,发出超速停机信号,即ETS超速停机。而DEH超速则是处理来自现场的三个转速信号(经过测速卡),然后发出103%和110%的超速保护信号,这些信号在启机时用于调速控制。在正常运行时,这些信号用于监视转速以及进行超速试验。当转速达到103%时,调门会关闭;达到110%时,主汽门会关闭,同时向ETS发送跳机指令以触发AST阀。虽然ETS可以同时接收TSI和DEH的跳机指令,但TSI的超速功能是可以被屏蔽的。
3. 机械超速保护:这是当机组超速达到110%而保护系统未动作或拒动时的紧急停机后备措施。当汽轮机转速超过额定转速的110%~112%时,超速遮断装置会启动,迅速切断汽轮机的进汽,从而使其停止运转。机械超速保护主要采取飞锤和飞环两种形式。随着转速的升高,飞锤的离心力也会增大。当转速达到危急保安器的动作转速时,飞锤的离心力将超越弹簧的约束力,导致飞锤飞出并急速撞击危急遮断油门上的挂钩。这使得危急遮断油门脱钩并泄去安全油压,进而关闭所有汽门以实现紧急停机。
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