1、第六章 汽轮机调节,哈尔滨工程大学核能科学与工程教研室,6 汽轮机的保护系统及主要装置,为了确保汽轮机运行的安全，防止设备损坏事故的发生，除了要求调节系统动作可靠以外，还应具备必要的保护系统。保护系统的作用是对主要运行参数：转速、轴向位移、真空、油压、振动等进行监视，当这些参数值超过一定的范围时，保护系统动作，使汽轮机减少负荷或停止运行。保护系统对某些被监视量还有指示作用，对维护汽轮机的正常运行有重要意义。 保护系统和调节系统一样，也由感应、传动放大及执行机构组成。所不同的是调节系统是根据参数给定值进行跟踪调节，使运行参数始终维持在给定值附近。而保护装置只有当某些参数小于给定值时，才使执行机构
2、动作，发出信号或切断汽轮机的进汽，对遮断保护的装置只有全开和全关两个位置。,一、汽轮机具体保护系统,1.超速保护 当汽轮机的转速超过一定范围时，危急遮断器（又称超速保安器）动作、通过液压传递关闭主气门，停机。 2.低油压保护 当轴承润滑油油压低于不同整定值时，先后启动交流润滑油泵、直流事故泵，直到停机。 3.轴向位移和胀差保护 当汽轮机的轴向位移和胀差达到一定的数值时，发出警报信号；增大到更大数值时，使汽轮机停机。 4.低真空保护 当凝汽器真空低于某一数值时，发出警报信号，若真空继续降低到另一数值时，停止汽轮机运转。,一、汽轮机具体保护系统,5.振动保护 当汽轮机振动超过安全范围时，使汽轮机停
3、止运转。 6.热应力保护 当汽轮机转子和汽缸的热应力超过安全范围时，限制汽轮机功率和转速的变化速度。 7.低汽压保护 当主蒸汽压力低于某些限制时，开始减少汽轮机的功率，主蒸汽压力进一步下降到某一限度时，停止汽轮机运转。 8.防火保护 在发生火灾被迫停机时，安全油失压，防火保护动作，切断去油动机的压力油，并将排油放回油箱，防止火灾事故的扩大。,二、保护系统的主要装置,（一）自动主汽门 自动主汽门装在调节汽门之前，在正常运行时保持全开状态，不参加蒸汽流量的调节。任何一个遮断保护装置动作时，主汽门便迅速关闭，隔绝蒸汽来源，紧急停机。因此，主汽门是保护系统的执行元件。 为了保证安全，要求自动主汽门动作
4、迅速、关闭严密，对于高压汽轮机来说，自汽轮机保护系统动作到主汽门全部关闭的时间，通常要求不大于050.8s。严密性的要求是：在调节汽门全开的条件下，当自动主汽门全关后，机组的转速能降到规定的转速以下。,（二）超速保护装置 一个良好的调节系统，在机组率负荷时，能将汽轮机最高转速控制在109%额定转速之内，但是万一调节系统失常不能控制转速，而使机组的转速升高到超过材料允许的数值，将会造成严重的转子损坏事故。为确保机组的安全运行，汽轮机都配备了超速保护装置（属于遮断保护）。一旦机组的转速上升到（1.101.12）的额定转速时，超速保护装置动作，机组紧急停机。 1）危急保安器 危急保安器是转速感受机构
5、，按其结构特点分为飞锤式和飞环式两种型式，两者的工作原理相同，均属于不稳定调节器，工作时飞锤只能从一个极限位置移动到另一个极限位置，危急保安器装在用靠背轮和汽轮机主轴联为一体的断轴上。,二、保护系统的主要装置,二、保护系统的主要装置,（二）超速保护装置 1）危急保安器,（二）超速保护装置 2）危急遮断油门,二、保护系统的主要装置,（三）轴向位移保护 轴向位移保护装置的作用是当汽轮机主轴的轴向位移达到危险信号时发出信号，并使汽轮机紧急停机。汽轮机主轴的轴向位置，是由推力轴承严格定位的。但是运行中往往由于某些事故，（例如水冲击等）会使巴氏合金熔化，转子发生轴向窜动，导致动静间隙消失而发生摩擦，引起
6、极为严重的事故。因此对轴向位移进行监视和保护。 分类：液压式；电磁式,二、保护系统的主要装置,二、保护系统的主要装置,（四）低油压保护 此为低油压保护装置的一种，它由三组继电器组成，各组结构不同，均由波纹管、弹簧、芯杆、微型开关组成。润滑油通入壳体内，油压作用在波纹管上，克服弹簧力，使波纹管连同芯杆一起左移，到达左极限点位置。芯杆压住微型开关触点，使继电线路断开。当油压降低时，在弹簧力作用下，芯杆右移，离开微型开关触点，使线路闭合，发出信号，三个微型开关整定的油压值不同，分别起不同的作用。,（四）低油压保护 1）润滑油压降到0.05MPa ，启动交流润滑油泵，并发出“润滑油压低至0.05MPa
7、”的信号； 2）当润滑油压低至0.04MPa时发出信号，与此同时，一方面启动直流润滑油泵，另一方面接通磁力遮断装置电路，紧急停机。 3）当润滑油压降至0.03MPa，发出信号，同时停止盘车电动机，只能手动盘车。,二、保护系统的主要装置,（五）低真空保护 低真空保护采取与低油压保护相同的继电器型式。如图所示水银触点式，该装置主要由三根装有水银的连通玻璃管和三通块等组成。玻璃管1与凝汽器相连接、玻璃管2、3通大气。当凝汽器真空下降时，玻璃管1内的水银柱下降，而与玻璃管1相连的玻璃管2、3内的水银柱上升。真空降低低时，玻璃管3内的水银柱与引线接触，接通电路发出光信号，真空继续降低到最低允许值时，玻璃
8、管2内的水银柱内水银柱与引线接触，接通电路，关闭自动主汽门、停机。真空降低的动作值，可通过螺钉7改变引出线的高度进行调整。,二、保护系统的主要装置,7 汽轮机的供油系统及主要设备,作用： 1）供给调节系统和保护系统用油，以保证其正常工作。 2）供给轴承润滑油用油。在轴颈和轴瓦之间建立液体摩擦，减少轴承的摩擦损失，并带走因摩擦产生的热量和由高温转子传来的热量。 3）供给各运行附属机构的润滑油。 4）对有些采用氢冷的发电机，向氢气环密封瓦的气侧提供密封油。 5）供给盘车装置和顶轴装置用油。 分类：,离心油泵系统特点,优点： 油动机可以获得快速动作所需的油量，又不致引起供油压力和润滑油量的剧烈变动，
9、对静态和动态都是有利的。 可以由主轴直接带动，不需要减速装置，所以结构简单、工作可靠。 缺点： 自吸能力差，吸入侧受空气的影响大，如进油口有空气漏入，将破坏离心泵的工作。 为了保证供油的可靠性。离心泵的进油口均由注油器供给，使主油泵进口维持正压。,主油泵出口的高压油经止回阀后分为两路，一路供给调节和保安系统的用油，一路去注油器，作为注油器的动力油。I级注油器出口油送往主油泵、供给主油泵用油，并在主油泵前维持正压。II级注油器出口油经止回阀、冷油器、滤油器、低油压发信器、过压阀送往轴承。 冷油器用来冷却润滑油的设备，在正常运行时，使润滑油油温控制在3545度。过压阀有自动调节回油量的作用，使润滑油压保持在一定范围内。低油压发信器是在润滑油压低于0.08MPa时发出警报信号，根据油压降低的程度，自动启动高压辅助油泵、交流润滑油泵、直流润滑油泵向机组供油。高压辅助油泵在机组启动时代替主油泵供油，正常运行时作为主油泵的备用泵。低压交流油泵在机组启动高压辅助油泵前先启动，用来赶走低压管道及各调节部件中的空气，停机时供给润滑油。直流油泵在失去交流电时供给润滑油。,注油器,注油器又称为射油器，如图所示。,油箱,
