《熱力過(guò)程自動(dòng)化》課件-26 單元機(jī)組熱工保護(hù)

單元機(jī)組熱工保護(hù)熱工保護(hù)的定義及任務(wù)熱工保護(hù)的技術(shù)設(shè)備熱工保護(hù)動(dòng)作123目錄CONTENTS451熱工保護(hù)熱工保護(hù)是火電廠熱工自動(dòng)化的重要組成部分。當(dāng)機(jī)組的異常情況嚴(yán)重并繼續(xù)惡化，可能危及設(shè)備及人身安全時(shí)，應(yīng)通過(guò)保護(hù)動(dòng)作使機(jī)組局部退出工作或整套機(jī)組停止運(yùn)行，以保證整體安全。當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)異常且不十分嚴(yán)重時(shí)，通過(guò)事故處理回路采取各種措施使異常情況消除。如鋼爐因制粉設(shè)備損壞而不能維持蒸汽參數(shù)時(shí)，應(yīng)降低負(fù)荷以適應(yīng)制粉設(shè)備的能力。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，依靠檢測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)監(jiān)視和控制機(jī)組各部分的工作情況和運(yùn)行參數(shù)。1熱工保護(hù)任務(wù)1.鍋爐機(jī)組的熱工保護(hù)熱工保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)單元機(jī)組某一部分發(fā)生事故時(shí)，根據(jù)事故的具體情況迅速、準(zhǔn)確她將單元機(jī)組按預(yù)先擬定好的保護(hù)程序減負(fù)荷或停機(jī)。2.汽輪機(jī)組熱工保護(hù)3.爐、機(jī)、電大連鎖保護(hù)1熱工保護(hù)系統(tǒng)熱工保護(hù)系統(tǒng)一般由輸入信號(hào)單元、邏輯處理回路以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。熱工保護(hù)可分為兩級(jí)保護(hù)，即事故處理回路和事故跳閘回路的保護(hù)。例如汽輪機(jī)潤(rùn)滑油壓低時(shí)，依次啟動(dòng)交、直流潤(rùn)滑油泵，此時(shí)事故處理的目的是維持機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。但是，當(dāng)事故處理回路或其它自動(dòng)控制系統(tǒng)處理事故無(wú)效，致使機(jī)組設(shè)備處于危險(xiǎn)工況下，或者這些自動(dòng)控制系統(tǒng)本身失靈而無(wú)法處理事故時(shí)，只能被迫跳閘處理使機(jī)組的局部退出工作或整套機(jī)組停止運(yùn)行。跳閘處理的目的是防止機(jī)組產(chǎn)生機(jī)毀人亡的惡性事故，所以跳閘處理是熱工保護(hù)最極端的保護(hù)手段。1熱工保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)模擬量控制系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量變送器將被測(cè)物理量或機(jī)械量按照一定的預(yù)期參考值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸出。1.壓力開(kāi)關(guān)2.差壓開(kāi)關(guān)3.流量開(kāi)關(guān)4.液位開(kāi)關(guān)5.溫度開(kāi)關(guān)1熱工保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)開(kāi)關(guān)量變送器按鈕開(kāi)關(guān)控制開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān)(限位開(kāi)關(guān))繼電器電流繼電器中間繼電器時(shí)間繼電器固態(tài)繼電器接觸器1熱工保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)基本邏輯電路AND“與”邏輯K1=K2*K3OR“或”邏輯K1=K2+K3NOT“非”邏輯K1=K2根據(jù)這三種邏輯控制電路可以組成各種熱工保護(hù)回路，實(shí)現(xiàn)各種控制功能。ORANDNOT1開(kāi)關(guān)量信號(hào)的攝取熱工保護(hù)系統(tǒng)能否可靠動(dòng)作，先決條件是攝取的保護(hù)信號(hào)是否真實(shí)可靠。如果輸入信號(hào)不能正確反映被監(jiān)視的參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)，熱工保護(hù)系統(tǒng)就無(wú)法正常地動(dòng)作。單一信號(hào)法：?jiǎn)我恍盘?hào)法是指用單個(gè)檢測(cè)元件組成信號(hào)單元的方法。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但可靠性差，由此產(chǎn)生了以下幾種信號(hào)攝取法：串聯(lián)、并聯(lián)、三取二及其它信號(hào)攝取法。1開(kāi)關(guān)量信號(hào)的攝取熱工保護(hù)系統(tǒng)能否可靠動(dòng)作，先決條件是攝取的保護(hù)信號(hào)是否真實(shí)可靠。如果輸入信號(hào)不能正確反映被監(jiān)視的參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)，熱工保護(hù)系統(tǒng)就無(wú)法正常地動(dòng)作。信號(hào)串聯(lián)法：為了減少信號(hào)單元的誤動(dòng)作率，將反映同一故障的檢測(cè)元件信號(hào)進(jìn)行串聯(lián)。例如汽輪機(jī)軸向位移保護(hù)中將兩個(gè)安裝于同一位置的軸向位移探頭信號(hào)進(jìn)行串聯(lián)，減少誤動(dòng)作率，但同時(shí)信號(hào)單元的拒動(dòng)作率比單一信號(hào)時(shí)增加了近一倍。因此，信號(hào)串聯(lián)法只適用于特別強(qiáng)調(diào)減小保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)作率，而對(duì)拒動(dòng)作率要求不高的場(chǎng)合。1開(kāi)關(guān)量信號(hào)的攝取熱工保護(hù)系統(tǒng)能否可靠動(dòng)作，先決條件是攝取的保護(hù)信號(hào)是否真實(shí)可靠。如果輸入信號(hào)不能正確反映被監(jiān)視的參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)，熱工保護(hù)系統(tǒng)就無(wú)法正常地動(dòng)作。信號(hào)并聯(lián)法：為了減少保護(hù)拒動(dòng)作率，將幾個(gè)檢測(cè)元件輸出信號(hào)并聯(lián)。因而只要有一個(gè)檢測(cè)元件能正常工作，信號(hào)單元就能正常工作。或者說(shuō)，只有當(dāng)所有檢測(cè)元件都拒動(dòng)作時(shí)，信號(hào)單元才發(fā)生拒動(dòng)作。例如，在高加保護(hù)中，為了防止高壓加熱器水位過(guò)高而引起汽輪機(jī)進(jìn)水，將兩個(gè)高加水位信號(hào)并聯(lián)成一個(gè)高加水位信號(hào)，只要有一個(gè)水位過(guò)高時(shí)，即將高加切除。拒動(dòng)作率大大下降，而誤動(dòng)作率卻增加了近一倍。所以信號(hào)并聯(lián)法只能用于要求拒動(dòng)作率小，而對(duì)誤動(dòng)作率要求不高的場(chǎng)合。1開(kāi)關(guān)量信號(hào)的攝取熱工保護(hù)系統(tǒng)能否可靠動(dòng)作，先決條件是攝取的保護(hù)信號(hào)是否真實(shí)可靠。如果輸入信號(hào)不能正確反映被監(jiān)視的參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)，熱工保護(hù)系統(tǒng)就無(wú)法正常地動(dòng)作。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高重要參數(shù)的準(zhǔn)確度和保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，普遍采用了信號(hào)多重化攝取法如“三取二”、“串、并混聯(lián)”、“二取大”、“二取均”、“三取中”、“三取均”、“四取三”等信號(hào)攝取法。這些多重化攝取法，雖然增加了變送器的數(shù)量，增加了投資，但對(duì)提高測(cè)量準(zhǔn)確度、增加系統(tǒng)的可靠性等方面是很有必要的。1熱工保護(hù)的技術(shù)保護(hù)常用的控制手段稱為聯(lián)鎖的控制技術(shù)。所謂聯(lián)鎖是指機(jī)器許可、禁止等的約束條件。它是利用被控對(duì)象之間存在的簡(jiǎn)單邏輯關(guān)系，使這些對(duì)象的動(dòng)作關(guān)系相互牽連，形成聯(lián)鎖反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)的一種控制方式。具體地說(shuō)，就是當(dāng)某種操作或狀態(tài)完成之前，不允許有別的操作或狀態(tài)進(jìn)入。甲動(dòng)作是乙動(dòng)作的必要條件，則這種關(guān)系為閉鎖關(guān)系。例如：引風(fēng)機(jī)未運(yùn)行時(shí)，則送風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)、磨煤機(jī)等相繼不允許啟動(dòng)。這種控制關(guān)系稱閉鎖控制。聯(lián)鎖控制分閉鎖控制和聯(lián)動(dòng)控制兩種方式。1熱工保護(hù)的技術(shù)保護(hù)常用的控制手段稱為聯(lián)鎖的控制技術(shù)。所謂聯(lián)鎖是指機(jī)器許可、禁止等的約束條件。它是利用被控對(duì)象之間存在的簡(jiǎn)單邏輯關(guān)系，使這些對(duì)象的動(dòng)作關(guān)系相互牽連，形成聯(lián)鎖反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)的一種控制方式。具體地說(shuō)，就是當(dāng)某種操作或狀態(tài)完成之前，不允許有別的操作或狀態(tài)進(jìn)入。甲動(dòng)作是乙動(dòng)作的充分條件，則這種關(guān)系為聯(lián)動(dòng)關(guān)系。汽輪機(jī)潤(rùn)滑油壓低時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)交流油泵，油壓繼續(xù)降低時(shí)，啟動(dòng)直流油泵，停止交流油泵的運(yùn)行等。這種控制關(guān)系稱聯(lián)動(dòng)控制。聯(lián)鎖控制分閉鎖控制和聯(lián)動(dòng)控制兩種方式。1熱工保護(hù)的技術(shù)熱工保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有防止誤動(dòng)作和拒動(dòng)作的措施，保護(hù)系統(tǒng)電源中斷或恢復(fù)不會(huì)發(fā)出誤動(dòng)作指令。在控制臺(tái)上必須設(shè)置的按鈕，應(yīng)直接接至停爐、停機(jī)的驅(qū)動(dòng)回路。停爐、停機(jī)保護(hù)動(dòng)作的原因應(yīng)設(shè)事件順序記錄。單元機(jī)組還應(yīng)有事故追憶功能。熱工保護(hù)系統(tǒng)輸出的操作指令應(yīng)優(yōu)先于其他任何指令，即執(zhí)行“保護(hù)優(yōu)先”的原則。保護(hù)回路中不應(yīng)設(shè)置供運(yùn)行人員切、投保護(hù)的任何操作設(shè)備。揭秘火電廠司令部——集控室1鍋爐熱工保護(hù)的類(lèi)型⑴限值保護(hù)。根據(jù)鍋爐和輔機(jī)的運(yùn)行工況對(duì)鍋爐的最大出力的變負(fù)荷速度予以限制，對(duì)鍋爐的各種調(diào)節(jié)閥門(mén)和擋板的最大、最小開(kāi)度加以限制。⑵聯(lián)鎖保護(hù)。鍋爐在啟停和運(yùn)行中，一旦出現(xiàn)誤操作，聯(lián)鎖保護(hù)裝置能自動(dòng)加以限制。⑶緊急停爐保護(hù)。當(dāng)某些重要輔機(jī)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)迅速降低鍋爐的負(fù)荷停止鍋爐的運(yùn)行；當(dāng)鍋爐運(yùn)行中，某些主要參數(shù)超過(guò)允許值時(shí)，保護(hù)裝置立即動(dòng)作，采取緊急措施，直至緊急停爐保護(hù)，以免事故發(fā)生或擴(kuò)大。1鍋爐主蒸汽壓力高保護(hù)保護(hù)的原則要求1.安全門(mén)保護(hù)⑴安全門(mén)保護(hù)自成系統(tǒng)。⑵必須有機(jī)械式和電動(dòng)（或氣動(dòng)）式兩種安全門(mén)，而再熱機(jī)組必須是汽包、過(guò)熱器、再熱器均設(shè)安全門(mén)。1鍋爐主蒸汽壓力高保護(hù)保護(hù)的原則要求1.安全門(mén)保護(hù)脈沖式安全閥的工作原理是：當(dāng)汽包或過(guò)熱器的壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，蒸汽通過(guò)沖量導(dǎo)管、閥門(mén)，進(jìn)入脈沖彈簧安全閥，將閥芯頂開(kāi)，經(jīng)脈沖彈簧安全閥，蒸汽又進(jìn)入主安全閥活塞上部，使活塞向下移動(dòng)、打開(kāi)主安全閥，使蒸汽排出泄壓。當(dāng)壓力恢復(fù)到正常壓力時(shí)，脈沖彈簧安全閥關(guān)閉，使主安全閥活塞上部蒸汽中斷，主安全閥閥芯在蒸汽和彈簧的作用下關(guān)閉。1鍋爐主蒸汽壓力高保護(hù)保護(hù)的原則要求當(dāng)汽機(jī)突然甩負(fù)荷造成鍋爐主蒸汽壓力升高超過(guò)規(guī)定值時(shí)，高壓快速旁路閥快速將鍋爐蒸汽從旁路系統(tǒng)排出，經(jīng)減溫減壓后的蒸汽進(jìn)入汽機(jī)的凝汽器，發(fā)揮安全保護(hù)作用。2.充分利用旁路系統(tǒng)1鍋爐主蒸汽壓力高保護(hù)保護(hù)的原則要求3.鍋爐壓力高保護(hù)設(shè)置要求⑴鍋爐壓力高保護(hù)一般按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)定值整定。Ⅰ值：先停選擇好的給粉機(jī)；Ⅱ值：進(jìn)一步停選定的給粉機(jī)，同時(shí)打開(kāi)對(duì)空排氣；Ⅲ值：打開(kāi)安全門(mén)，對(duì)空排氣。1鍋爐主蒸汽壓力高保護(hù)主汽壓力高Ⅰ值汽輪機(jī)甩負(fù)荷&切除部分燃燒器主汽壓力高Ⅱ值主汽壓力高Ⅲ值報(bào)警報(bào)警≥1打開(kāi)安全門(mén)投旁路系統(tǒng)投油鍋爐汽壓保護(hù)系統(tǒng)1汽包水位保護(hù)1.鍋爐缺水時(shí)能及時(shí)保護(hù)該保護(hù)的作用是避免“干鍋”和燒壞水冷壁，具體要求是：⑴水位低保護(hù)按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)定值設(shè)定：⑵當(dāng)水位由低Ⅰ值低至Ⅱ值時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)動(dòng)作采用補(bǔ)救措施⑶“虛假水位”的保護(hù)1汽包水位保護(hù)2.出現(xiàn)滿水時(shí)能及時(shí)保護(hù)該保護(hù)的作用是打開(kāi)事故放水門(mén)，具體要求是：⑴“虛假水位”的保護(hù)：安全門(mén)開(kāi)啟⑵水位高保護(hù)：按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)定值設(shè)定。水位高于Ⅰ值報(bào)警，當(dāng)安全門(mén)未動(dòng)或動(dòng)作閉鎖或動(dòng)作閉鎖在規(guī)定時(shí)間之后，水位高至Ⅱ值報(bào)警并打開(kāi)事故放水門(mén)，而在水位恢復(fù)至Ⅰ值以下時(shí)應(yīng)關(guān)閉事故放水門(mén)，若水位上升至Ⅲ值，實(shí)施緊急停爐。1汽包水位保護(hù)3.水位測(cè)量高度可靠采取“三取二”或“二取一”的辦法，也可采用步進(jìn)式鑒別方法，即Ⅱ值中串?、裰?，Ⅲ值中串?、蛑档姆椒ā?汽包水位保護(hù)水位高1水位高3＆水位高1開(kāi)事故放水門(mén)＆水位高2＆關(guān)事故放水門(mén)＆安全門(mén)動(dòng)作計(jì)算機(jī)指令Ω＆緊急停爐汽包水位高保護(hù)邏輯圖其他停爐保護(hù)+50+150+250報(bào)警停爐1汽包水位保護(hù)水位低1水位低3＆關(guān)定排總門(mén)水位低2＆關(guān)備用給水門(mén)OR安全門(mén)動(dòng)作計(jì)算機(jī)指令Ω＆緊急停爐汽包水位低保護(hù)邏輯圖其他停爐保護(hù)-150-250-50報(bào)警停爐60s＆開(kāi)備用給水門(mén)1汽包水位保護(hù)汽包水位A＆MFT邏輯ORDCS系統(tǒng)鍋爐汽包水位保護(hù)邏輯汽包水位B汽包水位CLOLOLOHiHiHi＆＆＆＆＆OR1直流鍋爐保護(hù)㈢直流鍋爐斷水保護(hù)此保護(hù)的作用是防止直流鍋爐發(fā)生斷水故障，導(dǎo)致受熱面嚴(yán)重超溫而損壞；如果在斷水后幾秒鐘內(nèi)不能恢復(fù)供水時(shí)，必須停爐。1直流鍋爐保護(hù)直流鍋爐斷水保護(hù)系統(tǒng)給水流量低Ⅰ值給水流量低Ⅱ值＆OR緊急停爐其它停爐保護(hù)1再熱器保護(hù)㈣再熱器保護(hù)通常再熱器保護(hù)分為再熱器壁溫高保護(hù)和再熱器控制兩個(gè)方面。1.再熱器壁溫高保護(hù)2.再熱器汽溫控制1再熱器保護(hù)甲側(cè)爐膛煙溫高乙側(cè)爐膛煙溫高鍋爐啟動(dòng)結(jié)束＆停若干個(gè)油燃燒器延時(shí)運(yùn)行MFT煙溫超高限值？YN