ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2021
Просмотров: 1421
Скачиваний: 4
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
УДК
621.165
М
.
В
.
ШЕХТЕР
,
начальник
отдела
микропроцессорных
систем
управления
,
ЗАО
«
Уральский
турбинный
завод
»,
Екатеринбург
,
Россия
;
И
.
Ю
.
КЛЯЙНРОК
,
инженер
ЗАО
«
Уральский
турбинный
завод
»,
Екатеринбург
,
Россия
СОВРЕМЕННАЯ
ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ
СИСТЕМА
РЕГУЛИРОВАНИЯ
И
ЗАЩИТЫ
ПАРОВЫХ
ТУРБИН
ЗАО
«
УРАЛЬСКИЙ
ТУРБИННЫЙ
ЗАВОД
»
Представлена
электрогидравлическая
система
регулирования
и
защиты
(
ЭГСРиЗ
)
паровых
турбин
ЗАО
«
Уральский
турбинный
завод
»,
изложены
функциональные
возможности
и
особенности
конструктивного
исполнения
системы
,
а
также
перспективы
развития
.
Представлено
електрогідравлічну
систему
регулювання
і
захисту
(
ЕГСРіЗ
)
парових
турбін
ЗАТ
«
Уральський
турбінний
завод
»,
викладені
функціональні
можливості
й
особливості
конструктивного
виконання
системи
,
а
також
перспективи
розвитку
.
Provided with electrohydraulic control and protection system of the steam turbines CJSC «Ural turbine plant»,
outlines the functionality and features of the system design, as well as the prospects for development in this
direction.
Введение
В
настоящее
время
все
паровые
турбины
ЗАО
«
Уральский
турбинный
завод
»
как
вновь
изготавливаемые
,
так
и
модернизируемые
оснащаются
современными
электрогидравлическими
системами
регулирования
и
защиты
(
ЭГСРиЗ
),
выполненными
на
базе
промышленной
микропроцессорной
техники
с
использованием
передовых
технологий
в
области
проектирования
и
производства
.
В
рамках
данной
статьи
рассматриваются
основные
подходы
и
особенности
конструктивного
исполнения
,
применяемые
ЗАО
«
Уральский
турбинный
завод
»
при
разработке
ЭГСРиЗ
для
паровых
турбин
.
Структура
ЭГСРиЗ
и
ее
функциональные
возможности
На
рис
. 1
в
качестве
примера
представлена
структурная
схема
ЭГСРиЗ
для
паровой
турбины
Т
-63/76-8,8
в
составе
ПГУ
мощностью
230
МВт
.
ЭГСРиЗ
состоит
из
трёх
основных
частей
:
гидравлической
части
(
ГЧСРиЗ
),
электрической
части
(
ЭЧСРиЗ
)
и
электрогидравлических
преобразователей
(
ЭГП
).
Рабочей
жидкостью
системы
регулирования
является
турбинное
масло
.
ГЧСРиЗ
паровой
турбины
Т
-63/76-8,8
в
составе
ПГУ
включает
в
себя
силовой
насос
,
расположенный
на
валу
турбины
в
блоке
переднего
подшипника
,
снабжающий
маслом
объединенную
систему
смазки
и
регулирования
;
один
автозатвор
и
два
сервомотора
высокого
давления
,
установленных
на
блоке
клапанов
контура
высокого
давления
(
БК
ВД
);
один
сервомотор
и
автозатвор
низкого
давления
,
установленные
на
блоке
клапанов
контура
низкого
давления
(
БК
НД
);
сервомотора
ЧНД
регулирующей
поворотной
диафрагмы
отопительных
отборов
турбины
.
8’2012
105
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
Р
ис
. 1
.
С
тр
ук
ту
рн
ая
сх
ем
а
Э
Г
С
Р
иЗ
па
ро
во
й
ту
рб
ин
ы
Т
-6
3/
76
-8
,8
в
со
ст
ав
е
П
Г
У
м
ощ
но
ст
ью
2
30
М
В
т
АПУ
–
авар
ийный
пу
льт
уп
равлен
ия
;
ГЩУ
–
главн
ы
й
щит
уп
ра
влен
ия
;
ПТК
АСУ
ТП
–
пр
ог
рам
м
но
-
тех
нический
компл
екс
8’2012
106
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
ЭГП
защиты
и
регулирования
расположены
в
отдельно
стоящем
блоке
управления
и
защиты
(
БУЗ
),
см
.
рис
. 2,
установленном
в
районе
переднего
подшипника
,
что
позволяет
беспрепятственно
осуществлять
окончательный
монтаж
автозатворов
и
сервомоторов
,
в
дальнейшем
,
обвязав
их
только
силовыми
и
импульсными
масляными
линиями
на
стадии
наладки
ЭГСРиЗ
.
К
тому
же
такой
подход
обеспечивает
высокую
монтажную
готовность
собственно
БУЗ
,
отгружаемого
с
площадки
завода
-
изготовителя
в
полностью
испытанном
и
собранном
состоянии
,
а
также
удобство
обслуживания
и
ремонта
как
самих
ЭГП
,
так
и
главных
сервомоторов
(
ГС
)
и
автозатворов
стопорных
клапанов
(
АСК
).
Данное
обстоятельство
особенно
актуально
для
турбин
ЗАО
«
УТЗ
»,
учитывая
расположение
одного
из
ГС
внутри
блока
переднего
подшипника
[1, 2].
Состав
БУЗ
(
см
.
рис
. 2)
на
сегодняшний
день
является
типовым
для
ЭГСРиЗ
ЗАО
«
Уральский
турбинный
завод
»
и
включает
в
себя
:
Рис
. 2.
Блок
управления
и
защиты
в
сборе
(
на
рисунке
представлен
БУЗ
в
составе
трех
БЗУ
и
одного
БДЗ
для
турбин
с
тремя
главными
сервомоторами
)
•
Трехканальный
блок
золотников
защиты
(
БЗЗ
),
рис
. 3,
является
основным
элементом
,
преобразующим
электрический
сигнал
на
останов
турбины
от
ЭЧСРиЗ
в
соответствии
с
заложенными
алгоритмами
в
гидравлический
с
посадкой
стопорных
клапанов
(
СК
).
Выходом
БЗЗ
является
давление
масла
в
«
линии
защиты
» (
импульсной
линии
автозатворов
стопорных
клапанов
)
в
соответствие
с
логикой
«2
из
3».
Это
означает
,
что
все
сигналы
на
останов
турбины
поступают
параллельно
в
каждый
канал
защиты
,
вызывая
посадку
золотников
.
Конструкция
БЗЗ
выполнена
таким
образом
,
что
при
посадке
любой
пары
золотников
давление
масла
в
линии
защиты
падает
,
вызывая
закрытие
автозатворов
стопорных
клапанов
.
В
то
же
время
,
посадка
любого
одного
золотника
не
приводит
к
останову
,
что
позволяет
осуществить
расхаживание
каждого
канала
защиты
на
полный
ход
под
нагрузкой
.
Ранее
для
преобразования
электрического
сигнала
защит
в
гидравлический
использовался
отдельно
стоящий
блок
,
включающий
в
8’2012
107
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
себя
три
нормально
открытых
электромагнитных
клапана
,
соединенных
импульсными
линиями
с
камерами
под
соответствующими
золотниками
БЗЗ
.
При
исчезновении
питания
клапана
открываются
и
осуществляют
слив
масла
из
линии
защиты
.
В
конструкции
БЗЗ
,
которая
используется
в
ЭГСРиЗ
сегодня
,
электромагнитные
клапаны
установлены
непосредственно
в
блоке
золотников
защиты
.
Данное
конструктивное
изменение
позволяет
отказаться
от
импульсных
линий
,
выполненных
в
виде
тонких
длинных
трубок
,
что
улучшает
силовые
и
временные
характеристики
работы
блока
за
счет
снижения
гидравлического
сопротивления
,
а
также
повышает
надежность
за
счет
исключения
возможности
засорения
импульсных
линий
.
В
то
же
время
это
приводит
к
снижению
вероятности
ложных
срабатываний
при
повреждении
трубок
.
Дополнительно
в
каждую
импульсную
камеру
соответствующего
золотника
защиты
устанавливается
преобразователь
избыточного
давления
,
позволяющий
диагностировать
состояние
любого
электромагнитного
клапана
.
Измерители
избыточного
давления
совместно
с
бесконтактными
датчиками
приближения
,
установленными
над
соответствующими
золотниками
защит
,
образуют
комплексную
систему
диагностики
состояния
блока
золотников
защиты
.
Более
подробно
структура
БЗЗ
и
системы
защит
в
целом
рассмотрены
в
[3].
Рис
. 3.
Блок
золотников
защиты
Рис
. 4.
Блок
дополнительной
защиты
•
Блок
дополнительной
защиты
(
БДЗ
),
рис
. 4,
предназначен
для
закрытия
всех
сервомоторов
системы
регулирования
независимо
от
ЭЧСРиЗ
посредством
слива
масла
из
импульсных
камер
ГС
через
дополнительный
гидравлический
канал
защиты
.
Для
повышения
надёжности
работы
БДЗ
и
обеспечения
постоянного
контроля
его
работоспособности
,
золотник
выполнен
вращающимся
,
что
контролируется
в
работе
бесконтактным
дискретным
датчиком
приближения
,
аналогичным
применяемому
в
БЗЗ
.
В
нормальном
режиме
работы
золотник
вращается
на
гидроупоре
,
поддерживаемый
в
верхнем
положении
давлением
масла
в
линии
защиты
.
При
этом
окна
в
импульсных
линиях
сервомоторов
закрыты
.
При
срабатывании
БЗЗ
и
исчезновении
давления
в
линии
защиты
золотник
опускается
на
нижний
упор
,
открывая
сливные
окна
в
импульсных
линиях
сервомоторов
,
в
результате
чего
сервомоторы
зарываются
.
•
Блок
золотника
управления
(
БЗУ
),
рис
. 5,
управляет
расходом
масла
из
импульсной
линии
отсечного
золотника
главного
сервомотора
.
В
качестве
8’2012
108
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
управляющего
элемента
используется
линейный
золотник
,
перемещаемый
с
помощью
сервопривода
типа
«Exlar»,
обладающего
высоким
быстродействием
и
точностью
позиционирования
.
Для
преобразования
мощности
электродвигателя
в
линейное
перемещение
серводвигателя
«Exlar»
используется
механизм
ролико
-
винтовой
пары
.
Благодаря
данному
механизму
, «Exlar»
выдерживает
большие
нагрузки
при
высоких
скоростях
и
обладает
длительным
сроком
службы
.
Для
исключения
проворачивания
ролико
-
винтовой
пары
«Exlar»
установлено
антипроворотное
устройство
собственного
производства
.
Преобразующие
компоненты
серводвигателя
установлены
в
специальном
герметичном
кожухе
,
что
обеспечивает
надежную
работу
в
самых
жестких
условиях
эксплуатации
.
Применение
промежуточных
гидроусилителей
БЗУ
позволило
использовать
электродвигатели
относительно
небольшой
мощности
.
Опыт
эксплуатации
ЭГСРиЗ
с
промежуточным
гидроусилителем
показал
,
что
качество
управления
турбоагрегатом
при
этом
не
уступает
схеме
,
выполненной
с
установкой
электромеханических
преобразователей
непосредственно
на
отсечных
золотниках
ГС
.
Аналогичный
анализ
и
выводы
были
сделаны
в
работе
[4].
Рис
. 5.
Блок
золотника
управления
Положение
АСК
,
сервомоторов
регулирующих
клапанов
,
а
также
регулирующей
диафрагмы
отслеживаются
блоком
датчика
положения
(
БДП
).
Основным
элементом
БДП
является
электрический
датчик
вращения
,
формирующий
цифровой
сигнал
о
положении
своего
вала
.
Более
подробно
принцип
работы
БДП
изложен
в
[5].
Для
автоматического
выполнения
процедур
расхаживания
автозатворов
и
снятия
характеристик
используются
механизмы
электрические
однооборотные
(
МЭО
),
установленные
непосредственно
на
автозатворах
СК
.
Диагностика
работы
ГС
и
АСК
осуществляется
с
помощью
сигналов
от
преобразователей
избыточного
давления
,
установленных
в
импульсных
камерах
золотников
,
и
в
камерах
под
и
над
поршнями
.
В
совокупности
с
показаниями
соответствующих
БДП
и
обобщенными
сигналами
от
ЭЧСРиЗ
,
образуют
диагностический
комплекс
системы
регулирования
и
защиты
в
целом
.
Все
функции
управления
,
регулирования
и
защиты
турбины
реализуются
в
ЭЧСРиЗ
,
в
состав
которой
входят
:
•
шкаф
управления
с
дублированным
контроллером
;
•
шкаф
бесперебойного
питания
;
•
инженерная
станция
;
•
комплект
датчиков
для
обеспечения
работы
ЭГСРиЗ
(
в
том
числе
датчики
оборотов
,
устанавливаемые
в
блоке
переднего
подшипника
для
измерения
частоты
вращения
турбины
по
шестью
независимым
каналам
);
8’2012
109