OPC、DEH、TSI、機(jī)械超速保護(hù)區(qū)別
汽輪機(jī)超速保護(hù)作為*重要的主保護(hù)之一。它的作用當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速10%時(shí)快速切斷進(jìn)汽，防止汽輪機(jī)因轉(zhuǎn)速過(guò)高離心力過(guò)大造成損壞。 因?yàn)槠啓C(jī)是高速轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)備，轉(zhuǎn)動(dòng)部件的離心力與轉(zhuǎn)速的平方成正比;當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的20%時(shí)，離心應(yīng)力接近額定轉(zhuǎn)速下應(yīng)力的1.5倍，此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)部件將發(fā)生松動(dòng)，同時(shí)離心力將超過(guò)材料所允許的強(qiáng)度極限使部件損壞。 汽輪機(jī)均設(shè)置超速保護(hù)裝置，它能在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的9-11%時(shí)動(dòng)作，迅速切斷汽輪機(jī)進(jìn)汽停機(jī)。二、汽輪機(jī)超速保護(hù)類(lèi)型。 1、OPC超速:動(dòng)作轉(zhuǎn)速103%額定轉(zhuǎn)速(OPC電磁閥動(dòng)作). 2、DEH超速:動(dòng)作轉(zhuǎn)速110%額定轉(zhuǎn)速(AST電磁閥動(dòng)作);TSI超速:動(dòng)作轉(zhuǎn)速110%額定轉(zhuǎn)速(AST電磁閥動(dòng)作). 3、機(jī)械超速:動(dòng)作轉(zhuǎn)速111~112%額定轉(zhuǎn)速和手動(dòng)脫扣(薄膜閥動(dòng)作). 火電機(jī)組超速保護(hù)系統(tǒng)(Over speed Protect Controller)是一種抑制發(fā)電機(jī)組超速的保護(hù)控制，其作用是在汽輪機(jī)出現(xiàn)超速時(shí)，關(guān)閉所有調(diào)節(jié)汽門(mén)，防止汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高。它取代了傳統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的微分器，對(duì)發(fā)電機(jī)跳閘、甩負(fù)荷、103%額定轉(zhuǎn)速限制更精確可靠。超速保護(hù)(OPC)通過(guò)控制OPC電磁閥快速關(guān)閉GV和IV，有效防止汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速飛升，并將轉(zhuǎn)速維持在3000RPM。(1)負(fù)荷部分下跌，中壓調(diào)節(jié)汽閥快速關(guān)閉功能;2、OPC實(shí)質(zhì)是一種轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)OPC源于美國(guó)西屋公司(W.H)的超速保護(hù)系統(tǒng)，汽輪機(jī)OPC系統(tǒng)在國(guó)家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T701-1999中表述為:OPC是一種抑制超速的控制功能。目前多采用雙位控制方式實(shí)現(xiàn)，即汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的103%時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉調(diào)速汽門(mén)，當(dāng)轉(zhuǎn)速恢復(fù)額定轉(zhuǎn)速時(shí)再開(kāi)調(diào)速汽門(mén)，如此反復(fù)，直至正常轉(zhuǎn)速控制回路能維持額定轉(zhuǎn)速。 當(dāng)n＞103%→OPC電磁閥動(dòng)作(帶電打開(kāi))→泄OPC母管油壓→關(guān)調(diào)門(mén)OPC電磁閥動(dòng)作原理:正常運(yùn)行時(shí)兩個(gè)電磁閥是不帶電常閉的，封閉了OPC總管油液的泄放通道，使高中壓調(diào)節(jié)汽閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞下腔能夠建立起油壓。一旦達(dá)到OPC動(dòng)作條件時(shí)，該兩個(gè)電磁閥就被勵(lì)磁(通電)打開(kāi)，使OPC母管油液泄放，這樣，相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的卸荷閥就快速開(kāi)啟，使高中調(diào)節(jié)汽閥迅速關(guān)閉。當(dāng)n＜103%→ OPC電磁閥復(fù)位(失電關(guān)閉)。 防止機(jī)組因甩負(fù)荷及其他原因超速，避免機(jī)組因停機(jī)而重新啟動(dòng)，保持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)約時(shí)間，減少損失。 DEH超速和TSI超速都叫做電超速，DEH用的探頭一般是磁阻式的探頭，TSI的則是電渦流的探頭，磁阻式的比電渦流的稍微敏感一點(diǎn)，ETS里面有有兩個(gè)超速保護(hù)，一個(gè)是DEH超速、一個(gè)是TSI超速。在做超速實(shí)驗(yàn)時(shí)，先做DEH超速，再做TSI超速，做TSI超速的時(shí)候，將DEH的線打掉。 DEH超速是指從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)的三個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)過(guò)三個(gè)測(cè)速卡后，送出103%，110%超速保護(hù)，這個(gè)都是硬接線，邏輯是沒(méi)有的。 TSI超速是從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)的三路轉(zhuǎn)速信號(hào)，首先經(jīng)過(guò)TSI之后，送出三路超速停機(jī)信號(hào)到ETS，經(jīng)過(guò)邏輯三取二，送出超速停機(jī)信號(hào)，即ETS超速停機(jī)。 其實(shí)兩種超速停機(jī)都是為了機(jī)組保護(hù)，防止拒動(dòng)(以防其中一種失靈或故障);同時(shí)每路都是三取二，防止誤動(dòng)。 1、測(cè)量原理有區(qū)別:TSI測(cè)速一般是電渦流;DEH測(cè)速一般是磁阻 2、DEH測(cè)速，啟機(jī)時(shí)調(diào)速要用到。正常運(yùn)行時(shí)，監(jiān)視轉(zhuǎn)速及超速試驗(yàn)用，103%時(shí)關(guān)閉調(diào)門(mén)，110%時(shí)關(guān)閉主汽門(mén)，同時(shí)向ETS發(fā)跳機(jī)指令，去挑AST閥;TSI轉(zhuǎn)速103%時(shí)報(bào)警，110%時(shí)發(fā)指令到ETS，跳機(jī)。 3、ETS同時(shí)接收TSI和DEH跳機(jī)指令，但ETS做超速試驗(yàn)時(shí)，TSI超速能屏蔽。 機(jī)械超速保護(hù)是機(jī)組超速110%保護(hù)不動(dòng)或拒動(dòng)時(shí)的緊急停機(jī)后備手段，當(dāng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)（110%～112%）n時(shí)，超速遮斷裝置動(dòng)作，迅速切斷汽輪機(jī)進(jìn)汽，使汽輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。危急保安（遮斷）器主要有飛錘和飛環(huán)兩種形式，它們的工作原理大體相同。下面以飛錘式為例，說(shuō)明其工作原理。
如圖 2 所示，隨著轉(zhuǎn)速的升高，飛錘 2 的離心力增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到危急保安器動(dòng)作轉(zhuǎn)速時(shí)，飛錘的離心力將大于彈簧 3 的約束力，飛錘開(kāi)始飛出。飛錘一旦飛出后，偏心距r增大，此時(shí)離心力與彈簧約束力同時(shí)增大，但離心力增大量大于彈簧力的增大量，使飛錘迅速飛出，一直飛到碰到限制凸肩F 位置。這種結(jié)構(gòu)可以保證飛錘在一定轉(zhuǎn)速下準(zhǔn)確地出擊，而且出擊迅猛有力，急速打擊危急遮斷油門(mén)上的掛鉤，使危急遮斷油門(mén)脫鉤，泄去安全油，關(guān)閉所有汽門(mén)，緊急停機(jī)。
類(lèi)型 | 動(dòng)作轉(zhuǎn)速 | 信號(hào)來(lái)源 | 動(dòng)作條件 | 動(dòng)作結(jié)果 | 備注 |
OPC超速 | 3090RPM | DEH測(cè)速探頭探頭 | 1、轉(zhuǎn)速達(dá)到3090rpm三取二 2、30%以上額定負(fù)荷下發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)跳閘時(shí) | 關(guān)閉高壓調(diào)節(jié)汽門(mén)，中壓調(diào)節(jié)汽門(mén)，轉(zhuǎn)速達(dá)到3000rpm時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，維持轉(zhuǎn)速在3000RPm | OPC電磁閥動(dòng)作，高中壓調(diào)節(jié)汽門(mén)關(guān)閉。 |
DEH電超速 | 3300rpm | DEH測(cè)速探頭 | DEH轉(zhuǎn)速探頭測(cè)得轉(zhuǎn)速達(dá)3300rpm三取二，發(fā)停機(jī)信號(hào)到ETS系統(tǒng) | 汽輪機(jī)跳閘，高中壓主汽門(mén)，調(diào)節(jié)汽門(mén)，抽汽逆止門(mén)關(guān)閉 | AST高壓遮斷電磁閥打開(kāi)，泄掉安全油壓，機(jī)組跳閘。 |
TSI電超速 | 3300rpm | TSI測(cè)速探頭 | TSI測(cè)速探頭測(cè)得轉(zhuǎn)速達(dá)3300rpm，三取二后發(fā)跳機(jī)信號(hào)到ETS | 汽輪機(jī)跳閘，高中壓主汽門(mén)，調(diào)節(jié)汽門(mén)，抽汽逆止門(mén)關(guān)閉 | AST高壓遮斷電磁閥打開(kāi)，泄掉安全油壓，機(jī)組跳閘。 |
機(jī)械超速 | 3300-3360rpm | 飛環(huán)，隔膜閥 | 轉(zhuǎn)速3300-3360rpm之間 | 飛錘飛出，打擊在危急遮斷油門(mén)擋板上使危急遮斷油門(mén)低壓安全油壓快速泄掉，安全油壓快速下降使隔膜閥動(dòng)作開(kāi)啟， | 進(jìn)而泄去高壓安全油，使高、中壓自動(dòng)主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)關(guān)閉停機(jī)。 |
備注：
對(duì)于國(guó)外電力行業(yè)所采用的超速保護(hù)系統(tǒng)，大多和國(guó)內(nèi)的相似，但是也有一些區(qū)別。如美國(guó)通用電氣公司（GE）采用的 MKV 數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)兼有電超速保護(hù)和機(jī)械超速保護(hù)，其電子超速跳閘設(shè)在 111.15% n0，機(jī)械超速保護(hù)裝置的動(dòng)作轉(zhuǎn)速為（111%～112%）n0；瑞士 ABB 公司 600 MW超臨界機(jī)組 ETSI 控制系統(tǒng)包括 EHC 遮斷集成組件和 OSP遮斷集成組件，EHC 的超速遮斷設(shè)定值為 110% n0，而機(jī)械超速保護(hù)遮斷設(shè)定在 112% n0；三菱公司設(shè)計(jì)的 OPC 超速保護(hù)在轉(zhuǎn)速超過(guò) 107% n0時(shí) OPC 才動(dòng)作；東芝 600 MW 機(jī)組采用的是飛環(huán)式機(jī)械超速保護(hù)，設(shè)有后備超速保護(hù)，其動(dòng)作轉(zhuǎn)速為 111.5% n0；日立機(jī)組 D-EHG /HITASS 型數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用的是 102% n0超速保護(hù)。
國(guó)外的一些機(jī)組（特別是帶基本負(fù)荷的機(jī)組）已經(jīng)取消了機(jī)械保護(hù)。如西門(mén)子公司在十多年前已經(jīng)取消了機(jī)械式危急遮斷裝置。GEC-ALSTHOM（G/A）公司 600 MW 機(jī)組也取消了機(jī)械式危急保安裝置 。
從國(guó)內(nèi)看，目前北重-ALSTHOM 的 600 MW 超臨界機(jī)組沿襲了 ALSTHOM 的做法，也取消了機(jī)械式危急保安裝置。需要說(shuō)明的是，北重ALSTHOM 的 600 MW 超臨界機(jī)組采用無(wú)調(diào)節(jié)級(jí)的結(jié)構(gòu)。
