Проверка защиты и сигнализации ГПА

к камере сгорания стопорным клапаном и открытием клапанов для выпуска 
воздуха  из  компрессора.  Противопомпажная  защита  воздушного  компрес­
сора осуществляется сбросными клапанами, частично сбрасывающими воз­
дух из компрессора.
Система защиты  ГТУ  предохраняет  агрегат  в  случае  отклонения  по­
казателей  за  допустимые  пределы:  давления  масла  в  системе  смазывания, 
осевого  сдвига роторов,  температуры подшипников,  перепада «масло-газ», 
температуры  продуктов  сгорания,  давления  топливного  газа,  частоты  вра­
щения роторов, вибрации подшипников, а также в случаях погасания факела 
в камере сгорания, нарушения заданной последовательности пусковых опе­
раций,  задержке  агрегата  в  зоне  запрещённой  частоты  вращения,  помпаже 
ЦН.
Кроме агрегатных САУ и защиты ГТУ, существует комплекс средств 
контроля  и  автоматики  компрессорного  цеха,  осуществляющий  оператив­
ное управление, защиту и контроль за работой оборудования цеха и объек­
тов КС.  В этот комплекс входят следующие  общестанционные  системы за­
щиты:
1.  Защита цеха или укрытия ГПА от загазованности.
2.  Защита цеха или укрытия ГПА от пожара.
3.  Защита КС при аварийных ситуациях (аварийная остановка КС).
4.  Защита по давлению газа на выходе из КС.
5.  Защита по высокой температуре газа на выходе из КС;
6.  Защита  по  высокому уровню  жидкости  в  пылеуловителях,  сепара­
торах и др.
При  срабатывании  защитного  устройства,  которое  может  быть  элек­
трическим,  гидравлическим  или  пневматическим,  и  появлении  защитного 
сигнала,  осуществляется  экстренная  остановка  агрегата.  Так,  примени­
тельно  к  агрегатам  типа ГТ К -10,  экстренную  остановку  осуществляют  ор­
ганы  предельной  защиты,  которые  включают  стопорный  клапан,  два элек­
тромагнитных  клапана,  подключенные  к  электрической  системе  защиты, 
два бойковых автомата безопасности, срабатывающих при достижении пре­
дельно  допустимых  частот  вращения  валов  турбодетандера  и  ТВД  или  от 
ручного воздействия на кнопку управления. При аварийной ситуации одним 
из перечисленных устройств из линии предельной защиты выпускается воз­
дух,  давление  снижается  и  стопорный клапан  перекрывает подачу топлив­
ного  газа  к  камере  сгорания.  Одновременно  закрывается  и  регулирующий
78

клапан.  Открываются  полностью  выпускные  воздушные  клапаны  осевого 
компрессора и в результате турбина быстро останавливается.
Наладка защит ГТУ и ЦН проводится в три этапа:
1. Перед пуском на остановленной турбине.
2. При пуске.
3. При работе без нагрузки и с нагрузкой.
В качестве пример рассмотрим краткое описание основных систем за­
щиты применительно к агрегату ГТК-10-4.
З а щ и т а   по  д а в л е н и ю   м а с л а   в  с и с т е м е   с м а з ы в а н и я .
Эта защита  останавливает  агрегат  при  падении  давления  масла в  си­
стемах  смазывания  турбины  и  ЦН ниже  0,02  МПа.  Низкое давление  масла 
может  нарушить  условия  смазывания  и  вызвать  разрушение  подшипников 
ГПА.  Поэтому  необходимо  проверить  включение  защиты  по  маслу.  Изме­
рение давления производится электроконтактными манометрами. При паде­
нии  давления  масла  стрелка  манометра  замыкает  контакты,  выдавая  через 
реле на главный  щит управления  сигнал  «Аварийное давление масла».  Од­
новременно с аварийным сигналом включается резервный масляный насос, 
обеспечивая давление в системе смазывания не менее 0,04 МПа.
З а щ и т а   по  п о г а с а н и ю   ф а к е л а .
Система обнаружения пламени выполняет две функции.
Во  время  нормального  запуска  ГПА  светочувствительные  элементы 
фотореле  обнаруживают установление пламени  в  камере сгорания и разре­
шают  продолжать  последовательность  запуска  агрегата.  В  противном  слу­
чае  прекращается  подача  топливного  газа  и,  таким  образом,  исключается 
возможность  его  скопления  в  турбине,  а  следовательно,  и  возможность 
взрыва.
В  случае  срыва  пламени  во  время работы  немедленно  прекращается 
подача топливного  газа  в  камеру  сгорания,  в  результате  чего  исключается 
возможность  поступления  несгоревшего  топлива  в  патрубок  турбины,  где 
могло  бы  произойти  вторичное  зажигание  в  результате  соприкосновения 
топливного газа с горячими поверхностями, что опасно как для обслужива­
ющего персонала, так и для самого оборудования.
Эта цепь защиты включается после открытия стопорного и регулиру­
ющего клапанов. При проверке защит, после включения электропитания фо­
тореле,  должна сработать  аварийная защита по  импульсу  от фотореле.  При
79

этом должны сработать электромагнитные клапаны в линии предельной за­
щиты, закрыться стопорный и регулирующий клапаны, включиться аварий­
ный сигнал «Факел погас».
З а щ и т а   п о   о с е в о м у   с д в и г у   р о т о р о в .
Эта защита срабатывает, останавливая агрегат, при увеличении давле­
ния масла в  системе защиты по осевому сдвигу выше установленных вели­
чин.  При осевом сдвиге возможно задевание вращающихся деталей ГПА за 
неподвижные детали и разрушение отдельных узлов агрегата.
Масло (воздух) к реле осевого сдвига турбокомпрессора, силовой тур­
бины  и  ЦН  поступает  через  шайбы  диаметром  3  мм,  а  сливается  через  за­
зоры между соплами реле и упорными дисками на валах агрегата. Давление 
масла на ЭКМ должно составлять 0,12-0,18 МПа (давление воздуха при гид­
ропневматической  системе  регулирования  должно  составлять  0,03-0,06 
МПа).  Изменение  давления  масла,  которое  происходит  при  осевом  сдвиге 
ротора,  фиксируется  электроконтактными  манометрами  системы  защиты. 
Контакты  на  манометрах  должны  срабатывать  при  повышении  давления 
масла  до  0,3-0,35  М Па  (или  превышении  давления  по  воздуху  свыше  0,1 
МПа),  при  этом  на  главный  щит  управления  подаётся  аварийный  сигнал 
«Авария по осевому сдвигу».
З а щ и т а   п о   п е р е п а д у   м е ж д у   м а с л о м   у п л о т н е н и я   и  г а з о м   в 
п о л о с т и   Ц Н   ( з а щ и т а   « м а с л о - г а з » ) .
Для  предотвращения  протечек  газа  по  валу  из  ЦН  в  машинный  зал 
применяется  система  уплотнения  нагнетателя.  С  этой  целью  к  торцевому 
уплотнению, совмещённому с опорным вкладышем подшипника ЦН, пода­
ётся  масло  с  давлением  на  0,1-0,15  МПа  больше  давления  газа  в  ЦН.  Для 
поддержания постоянной разности давления между маслом и газом приме­
няется регулятор перепада давления. Защита по перепаду давления «масло- 
газ»  осуществляется  с  помощью  дифференциального  реле  давления,  осу­
ществляющего электрическую блокировку и автоматическое переключение 
с рабочего винтового  масляного  насоса уплотнения  на резервный при сни­
жении перепада давления, а также остановку ГПА с отключением ЦН от ма­
гистрального газопровода при полном исчезновении перепада.
Таким образом, при проверке защиты по перепаду «масло-газ» прове­
ряется  резервирование  насосов  (т.  е.  включение  резервного  насоса при  от­
ключении работающего  винтового  масляного  насоса уплотнения).  При  от­
ключении  электродвигателей  обоих  винтовых  масляных  насосов  уплотне­
ния,  после  установленной  выдержки  времени,  должна  срабатывать  защита 
80

по  уменьшению  перепада  давления  в  уплотнении.  При  этом  должен  за­
крыться  кран  и  включиться  сигнал  на  главном  щите  управления  «Аварий­
ный перепад «масло-газ». При проверке работы регулятора перепада давле­
ния необходимо  следить,  чтобы давление  масла всё  время  было  выше  дав­
ления газа на 0,1-0,15  МПа.
З а щ и т а   о т   п р е в ы ш е н и я   т е м п е р а т у р ы   г а з а .
Эта  защита  является  одной  из  основных  систем  защит  газовой  тур­
бины.
При  нормальных  условиях  эксплуатации  температура  газа  обычно 
поддерживается регулированием расхода топлива.  Однако при неисправно­
стях  в  системе регулирования,  помпажах  осевого  компрессора или ЦН ко­
личество  подаваемого  топлива,  а  значит,  и  температура  газа  могут  превы­
сить установленные нормы.  Это может привести к выгоранию лопаток про­
точной части газовой турбины, разрушению лопаточного аппарата и другим 
тяжелым последствиям.  В  начале система защиты от превышения темпера­
туры  газа  включает предупредительный  звуковой  и  световой  сигналы,  что 
указывает  на  необходимость  разгрузки турбины,  предотвращая тем  самым 
её отключение. Если же температура газа будет продолжать повышаться, то 
система защиты останавливает агрегат. Система защиты спроектирована та­
ким образом, что является независимой от системы регулирования темпера­
туры  газа.  Температура газов  измеряется термопарами,  устанавливаемыми 
за ТНД или перед ТВД.
З а щ и т а   п о   п р е в ы ш е н и ю   ч а с т о т ы   в р а щ е н и я   р о т о р о в   Т В Д ,  
Т Н Д   и  т у р б о д е т а н д е р а .
Система защиты от превышения частоты вращения предназначена для 
защиты  газовой турбины  от возможных повреждений,  вызываемых превы­
шением  максимальной  частоты  вращения  валов  ТНД,  ТВД  и  турбодетан­
дера.  При  повышении  частоты  вращения  может  произойти  отрыв  лопаток, 
разрушение замков и дисков,  могут появиться осевые  сдвиги и разрушения 
подшипников,  корпусных деталей ГТУ и т.  д. Чтобы предотвратить превы­
шение  частоты  вращения  роторов  ГТУ  свыше  допустимых  значений,  при­
меняют разного рода автоматы безопасности.
З а щ и т а   п о   т е м п е р а т у р е   п о д ш и п н и к о в .
Система защиты по  температуре  подшипников  выдаёт предупрежда­
ющий  и  аварийный  сигналы  при  возрастании  температуры  выше  допусти­
мой,  что  может  привести  к  разрушению  подшипников,  выплавлению  баб­
бита вкладышей,  осевым сдвигам, повышенной вибрации и т. п.
81

Защита по температуре подшипников осуществляется с помощью ма­
логабаритных  платиновых  термометров  сопротивления,  установленных  во 
вкладышах опорных подшипников и колодках упорных подшипников. Тер­
мометры сопротивления  подключены к электронному мосту,  который  осу­
ществляет  измерение  и  регистрацию  температуры  подшипников,  а  также 
выдает предупреждающий (при 75  °С) и аварийный (при  80  °С) сигналы на 
главный щит управления.
С и с т е м а   з а щ и т ы   от  в и б р а ц и и .
Защита  агрегата  от  вибрации  осуществляется  с  помощью  датчиков, 
размещаемых на корпусах подшипников ГПА.  При этом  вибрация измеря­
ется в трёх направлениях:  вертикальном,  поперечном и  осевом.  Сигнал по­
ступает от пьезодатчика.  Повышенная вибрация может привести к наруше­
нию условий  смазывания  и разрушению  подшипников,  задеваниям  враща­
ющихся деталей в прочной части и другим аварийным ситуациям.
Имеется два уровня вибрации.
При  достижении  первого  уровня  вибрации  включается  предупреди­
тельная сигнализация (сигнализация срабатывает при значении виброскоро­
сти, равной 7,1  мм/с).
При  достижении  второго  уровня,  когда  вибрация  становится  более 
11,2 мм/с, срабатывает аварийная сигнализация и происходит остановка аг­
регата.
Кроме перечисленных выше основных систем защиты применяются и 
другие:
1.  По  минимальному  и  максимальному  уровню  масла  в  маслобаке
ГПА.
2.  Защита по аварийной остановке от кнопки «Аварийная остановка».
3.  Защита по давлению топливного газа.
4.  Защита по  предотвращению работы  вала турбокомпрессора в диа­
пазоне резонансных частот вращения 2500-4300 м и н -1  (более 5 мин).
5.  Защита ЦН от помпажа.
6.  Защита по разряжению на входе в осевой компрессор.
Проверку защиты  в  обязательном порядке и  в  соответствии с Прави­
лами  технической  эксплуатации  проводят  при  подготовке  ГПА  к  пуску. 
Проверку проводит комиссия с оформлением специального протокола при­
ёмки-сдачи защиты.
82

жүктеу/скачать 6,66 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: