热工保护对锅炉和汽轮机的重要性
摘要：本文首先对热工保护进行了概括性的介绍，着重强调了热工保护的重要性。

其次，针对锅炉汽包水位保护系统和汽轮机超速保护系统做了详细的分析。

最后，对热工保护对锅炉和汽轮机的重要性做了小结。

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一、热工保护概述
热工保护是指在机组启停和运行过程中，通过对机组和它主要辅助设备的工作状态和运行的热力参数及电网的运行状态的实时在线监测，在主辅设备及系统或电网发生异常或故障时，及时发出报警信号，必要时自动启动或切除某些设备或系统，使机组仍然维持原负荷运行或减负荷运行，当发生重大故障而危及机组设备安全时，自动停止机组运行并记录相关信息。

它包括检测装置、报警装置、控制逻辑、保护定值、记录和打印设备、保护在线试验装置。

由于热工保护的存在，电厂中的各种热力设备在非正常运行状态下就不会出现过大的或者是毁灭性的损坏，从而大大提高了电厂的安全性和可恢复性。

热工保护可分为两级保护，即事故处理回路（包括进行局部操作和改变机组的运行方式）及事故跳闸回路的保护。

事故处理的目的是维持机组继续运行。

但是，当事故处理回路或其他自动
控制系统处理事故无效，致使机组设备处于危险工况下，或者这些自动控制系统本身失灵而无法处理事故时，只能被迫进行跳闸处理，使机组的局部退出工作或整套机组停止运行。

跳闸处理的目的是防止机组产生机毁人亡的恶性事故，所以跳闸处理是热工保护最极端的保护手段。

热工保护的主要内容包括以下几个方面：
（1）汽轮机热工保护
* 汽轮机超速保护；
* 汽轮机轴瓦润滑油压低保护；
* 汽轮机真空低保护；
* 汽轮机转子轴向位移保护；
* 汽轮机汽缸和转子膨胀差保护；
* 汽轮机支持轴承或推力轴承温度高保护；
* 汽轮机振动保护；
* 汽轮机背压保护；
* 汽轮机排汽缸高温保护。

（2）锅炉热工保护
* 锅炉主蒸汽压力高保护；
* 汽包锅炉水位保护；
* 锅炉灭火保护。

（3）机电炉大联锁保护
大型单元机组的特点是炉、机、电在生产中组成一个有机的
整体，其中某些环节出现故障时，必然会不同程度地影响整个机组的正常运行。

因此需要综合考虑故障情况下炉、机、电三者之间的关系。

例如：当汽轮机发生超速、推力瓦磨损、真空低等故障时，汽轮机自动停机，同时联锁控制发电机跳闸，使锅炉转入点火状态或停炉。

二、锅炉汽包水位保护系统
2.1系统概述
汽包水位是电厂汽包锅炉的重要参数之一，正确测量汽包水位是锅炉安全运行的保证。

而由于负荷、燃烧工况及给水压力的变化，汽包水位经常发生波动。

锅炉水位过高或急剧波动会引起蒸汽品质恶化，饱和蒸汽带水、汽温不稳定, 轻则加重管道和汽轮机通流部分结垢，降低出力和效率，重则使汽轮机发生事故；水位过低会引起下降管带汽，影响锅炉水循环，严重时可造成水冷壁大面积损坏。

因此汽包水位的准确测量值是电厂最重要的测量参数之一。

锅炉汽包水位保护系统是防止锅炉汽包满水和缺水，从而防止蒸汽带水和锅炉干烧事故发生的重要保护装置。

2.2系统结构和逻辑
汽包水位保护系统采用三个平衡容器，三个差压变送器，通过三个模拟量信号通道进入汽包水位保护系统，为防止保护误动作进行三取二处理，经过报警限值计算，输出8个信号：水位高Ⅰ值，水位高Ⅱ值，水位高Ⅲ值，紧急停炉高值，水位低Ⅰ值，水位低Ⅱ值，水位低Ⅲ值，紧急停炉低值。

当水位达到高Ⅰ值、
高Ⅱ值、低Ⅰ值、低Ⅱ值、低Ⅲ值时，发出报警信号；当水位高Ⅲ值时，控制事故放水门；当水位达到紧急停炉高值或紧急停炉低值时，送出开关量信号停给粉和排粉机。

2.3系统功能
系统选用SIMATIC可编程控制器（PLC）完成锅炉汽包水位测量的补偿计算；系统通过综合判断，能够有效消除“虚假水位”对系统的影响。

通过严密的逻辑设计，可靠实现锅炉汽包水位的保护功能。

系统可与DCS系统通讯，或经过硬接线将需要传递的信号如：安全门动作接点、补偿后的水位信号、保护的投入信号等送到PLC或DCS。

系统分左、中、右三个测点对汽包取样，确保测量准确。

当任意一路的水位、温度、压力信号发生故障时，都发出报警，并切除此路信号。

系统显示安全门、事故放水门的动作指令，水位高低值的报警信号。

对安全门动作判断，安全门动作信号可用安全门动作回路的接点给出，也可采用汽包压力信号的微分给出。

安全门动作后采用动作恢复的时间来投入保护。

三、汽轮机超速保护系统
本系统的超速保护装置有危机遮断器、危机遮断油门、电超速装置和转速测速装置等。

危机遮断器采用心飞锤式，当转速升至3300-3600 r/min，飞锤因离心力克服弹簧力而飞出，使危机遮断油门的脱钩而动作。

危机遮断器复位转速3000r/min.;
危机遮断油门与危机遮断器共同组成对机组的超速保护。

当危机遮断器的飞锤飞出时，该油门下端的挂钩打脱，油门滑阀在弹簧力的作用下向上移动，切断到主汽门操纵座和抽汽阀操纵油缸的安保油通过油门泄到油箱，主汽门和抽汽阀迅速关闭。

与此同时，调节启动阀下部的保安油泄掉，滑阀向下移动，高压油进入脉冲油路，使高、低调节汽阀也迅速关闭。

该油门也可以手动脱钩，手动油门上部的小弹簧，使拉钩脱开即可重复上述关闭
动作。

欲使危机遮断油门复位，需待转速降到3000r/min时进行。

将油门上的大弹簧压下，使拉钩重新挂上即可，不可在转速高于3000r/min时复位，以防止损坏飞锤和拉钩
为了保证飞锤式危机遮断装置的可靠性，应定期进行动作试验，通过喷油阀向危机遮断器飞锤的油囊充油。

可以在超速的情况下让飞锤飞出，从而使危机遮断油门动作，喷油试验时的动作转速是飞锤的正常动作转速相对应的。

电超速保护装置由控制电磁阀组成，当电磁阀通电时，电磁阀将保安油路切断，使主气门、高、低压调节汽阀、抽汽阀迅速关闭。

小结：热工保护是一种热自动控制手段。

在主、辅系统或电网发生故障时，热工保护装置使机组自动进行减负荷，改变运行方式或停止运行，以安全运行为前提，尽量缩小事故的范围。

故热工保护在锅炉、汽轮机的安全运行过程中起到很重要的作用。

参考文献：
1.白建云，杨晋萍.火电厂顺序控制与热工保护.北京.中国电力出
版社, 2009
热工保护
对锅炉和汽轮机的重要性
班级：动本0718
姓名：张法科
学号:0742021832
指导老师：来长胜。