超全面的AST电磁阀工作原理

第一部分：AST电磁阀结构

第二部分 AST遮断详解

一、 危急遮断控制简介

汽轮机危急遮断系统ETS（Emergency Trip System）是在汽轮发电机危急情况下的保护系统，它接收来自汽轮发电机组安全监视仪表系统（TSI）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）及其它系统主要参数，进行逻辑处理后，统一输出停机、停炉、快关调门、关闭抽汽逆止门等保护信号及各种报警信号。ETS是电厂热控设备中最重要的保护系统之一，无论其拒动或误动，都将造成非常严重的后果，必须保证汽轮机ETS的准确性、快速性和可靠性。本次主要介绍汽轮机危急遮断系统的AST遮断控制部分。

二、AST危急跳闸控制简介

2.1 AST危急跳闸控制介绍

危急跳闸控制块主要元件：2 个压力开关、2 个节流孔、4 个AST电磁阀、ASP压力表和压力变送器，跳闸电磁阀布置成双通道：奇数编号的一对AST电磁阀为1通道；偶数编号的一对AST电磁阀为2通道，电磁阀采用串并混合连接，机组挂闸后四个电磁阀都带电。图1为危急跳闸控制块的示意图。

图1 AST危急跳闸控制块

P1-为遮断母管压力；63-1/ASP-ASP油压高（大于10.6Mpa）；63-2/ASP-ASP（小于4.8Mpa）油压低 P2为ASP油压。从图1可以看出，危急跳闸控制块有如下特点：

当机组挂闸，即AST油压建立后， P2≈P1/2，满足主汽门和调门开启条件。

当两个通道同时动作时，卸去AST油压，关闭机组主汽门和调门，实现机组保护跳机。

当第一通道动作时，即〔（20－1）/AST和（20－3）/AST〕其中一个失电时，P2≈P1。

当第二通道动作时，即〔（20－1）/AST和（20－3）/AST〕其中一个失电时，P2≈0。

当只有其中一通道动作时，比如任意电磁阀误动，P1不变，机组不跳闸。同时任意一个电磁阀拒动时，机组保护还能正常动作。

AST模块中设置两道节流孔一来是这样的串并联结构让系统更可靠，也可以让系统的需要流量小点，降低功耗。

由于采用双路双阀门的顺序或交叉连接系统，不仅确保系统的动作可靠，而且当任何一个阀门不动作或在线试验时，系统仍然有保护功能。即该系统只有在一对奇数号或偶数号电磁阀都不起作用的双重故障下，保护系统才会失效。

2.2 具体危急跳闸功能实现

图2 主汽门MSV1、3、4油路图

图中绿线表示AST油压，白线表示EH有母管油压，蓝线表示有压回油，黄线表示OPC油压，阀门主要的主要控制元件有卸荷阀、伺服阀、电磁阀、油动机、节流孔、逆止阀、手动门等。接下来先介绍卸荷阀，卸荷阀分三个腔，安全油腔、压力油腔、回油腔。当安全油建立起来后，安全油口的压力几乎等于压力油口的压力，而且由于安全油的作用面积大于下面压力油口的作用面积，所以压力油口的油是不能把阀芯打开，压力油也就不能从回油口走掉。

油泵出来的油经高压母管进入油动机，一路流到电磁阀或伺服阀，由电磁阀或伺服阀控制进入油动机的高压腔，而油动机的高压腔与我们卸荷阀的压力腔是相通的，而另外一路经过一个节流孔，进入油动机卸荷阀的安全油腔，这时的安全油在卸荷阀安全油腔另外的小孔流出经过油动机上的逆止阀进入AST母管，这样一来油动机的安全油压力就完全由AST.模块控制，只要AST.模块做相应的动作，那么相关的油动机就实现关闭。

图3 高调门油路图

回到AST.OPC模块图4，图中白线表示高压油，绿线表示AST油，粉线表示无压回油，黄线表示OPC油压。四个AST电磁阀分别是1、2、3、4。1、3一组，2、4一组。我们先以图中AST1阀为例。SAT是个二级阀，电磁阀带电后，图中电磁阀高压油回路油路关闭，高压油进入后形成压力腔室，封住AST油通道，反之，电磁阀失电，回路油路打开，高压油卸掉，卸荷阀在弹簧作用下打开，AST油卸掉。但AST1中的AST油只能卸到AST2、4中，如果2、4中没有一个动作，AST油是卸不掉的。所以，一组中至少有一个阀动作，才能卸掉AST油压。这就具体解释了4个阀中任何一个误动，AST油压是卸不掉的，任何一个拒动，都不会造成油压无法卸掉。

图4 AST.OPC模块

通过图4再分析OPC和AST的联系，图4中的绿线就是EH油泵出来的油经过每个油动机内部的一个节流孔和一个逆止阀后出油动机来到AST母管的AST油， OPC油也是这样来的，只不过OPC油是经过调门油动机出来到OPC母管，而AST油是经过主汽门油动机出来来到AST母管，而且OPC母管到AST母管是有个单向阀的，方向为OPC至AST，所以当OPC电磁阀动作，OPC油卸压后是调门关闭但AST油压正常而主汽门不动作，但是如果AST电磁阀动作，AST油卸压后，由于OPC的压力比AST高，所以OPC也通过单向阀流到AST管路而同时卸压，这时调门和主汽门同时关闭。

小结： AST.OPC模块中的卸荷阀和油动机上卸荷阀唯一的区别：在于AST.OPC上的卸荷阀有一个电磁阀（图中的AST和OPC电磁阀）控制安全油是建立还是流到无压回油，也就是说油动机的安全油由AST.OPC模块控制，而AST.OPC的安全油由电磁阀控制，AST油能控制OPC油压。就地AST.OPC实际设备如下图5：

图5、AST.OPC就地设备图

三、ETS试验块在线试验

3.1 逻辑说明

进行在线试验的原理：即利用AST电磁阀一个失电不能引起机组跳机，一个AST电磁阀失电，保护功能能正常动作，专用压力开关 63-1/ASP、63-2/ASP显示每一通道电磁阀在线结果。

将使一个通道中一个电磁阀失电，当第一通道AST1或3失电，即第一通道完成打开， ASP油压上升至P2≈P1，压力开关 63-1/ASP（大于10.6Mpa）动作，作为实验是否成功的反馈信号，但P1遮断油压不会变，确保机组安全。

当第二通道AST2或4失电，即第二通道完成打开， ASP油压下降至P2≈0，压力开关 63-2/ASP（大于4.8Mpa）动作，作为实验是否成功的反馈信号，但P1遮断油压不会变，确保机组安全。

AST在线试验具体逻辑如下：

（1）AST1/3逻辑（AST2/4与AST1/3类似）：

试验投入条件（与）：

在线试验允许（ETS画面运行手动投入）

无其他ETS通道试验

试验切除条件（或）：

ASP-1压力高延时两秒

切除在线试验允许

ASP-2压力低

手动切除

3.2 危急跳闸控制块实际操作

实验前注意与检查事项：

就地是否漏油。

就地ASP压力表显示压力是否正常

AST1、3 电磁阀试验的顺序如下：

用鼠标左键选择“在线试验允许”按钮并观察文字后面点亮。

在 AST 电磁阀显示区点击 AST1 或 AST3 电磁阀，打开操作端，点击“投 入”按钮，相应电磁阀失电动作， ASP1够检测到压力信号，ASP1 的状态变化显示在 ETS 画面上。

在 AST 电磁阀显示区点击 AST1 或 AST3 电磁阀，打开操作端，点击“切除”按钮，相应电磁阀带电动作， ASP1 (ASP压力高)报警复位。正常情况是自动复位

进行 20-1/AST 或 20-3/AST 电磁阀单个试验时，20-2/AST、20-4/AST 试验功能被闭锁。

AST2、4 电磁阀试验的顺序如下：

在 AST 电磁阀显示区点击 AST2 或 AST4 电磁阀，打开操作端，点击“投 入”按钮，相应电磁阀动作， ASP2 能够检测到，ASP2 的状态变化将 被显示在 ETS 画面上。

在 AST 电磁阀显示区点击 AST2 或 AST4 电磁阀，打开操作端，点击“切除”按钮，相应电磁阀带电动作， ASP2 (ASP压力低)报警复位。正常情况是自动复位

进行 20-2/AST 或 20-4/AST 电磁阀单个试验时，20-1/AST、20-3/AST 试验功能被闭锁。

图6 ETS在线试验画面

四、ETS试验块电源

4.1、大机AST电源

大机AST电源为220V交流，分别取自电子间热控UPS配电柜，其中（20－1）/AST和（20－3）/AST电磁阀电源取自#1UPS机柜，（20－2）/AST和（20－4）/AST电磁阀电源取自#2UPS机柜。

4.2、小机AST电源

小机AST电源为直流110V，取自电子间继保直流机柜，其中（20－1）/AST和（20－3）/AST电磁阀电源为一路电源，（20－2）/AST和（20－4）/AST电磁阀电源为另一路电源。

五、日常事故和处理

5.1、EH油压无法建立

出现无法建立EH油压，一般出现在机组检修后，试运过程中，一期都二期出现过此现象。在机组未挂闸启油泵时，如果油动机上的伺服阀或者电磁阀工作在打开状态，这样高压母管的压力油通过油动机高压腔，然后打开卸荷阀流到回油管路，液压系统的功率是P×Q（压力乘以流量），泵输出流量肯定不够而不能稳定压，当然还有油管渗漏，这就不考虑分析。

5.2、AST模块异常

通过ASP压力开关和ASP压力表读数可确认AST模块的工作状况， 如果中间点ASP的压力为10.6MPa以上，说明第一级当中的卸荷阀1或3卡涩不严或其对应的电磁阀没得电或电磁阀本身卡涩、或者节流孔丢失。如果中间点ASP的压力为0，则说明第二级当中的卸荷阀2或4卡涩不严或其对应的电磁阀没得电或电磁阀本身卡涩、或者节流孔丢失，二期就出现过节流孔丢失的问题，一二期都出现过检修后电磁阀不带电情况。对于电磁阀是否带电用一般的铁钥匙接近电磁阀就可以判别，但一般是检修人员判断，正常运行过程中，一般不建议不直接查电磁阀，以免引起设备误动。

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