МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФГБОУ ВПО УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Проектирования и эксплуатации магистральных газонефтепроводов КР130501.090316.13 ПЗ Группа ПЭМГ-1-09 Институт НиГ Балакшина М. В. Дисциплина: Эксплуатация и ремонт НС и КС Тема: Система защиты и сигнализации ГПА Ухта 2013

Содержание

Система защиты и сигнализации ГПА…………………………………………3

Задача…………………………………………………………………..………..11

Библиографический список……………………………………………………13

Система защиты и сигнализации ГПА

Защита газотурбинного агрегата и нагнетателя от недопустимых режимов работы является одной из основных функций системы автоматического регулирования ГПА. Система зашиты, обеспечивая защиту ГПА во время пуска и остановки, также автоматически выполняет операции, необходимые для восстановления нормального режима в процессе работы. При аварийном режиме она останавливает агрегат и подает аварийный сигнал обслуживающему персоналу. Защитные устройства предотвращают повреждение агрегата и обеспечивают безопасность обслуживающего персонала при возникновении аварийных состояний. Все системы защиты действуют независимо от системы управления с тем, чтобы при возникновении неисправности в системах управления, системы защиты не вышли бы из строя. Во всех случаях быстрое отключение турбины и остановка агрегата при возникновении опасного состояния осуществляется прекращением подачи топливного газа к камере сгорания стопорным клапаном и открытием клапанов для выпуска воздуха из компрессора. Противопомпажная защита воздушного компрессора осуществляется сбросными клапанами, частично сбрасывающими воздух из компрессора.

Система защиты ГТУ предохраняет агрегат в случае отклонения показателей за допустимые пределы: давления масла смазки, осевого сдвига роторов, температуры подшипников, перепада "масло-газ", температуры продуктов сгорания, давления топливного газа, частоты вращения роторов, вибрации подшипников, а также в случаях погасания факела в камере сгорания, нарушения заданной последовательности пусковых операций, задержке агрегата в зоне запрещенной частоты вращения, помпаже нагнетателей.

Кроме агрегатных систем автоматического управления и защиты ГТУ, существует комплекс средств контроля и автоматики компрессорного цеха, осуществляющий оперативное управление, защиту и контроль за работой оборудования цеха и объектов КС. В этот комплекс входят такие общестанционные системы защиты:

- защита цеха или укрытия ГПА от загазованности (высокой концентрации газа);

- защита цеха или укрытия ГПА от пожара;

- защита компрессорной станции при аварийных ситуациях (аварийная остановка компрессорной станции ключом КАО);

- защита по давлению на выходе компрессорной станции;

- защита по высокой температуре газа на выходе компрессорной станции;

- защита по высокому уровню жидкости в пылеуловителях, сепараторах и др.

При срабатывании защитного устройства, которое может быть электрическим, гидравлическим или пневматическим, и появлении защитного сигнала, осуществляется экстренная остановка агрегата. Так, применительно к агрегатам типа ГТК-10, экстренную остановку осуществляют органы предельной защиты, которые включают стопорный клапан, два электромагнитных клапана, подключенные к электрической системе защиты, два бойковых автомата безопасности, срабатывающих при достижении предельно допустимых частот вращения валов турбодетандера и турбин низкого давления или от ручного воздействия на кнопку управления. При аварийной ситуации одним из перечисленных устройств из линии предельной защиты выпускается воздух, давление снижается и стопорный клапан перекрывает подачу топливного газа к камере сгорания. Одновременно закрывается и регулирующий клапан. Открываются полностью выпускные воздушные клапаны (ВВК) осевого компрессора и в результате турбина быстро останавливается.

Наладка защит ГТУ и нагнетателя проводится в три этапа: перед пуском на остановленной турбине, при пуске, работе без нагрузки и с нагрузкой.

Приведем краткое описание основных систем защиты применительно к агрегату ГТК-10-4.

1 Защита по давлению масла смазки

Эта защита останавливает агрегат при падении давления масла в смазочных системах турбины и нагнетателя ниже установленных величин (< 0,2 кг/см ). Низкое давление масла смазки может нарушить условия смазки и вызвать разрушение подшипников ГПА. Поэтому необходимо проверить включение защиты по маслу. Измерение давления производится электроконтактными манометрами (ЭКМ). При падении давления смазки подшипников стрелка манометра замыкает контакты, выдавая через реле на главный щит управления (ГЩУ) сигнал "Аварийное давление масла". Одновременно с аварийным сигналом должен включаться резервный масляный насос (РМН), обеспечивая давление в смазочной системе не менее 0,4 кг/см .

2 Защита по погасанию факела

Система обнаружения пламени выполняет две функции.

Во время нормального запуска агрегата светочувствительные элементы фотореле обнаруживают установление пламени в камере сгорания и разрешают продолжать последовательность запуска агрегата. В противном случае 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 обслуживающего персонала, так и для самого оборудования.

Эта цепь защиты включается после открытия стопорного и регулирующего клапанов. При проверке защит, после включения электропитания фотореле, должна сработать аварийная защита по импульсу от фотореле. При этом должны сработать электромагнитные клапаны в линии предельной защиты, закрыться стопорный и регулирующий клапаны (СК и РК), включиться аварийный сигнал "Факел погас".

3 Защита по осевому сдвигу роторов

Эта защита срабатывает, останавливая агрегат, при увеличении давления масла в системе защиты по осевому сдвигу выше установленных величин. При осевом сдвиге возможно задевание вращающихся деталей агрегата за неподвижные и разрушение отдельных узлов агрегата.

Масло (воздух) к реле осевого сдвига (РОС) турбокомпрессора, силовой турбины и нагнетателя поступает через шайбы диаметром 3 мм, а сливается через зазоры между соплами реле и упорными дисками на валах агрегата. Давление масла на ЭКМ должно составлять 1,2-1,8 кг/см (давление воздуха при гидропневматической системе регулирования должно составлять 0,3-0,6 кг/см ). Изменение давления масла, которое происходит при осевом сдвиге ротора, фиксируется электроконтактными манометрами системы защиты. Контакты на манометрах (ЭКМ) должны срабатывать при повышении давления масла до 3-3,5 кг/см (или превышении давления по воздуху свыше 1 кг/см ), при этом на ГЩУ подается аварийный сигнал "Авария по осевому сдвигу".

4 Защита по перепаду между маслом уплотнения и газом в полости нагнетателя (защита "масло-газ")

Для предотвращения протечек газа по валу из нагнетателя в машинный зал применяется система уплотнения нагнетателя. С этой целью к торцевому уплотнению, совмещенному с опорным вкладышем подшипника нагнетателя, подается масло с давлением на 1,0-1,5 кг/см больше давления газа в нагнетателе. Для поддержания постоянной разности давления между маслом и газом применен регулятор перепада давления (РПД). Защита по перепаду давления "масло-газ" осуществляется с помощью дифференциального реле давления типа РДД-1М, осуществляющего электрическую блокировку и автоматическое переключение с рабочего винтового масляного насоса уплотнения (ВМНУ) на резервный при снижении перепада давления, а также остановку агрегата с отключением нагнетателя от газопровода при полном исчезновении перепада.

Таким образом, при проверке защиты по перепаду "масло-газ" проверяют резервирование насосов (т.е. включение резервного насоса при отключении работающего ВМНУ). При отключении электродвигателей обоих ВМНУ, после установленной выдержки времени, должна срабатывать защита по уменьшению перепада давления в уплотнении. При этом должен закрыться кран № 4 и включиться сигнал на ГЩУ "Аварийный перепад "масло-газ". При проверке работы РПД следят, чтобы давление масла все время было выше давления газа на 1,0-1,5 кг/см . Необходимо проверить также, что при выключенном ВМНУ кран № 4 нельзя открыть ключом управления. Сигнал об открытии крана № 4 включает защиту по перепаду.

При проверке защиты и сигнализации ГПА необходимо произвести опрессовку масляной системы уплотнения нагнетателя. Предохранительный клапан в клапанной коробке ВМНУ ограничивает максимально допустимое давление на уровне 8,0 МПа при максимальном рабочем давлении насоса 6,4 МПа. При максимальном рабочем давлении ВМНУ 7,5 МПа, предохранительный клапан настраивают на максимальное давление 8,8 МПа.

Кроме этого, необходимо проверить защиту по низкому давлению уровня масла в аккумуляторе, системы уплотнения "масло-газ", а также работу кранов обвязки нагнетателя. Убедиться, что при перепаде давления на кране № 1 больше 0,2-0,3 МПа краны № 1 и 2 нельзя открыть ключом управления.