Описание работы станции по технологическим процессам
Механическая аппаратура, обеспечивающая пуск дизеля
Разворот и пуск дизеля производится только сжатым воздухом от собственных пусковых баллонов (рис. 6.6.28) системы сжатого воздуха. Причем этот сжатый воздух используется не только для собственно раскрутки коленвалов дизеля (так называемый "пусковой воздух"), но и для инициации срабатывания различных устройств автоматики и блокировок (так называемый "управляющий воздух").
Воздушные баллоны пусковой системы (10 штук с V=400 литров и Р=45 кгс/см2) объединены в 2 группы по 5 баллонов каждый, которые отделены между собой обратными клапанами, чтобы выход из строя группы баллонов не приводил к снижению готовности ДГ к пуску. Запас сжатого воздуха в каждой группе обеспечивает 3-4 последовательных пуска ДГ без дозарядки. Для местного контроля за давлением воздуха в каждой группе баллонов установлены манометры.
Для надежного питания исполнительных устройств, участвующих в технологических операциях пуска, остановки и проворачивания коленвалов дизеля, при прокрутке, установлен один баллон управляющего сжатого воздуха (V=400 литров и Р=45 кгс/ см2). От пусковых баллонов он отделен обратными клапанами, которые предотвращают падение давления в управляющей системе при значительном расходе воздуха из пусковых баллонов.
Заполнение управляющего и пусковых баллонов производится от ресивера сжатого воздуха системы UT через арматуру UT10(20,30)S13 (находится в здании РО) (рис. 6.6.27) от компрессорной станции пневмоприводов. При снижении давления воздуха в пусковых баллонах до 40 кгс/см2 электропневмоклапан, по импульсу от электроконтактных манометров, открывает доступ, через редукционные клапаны, к пусковым баллонам. При повышении давления воздуха в пусковых баллонах до 45 кгс/ см2 разрывается цепь питания электропневмоклапана, который закрывается и пополнение воздухом баллонов прекращается.
Электроконтактные манометры, установленные на трубопроводах от ресивера сжатого воздуха UT10(20,30)В01 к блоку клапанов и от блока клапанов к пусковым баллонам, дают команду на открытие электропневмоклапана пополнения пусковых баллонов. Они включают предупредительную сигнализацию об аварийном снижении давления пускового воздуха в магистрали, выдают информацию о давлении воздуха в магистрали до блока клапанов.
Основные механизмы и блокировки, участвующие в процессах пуска и управления дизелем
Блокировка пуска по давлению масла
Поскольку дизель пускается с выведенной из работы аварийной защитой по давлению масла ниже 3,0 кгс/см2,то в ДГ реализована блокировка пуска дизеля по минимальному давлению масла. Клапан блокировки обеспечивает поступление воздуха на пуск (разворот) дизеля только в том случае, если давление масла на смазку ДГ достигает заданной величины 0,9-1,2 кгс/см2. Таким образом, предотвращается повреждение подшипников ДГ при пуске.
Блокировка пуска по валоповоротному устройству
6.6.39. Валоповоротное устройство
Клапан блокировки не допускает поступление воздуха на пуск дизеля в случае, если включено валоповоротное устройство (рис. 6.6.39) (валоповоротное устройство используется только при ремонте ДГ).
Ускоритель пуска
Способствует быстрому повышению давления в масляной системе регулятора скорости, благодаря чему его сервомотор быстро переставляет рейки топливных насосов ТНВД в направлении подачи топлива в момент пуска (что очень важно для быстрого пуска ДГ). Для повышения давления в масляной системе регулирования в момент пуска используется сжатый воздух.
Автомат пуска
Предназначен для прекращения подачи управляющего воздуха к главным пусковым клапанам (и другим элементам ДГ) после достижения коленвалами дизеля частоты вращения 350-370 об/мин, достаточной для надежной работы на топливе.
6.6.40. Главный пусковой клапан
Главный пусковой клапан
На ДГ их устанавливается 2 - по одному на каждый ряд цилиндров. Управляющий воздух на их открытие поступает от автомата пуска через клапан блокировки вало- поворотного устройства. Открывшись под действием этого воздуха, главный клапан пропускает пусковой воздух к пусковым клапанам рабочих цилиндров (рис. 6.6.40).
Распределитель пускового воздуха
Два распределителя обслуживают два ряда цилиндров. Служат для обеспечения определенного порядка поступления пускового воздуха от пусковых баллонов в цилиндры дизеля.
6.6.41. Регулятор скорости
Регулятор скорости
На ДГ устанавливается механический регулятор скорости центробежного типа с гидравлическим сервомотором и обратной связью (рис. 6.6.41). Его задача - поддержание постоянной скорости дизеля 900 об/мин во всем диапазоне нагрузок для обеспечения частоты тока, вырабатываемого генератором, 50 гц. Регулятор снабжен пневмоупором пуска, пневматическим стоп-устройством и электродвигателем для дистанционной подрегулировки частоты вращения ДГ (рис. 6.6.42). Обороты вращения дизеля контролируются центробежным измерителем скорости, который через сервопривод, систему рычагов, тяг и реек воздействует на топливные насосы дизеля.
Сервомотор ограничения подачи топлива ("пневмоупор")
Предназначен для уменьшения заброса частоты вращения коленчатых валов дизеля при пуске. Под действием воздуха, поступающего из пусковой системы дизеля, при его запуске, он ограничивает поворот поперечного вала ТНВД в сторону увеличения подачи топлива, ограничивая тем самым заброс вращения коленвалов ДГ при пуске.
Рабочее и аварийное стоп-устройство
Как уже было сказано, дизель снабжен механическим регулятором скорости центробежного типа с гидравлическим сервомотором. В состав регулятора также входит пневматическое стоп-устройство (рис. 6.6.43), предназначенное для автоматической дистанционной остановки ДГ путем вывода реек ТНВД регулятором скорости в положение "Стоп".
6.6.42. Электродвигатель изменения частоты вращения вала
При экстренной остановке ДГ, из-за выхода контролируемых параметров за предельные значения, происходит воздействие не только на рабочее, но и на аварийное стоп-устройство. Для ознакомления с конструкцией аварийного стоп-устройства рассмотрим устройство предельного выключателя (рис. 6.6.44).
Предельный выключатель обеспечивает выключение топливных насосов при превышении коленчатыми валами дизеля допустимой частоты вращения 1030-1060 об/мин. Шестерня датчика предельного выключателя скорости приводится во вращение от шестерни распредвала дизеля.
6.6.43. Рабочее и аварийное стоп-устройство
6.6.44. Предельный выключатель
При превышении допустимого значения частоты вращения коленчатых валов дизеля, под действием центробежной силы боек 15 датчика преодолеет натяжение пружины и воздействует на длинный конец рычага 13. Рычаг повернется, потянет фиксатор 11, который освободит поршень 12. Пружина переместит поршень 12 со штоком, который связан стягами реек топливных насосов, влево, что приведет к прекращению подачи топлива.
На фиксатор можно подействовать вручную, нажав на кнопку К. При этом, коромысло 7 освободит поршень 12 от фиксации и произойдет выключение топливных насосов.
Дополнительно к указанному, в корпусе 1 расположено аварийное стоп-устройство, обеспечивающее другой способ остановки дизеля. При подаче сжатого воздуха в полость М, поршень 8, действуя на коромысло 7, произведет такое же действие на исполнительный механизм, как и при нажатии на кнопку К. Воздух в полость М подается от электропневматического клапана, являющегося элементом системы защиты дизеля.
Автоматический пуск станции
Автоматический пуск станции может осуществляется: кнопкой со шкафа управления дизелем (ШУД); ключом с БЩУ; ключом с РЩУ;
по сигналу из схемы ступенчатого пуска, при обесточении секции надежного питания 6,3 кВ.
Пуск станции возможен, если:
предельный выключатель взведен; валоповоротное устройство выключено;
выключатель ДГ отключен;
заземляющий разъединитель шин генераторного напряжения отключен. Кроме того, при обесточении важно иметь исправную аккумуляторную батарею.
При подаче команды на пуск:
на шкафу ШУД гаснет световое табло: "РЕЗЕРВ" и загорается световое табло: "ПУСК";
блокируются цепи контроля температуры воздуха в камере всасывания и в машинном помещении и цепи управления и контроля АСП (на время работы станции), цепи контроля давления воздуха в пусковых баллонах и нормальной остановки станции (на время пуска);
включаются реле контроля времени пуска станции (26с) и реле времени предпусковой прокачки дизеля маслом (4с);
включается счетчик числа пусков;
включаются ЭПК ограничителя разгона (пневмоупора) и ЭПК прокачки; включается реле контроля рабочего состояние дизеля, которое предназначено для блокировки всех ручных операций со шкафов ШУД и ШУМ при дистанционном пуске дизеля с момента подачи команды на пуск до отключения выключателя генератора;
блокируются цепи прокрутки дизеля;
блокируется сигнализация об исчезновении выпрямленного напряжения;
подключаются цепи автоматического управления масляными и топливными подкачивающими насосами;
блокируется подключение защиты по понижению давления масла.
Автоматическим запуском называется запуск резервной дизель-генераторной станции АСД-5600 из режима "Дежурство" по сигналу обесточивания при исчезновении напряжения питания внешней сети.
При обесточивании секции надежного питания СБ 6,3 кВ происходит формирование сигнала "обесточивание". Данный сигнал формируется от защиты минимального напряжения и происходит при снижении напряжения на секции надежного питания 6,3 кВ до 25 % номинального значения и ниже.
При этом пусковые органы обоих комплектов защиты минимального напряжения с выдержкой времени не более 1,5 с действуют на отключение обоих секционных выключателей. Одновременно поступает команда в комплектное устройство КУАС-5600 на запуск дизель-генератора. Последующее подключение дизель-генератора к секции надежного питания производится с контролем отключенного положения хотя бы одного из секционных выключателей. Причем в комплектном устройстве КУАС- 5600 команда на запуск ДГ преобладает над командой на его нормальную остановку.
Управляющий воздух, из баллона через ЭПК прокачки, поступает на открытие запорных клапанов агрегата прокачки маслом. Подведенный ранее пусковой воздух, из баллонов через редукционные клапаны и открытые запорные клапаны, поступает в агрегат прокачки маслом. Происходит прокачка дизеля маслом. Одновременно управляющий воздух, через клапан с дросселем и баллончик-ресивер, подается на ограничитель разгона и изменяет настройку задания частоты вращения в регуляторе скорости дизеля (на 800 об/мин) (рис. 6.6.41).
После выдержки времени (4с) включается ЭПК пуска, при этом управляющий воздух подается к ускорителю пуска регулятора скорости и в сервомотор ограничения подачи топлива, а через автомат пуска к механизмам блокировки пуска по давлению масла. Рейки подачи топлива выдвигаются до упора сервомотора ограничения подачи топлива при пуске (соответствующего подаче топлива на режиме 90% от номинальной).
При достижении давления в масляной системе дизеля до величины 0,9-1,2 кгс/см2, разрешающей пуск, срабатывает механизмы блокировки пуска по давлению масла и пропускают управляющий воздух к главным пусковым клапанам.
Пусковой воздух через открытые ГПК поступает к распределителям пускового воздуха и к пусковым клапанам рабочих цилиндров. Дизель раскручивается пусковым воздухом. После разворота коленчатых валов дизеля до 60-80 об/мин топливные насосы высокого давления ТНВД (имеющие привод от распредвалов ДГ) начинают подачу топлива в цилиндры.
Возникает самовоспламенение топлива в цилиндрах ДГ из-за достаточного сжатия смеси. Коленчатые валы раскручиваются до 200-300 об/мин, возникает расход выхлопных газов. Далее усиливается турбонаддув цилиндров и дизель разворачивается дальше. При достижении коленвалами дизеля частоты вращения 350-370 об/мин, достаточной для надежной работы на топливе, электромагнитные воздушные клапаны автомата пуска обесточиваются по блокировке и подача сжатого воздуха прекращается. Дизель продолжает набирать частоту вращения, генератор начинает возбуждаться.
По сигналу первой позиции реле скорости (500 об/мин):
отключается ЭПК прокачки;
включается счетчик моточасов;
подготавливаются цепи аварийной остановки дизеля; подготавливаются цепи нормальной остановки дизеля; подготавливаются цепи защиты дизеля по понижению давления масла.
По сигналу второй позиции реле скорости (750 об/мин):
включается реле выдержки времени на подключение сигнализации о понижении давления масла ниже 4 кгс/см2;
включается защита по понижению давления масла;
отключается ЭПК ограничителя разгона (пневмоупора). При этом задание частоты вращения в регуляторе скорости изменяется на номинальное (900 об/мин);
отключается ЭПК пуска. При этом прекращается подача управляющего воздуха на сервомотор ограничения подачи топлива и повторитель пуска; включается реле времени, которое через 1 с. выдает сигнал на включение выключателя генератора и реле контроля времени включения выключателя генератора.
Если напряжение генератора к моменту не ниже 95% от номинального, происходит включение выключателя генератора, при этом:
отключается реле контроля времени пуска и времени включения выключателя генератора;
снимаются с блокировки цепи контроля давления воздуха в баллонах и готовности к нормальной остановке;
на шкафу ШУД гаснет световое табло: "ПУСК" и загорается световое табло: "РАБОТА";
подключаются цепи остановки и прокрутки.
Дизель-генератор готов к приему нагрузки. Начинается ступенчатое включение механизмов СБ.
Если же после набора дизелем 750 об/мин оставшиеся два условия (напряжение на клеммах генератора более 0,9511ном и секция системы безопасности отключена от секции нормальной эксплуатации) выполнены не будут, то выключатель ДГ не включится на секцию СБ, и дизель-генератор пойдет на нормальный останов.
Нормальная остановка станции
Нормальная автоматическая остановка станции осуществляется:
кнопкой со шкафа ШУД;
ключом с БЩУ;
ключом с РЩУ.
Остановка станции с ШУД невозможна если пуск произведен дистанционно (с БЩУ, с РЩУ, по обесточению). В этом случае по месту возможна остановка ДГ только от аварийной кнопки.
При импульсе на остановку:
на шкафу ШУД загорается световое табло: "СТОП";
выдается сигнал на отключение выключателя генератора, включается контроль длительности отключения выключателя генератора (5с), который после отключения выключателя генератора выключается;
на шкафу ШУД гаснет световое табло: "РАБОТА";
в блоке возбуждения и регулирования включаются цепи гашения поля возбудителя генератора. Поле гасится, и напряжение генератора падает до остаточного;
отключается реле контроля рабочего состояния дизеля; подготавливаются к работе цепи пуска;
включается выдержка времени (300 с) "расхолаживания" дизеля, в течение которой дизель-генератор продолжает работать на частоте вращения холостого хода.
По окончании времени "расхолаживания": включается ЭПК остановки, при этом воздух одновременно подается на РСУ регулятора скорости и сервомотор блокировки подачи топлива, при срабатывании которых рейки топливного насоса высокого давления (ТНВД) перемещаются в положение нулевой подачи и дизель-генератор начинает останавливаться;
включается контроль длительности остановки дизель-генератора (52с); при снижении частоты вращения дизель генератора до уставки второй позиции реле скорости (750 об/мин) отключается защита по падению давления масла;
отключается сигнализация по падению давления масла;
при снижении давления масла ниже 3 кгс/см2 срабатывают блокировочные клапаны, которые перекрывают доступ воздуха на терморегуляторы и регулирующие клапаны, которые прекращают подачу воды в систему охлаждения внешнего контура.
При снижении частоты вращения дизель-генератора до уставки первой позиции реле скорости (500 об/мин):
отключается счетчик моточасов;
включается реле выдержки времени (30с) полной остановки дизель-генератора.
После остановки ДГ и срабатывания реле выдержки времени полной остановки: отключается ЭПК остановки, освобождая рейки ТНВД;
разбираются цепи остановки, на шкафу ШУД гаснет световое табло: "СТОП"; включается электронасос системы охлаждения внутреннего контура для прокачки дизеля водой и реле времени работы насоса, которое через 720с выключит насос;
включается реле времени выдержки (300 с) перед первой прокруткой ДГ и загорается световое табло: "ПРОКРУТКА" на шкафу ШУД.
ДГ находится в остановленном состоянии.
По истечении выдержки времени срабатывания реле первой прокрутки ДГ, по сигналу которого:
включатся контроль длительности прокрутки (4с);
включается ЭПК остановки, при этом рейки ТНВД блокируются в положении нулевой подачи;
включается ЭПК прокрутки, при этом воздух от ЭПК остановки поступает через ЭПК прокрутки к главным пусковым клапанам.
Пусковой воздух через открытые главные пусковые клапаны поступает к распределителям пускового воздуха и к пусковым клапанам рабочих цилиндров. Коленчатые валы дизеля начинают прокручиваться пусковым воздухом.
После двух оборотов коленчатых валов по сигналу счетного устройства числа обо-
отключается ЭПК прокрутки и подача управляющего и пускового воздуха на дизель прекращается, коленвалы дизеля начинают останавливаться; выключается контроль длительности прокрутки;
включается реле времени (30 с) задержки отключения ЭПК остановки, которое после остановки дизеля, с выдержкой времени, отключает ЭПК остановки, освобождая рейки ТНВД;
включается реле времени (300с) задержки перед второй прокруткой ДГ.
ДГ находится в остановленном состоянии. По истечении времени задержки срабатывает реле выдержки времени второй прокрутки, по сигналу которого повторяются операции, аналогичные первой прокрутке.
После срабатывания счетного устройства числа оборотов на шкафу ШУД гаснет световое табло: "ПРОКРУТКА" и разбирается схема управления прокруткой ДГ.
После срабатывания реле времени (30 с) задержки отключения ЭПК остановки на шкафу ШУД загорается световое табло: "РЕЗЕРВ".
При нормальной остановке и прокрутке сигнал: "ПУСК" превалирует над протекающими операциями.
Экстренная остановка стации
Экстренная остановка ДГ, при выходе контролируемых параметров за предельные значения, с воздействием на аварийное и рабочее стоп-устройство происходит при: превышении частоты вращения вала ДГ предельного значения (срабатывает третья позиция реле скорости);
понижении давления масла ниже 3 кгс/см2;
незавершенном пуске (если с момента принятия сигнала на пуск прошло заданное время и сработало реле контроля пуска, а выключатель генератора не включился);
незавершенной остановке (если после расхолаживания ДГ прошло заданное время, а цепи остановки не разобрались, частота вращения не снизилась ниже уставки первой позиции реле скорости);
срабатывании электрических защит генератора;
появлении сигнала о пожаре;
повышении температуры масла выше +85°С;
повышении температуры воды выше +85°С;
при нажатии кнопки "ЭКСТРЕННЫЙ СТОП" на ШУД или ШУМ.
Примечание.
- При нахождении ДГ в режиме "ДЕЖУРСТВО" защиты по несостоявшемуся пуску и по повышению температуры масла исключены.
- Экстренную остановку от кнопок "ЭКСТРЕННЫЙ СТОП" невозможно выполнить, если пуск произведен дистанционно (с БЩУ, с РЩУ, по обесточению секции надежного питания 6 кВ).
При импульсе на экстренную остановку:
отключается выключатель генератора;
блокируются цепи управления прокруткой и пуском станции, а также цепи управления АСП;
выдается сигнал на БЩУ: "НЕГОТОВНОСТЬ К ПУСКУ";
гаснет световое табло: "РАБОТА", загораются световые табло: "НЕИСПРАВНОСТЬ" и "СТОП" на шкафу ШУД, "НЕИСПРАВНОСТЬ" на шкафу ШУГ; включается световой сигнал, расшифровывающий вид неисправности на шкафу ШУД или ШУГ;
кратковременно (на 5с) включается звуковой сигнал в шкафу ШУГ; включается ЭПК остановки (воздух поступает на рабочее стоп-устройство регулятора скорости и сервомотор блокировки подачи топлива);
включается ЭПК экстренной остановки (воздух поступает на аварийное стоп- устройство), при этом рейки ТНВД перемещаются в положение нулевой подачи и ДГ останавливается.
При снижении частоты вращения ДГ до уставки первой позиции реле скорости (500 об/мин):
отключается ЭПК экстренной остановки, прекращая подачу воздуха на аварийное стоп-устройство (АСУ)
отключается счетчик моточасов;
включается реле выдержки времени (30с) полной остановки ДГ.
После остановки ДГ и срабатывания реле выдержки времени полной остановки:
выключается контроль длительности остановки;
отключается ЭПК остановки, прекращая подачу воздуха на сервомотор блокировки подачи топлива;
разбираются цепи остановки, а на шкафу ШУД гаснет световое табло: "СТОП".
Причина экстренной остановки расшифровывается по световому сигналу на шкафах ШУД или ШУГ.
После взведения исполнительного механизма АСУ и разблокировки цепи экстренной остановки гаснут световые табло: "НЕИСПРАВНОСТЬ" на шкафах ШУД или ШУГ, светодиоды расшифровки неисправности, загорается световое табло: "РЕЗЕРВ" на шкафу ШУД, отключается сигнал: "НЕГОТОВНОСТЬ РДЭС" на БЩУ.
Помимо аварийной сигнализации о "НЕГОТОВНОСТИ ДИЗЕЛЯ" схемой предусмотрена предупредительная сигнализация о "НЕИСПРАВНОСТИ ДИЗЕЛЯ " при:
повышении температуры масла выше 80°С;
понижении давления масла ниже 4 кгс/см2;
повышении температуры воды на выходе из дизеля выше 80°С; неисправности трубок ТНВД;
неисправности прокрутки;
отсутствии выпрямленного напряжения и отсутствия подзаряда; снижении сопротивления изоляции цепей -25 В;
снижении температуры воздуха в камере всасывания ниже допустимой; исчезновении напряжения цепей управления -25 В;
исчезновении напряжения цепей управления -25 В собственных нужд; отсутствии напряжения цепей -25 В пуска дизеля.
Съем светового сигнала, и разблокировки защит производится кнопкой "РАЗБЛОКИРОВКИ ЗАЩИТ". Кнопка "ОПРОБОВАНИЯ СИГНАЛИЗАЦИИ" предназначена для периодического опробования световой сигнализации.
Управление электродвигателем изменения частоты вращения вала ДГ (рис. 6.6.42), при ручной точной синхронизации, осуществляется ключом управления со шкафа управления генератором ШУГ.
