工业汽轮机是高速回转机械，为了确保机组设备和运行人员的安全，除了要求调节系统十分可靠外，还设置了必要的保护装置。在运行中，当调节系统故障或设备发生事故时，保护装置能及时动作，迅速地切断汽轮机的进汽，紧急停机，以避免扩大事故或损坏设备。不同功率、不同型式的汽轮机所设置的保护装置也不完全相同。

从自动调节的角度来看，保护装置也是一种自动调节装置，它和调节系统一样，也是由感受、放大和执行三个部分所组成，所不同的只是调节的方式各异。调节系统是根据参数的给定值进行调节，使被调量始终维持在给定值附近；而保护装置只有当保护参数大于给定值时，才使执行机构动作，其调节只有两种形式，即全开或全关，故称双位调节。因此，上述保护装置往往是和信号设备、自动检查及自动调节系统联合在一起，组成完善的控制保护系统。

安全保护系统部件主要包括主汽阀、超速保护装置、轴向位移保护装置、机械振动保护装置、低油压保护装置、低真空保护装置和防火油门等。

01主汽阀

主汽阀是蒸汽管网的蒸汽通过截止阀进入汽轮机的首要通道，一般有手动和自动两种。手动主汽阀上设有手轮，可供手动开启或关闭用。这种主汽阀具有一定的调节作用，在汽轮机转速低于调速器控制转速时，可用主汽阀进行节流调速。当汽轮机转速达到调速器控制范围后，则由调速器控制调速汽阀的开度来调节进汽量。在控制油压失压时，可迅速关闭主汽阀断流。

自动主汽阀又称隔离阀或紧急切断阀，装于调速汽阀前，用于在事故情况下快速切断汽轮机的进汽。

02超速保护装置

汽轮机各转动的零部件在运转中将产生很大的离心力，使材料受到很大的应力作用，转速增加10%时，其应力增加21%；转速增加20%时，应力将增加44%，而设计制造时不能把强度余量留得很大。转速过高还会引起叶轮在轴上的松脱，造成静动部分之间的摩擦碰撞等损坏事故。因此，超速是禁止的，汽轮机都设有超速保护装置。当汽轮机的调节系统失灵，转速达到额定转速的%~%时，超速保护装置动作，自动关闭主汽阀和调节汽阀，紧急停机。

超速保护装置由危急保安器及液压危急遮断器（快速脱扣装置）组成。

03轴向位移保护装置

汽轮机转子与静子之间的轴向间隙很小，当转子轴向推力过大时，会使推力轴承乌金熔化，更甚者会因转子较大的轴向位移造成转子与静止部分碰撞，发生严重损坏事故。因此，在汽轮机上通常都装有轴向位移的测量、报警和保护装置。当机组的轴向位移达到一定数值后，它能发出灯光信号报警；若轴向位移进一步增加到规定的极限数值时，它便动作，迅速关闭自动主汽阀和调节汽阀，紧急停机。

轴向位移保护装置有机械式、液压式、电感式和涡流式。前两种测量精度较差，信号不便于远传，校验安装也不方便，在大型工业汽轮机中很少应用。目前，国内外工业汽轮机中广泛采用电感式和涡流式。

04机械振动保护装置

汽轮机是一种高速运转的机器，常与工作机械（如压缩机、泵、风机和发电机）串联在一起运行。运行中产生振动是不可避免的，轻微的振动是允许的，但超差振动的危害很严重。对设备而言，它能引起机组静动部件之间的摩擦、磨损、疲劳断裂和紧固件的松脱；能够直接或间接地造成设备事故；特别是引起自动控制安全保护和测量仪器仪表的失灵或误动作，造成停机。对职工的人身安全健康而言，能够引起操作人员显著的疲劳感觉，降低工作效率，降低预防、判断和处理事故的能力。因此，汽轮机组必须与工作机械在一起设置机械振动保护系统，监测机组的振动参数，绝不允许超过规定值。当振动超差时，必须经过声光信号报警，必要时联锁动作停机。

机械振动保护系统种类较多，有离线的，还有在线的；既有电磁式、电感式、电容式，还有差动变压器式。新型的测振保护系统还采用了微机处理技术，可以测取与转子振动有关的各种参数，并对测取的数据进行采集、存储、处理、作表、绘图、分析与诊断；还可以驱动具有一定逻辑关系的继电器，构成报警或停机联锁。对测取的参数进行深入分析，作成各种图形，如频谱图、轨迹图、波形图、极坐标图、波特图和趋势图等，根据这些图形可对转子运行状况进行图形分析、数值分析和合格区分析等，为振动的监测与故障诊断提供数据，为汽轮机组的运行维护、科学检修与文明管理等提供可靠的数据。

05低油压保护装置

汽轮机组的油系统中，油必须具有一定的油压，若油压过低，将导至润滑油膜破坏，造成轴瓦的磨损或熔化等严重事故。因此，在汽轮机的油系统中都装有低油压保护装置，它的作用是当润滑油压力降低时，按照油压降低的程度，自动地依次发出报警信号、启动辅助油泵、跳闸停机及停止盘车。

06低真空保护装置

汽轮机运行中，由于各种原因会造成真空降低，不仅会影响汽轮机的输出和降低经济性，而且真空降低过多还会造成排汽温度升高和轴向推力增加，影响汽轮机的安全。因此，较大功率的汽轮机，都装有低真空保护装置，当真空降低到一定数值时，发出报警信号，真空降至规定的极限值时，能自动停机。

07防火油门

大功率汽轮机的蒸汽参数和调节系统的油压都较高，由于油系统漏油而引起的火灾事故常有发生。为了在发生火灾被迫停机时，不使事故扩大，大功率汽轮机油系统中设置有防火油门，其作用是当油系统发生火灾紧急停机时，能自动地切断通往各油动机的压力油，同时将油动机的排油迅速排回油箱。

防火油门通常是由断油门和放油门组成的。