汽機旁路系統(tǒng)簡介

本文格式為Word版，下載可任意編輯——汽機旁路系統(tǒng)簡介概述

汽機旁路系統(tǒng)首先用于歐洲的直流爐中，幾乎所有的歐洲國家均使用了高低壓汽機旁路系統(tǒng)，包括汽包爐。高壓旁路把來自鍋爐過熱器的蒸汽排到再熱器，低壓旁路把來自再熱器的蒸汽排到凝汽器，歐洲國家的旁路尋常為100%的容量，中國的系統(tǒng)主要容量多項選擇用在40%MCR，并且具有安全保護功能。

為了滿足大型汽輪機組啟動運行和安全的需要，給機組配置旁路裝置和切實可行的控制系統(tǒng)是十分必要的，旁路系統(tǒng)主要有電動和液動兩大流派，氣動系統(tǒng)主要應(yīng)用于中小型機組。旁路系統(tǒng)裝置是火電機組重要的輔助設(shè)備，旁路系統(tǒng)設(shè)備的可靠性對電廠安全和經(jīng)濟運行影響較大，而系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計、安裝、調(diào)試對旁路的運行效果有很大的影響。

因此，選擇一套啟閉及調(diào)理特性好的閥門、操作靈活便于維護且可靠性高的執(zhí)行機構(gòu)、經(jīng)濟實用且組態(tài)靈活型的控制系統(tǒng)從投資性價比的角度來看已是廣大用戶的共識。1旁路系統(tǒng)設(shè)計概況1.功能設(shè)置

1.1.1旁路系統(tǒng)有啟動、溢流和安全三個主要功能（即三用閥功能），此外還有回收工質(zhì)、暖管、清洗、減少汽閥和葉片侵蝕等功能。

A啟動功能：其目的是為改善機組的啟動特性而設(shè)置的。可以提高鍋爐在啟動過程中的燃燒率；使蒸汽溫度與汽輪機缸溫得到最正確匹配；從而縮短機組啟動的時間，減少壽命損耗。B溢流功能：其目的實際為吸收機、爐之間的不平衡負荷而設(shè)置的?？梢耘判箼C組在負荷瞬變過度過程中的剩余蒸汽；調(diào)整穩(wěn)定爭氣壓力；維持鍋爐在不投油狀況下的最低穩(wěn)燃負荷。C安全功能：取代鍋爐安全閥的功能

1.1.2采用高、低兩極串聯(lián)的旁路系統(tǒng)設(shè)有啟動或溢流功能，可以分為如下兩類：A以啟動功能為旁路設(shè)置的主要功能，并附有穩(wěn)定蒸汽壓力，以及在事故工況下的保護功能?？蛇m應(yīng)機組冷、熱態(tài)等各種條件下的啟動要求；定壓、滑壓運行；負荷變化過程的壓力調(diào)理；保護過熱、減少安全閥動作、回收工質(zhì)等。

B以啟動功能為旁路設(shè)置的基本功能，并設(shè)有溢流功能。除能滿足第A類功能外，還可適應(yīng)：汽輪機甩負荷維持空負荷運行：汽輪機跳閘實現(xiàn)停機不停爐；電網(wǎng)故障機組帶廠用電運行等各種運行方案。

1.2旁路系統(tǒng)的控制與保護功能

旁路系統(tǒng)配有完善的調(diào)理、控制和保護功能，基本概況如下：1.2.1調(diào)理、控制功能

A壓力控制：控制主蒸汽和再熱蒸汽壓力，設(shè)有定閥位控制、定壓控制和跟蹤滑壓控制，適應(yīng)機組定壓、滑壓運行。低旁設(shè)有低壓力限值，以保證啟動階段再熱器的最小通流量，設(shè)有高壓力限值，以保證機組升負荷后低旁閥位全關(guān)。

B溫度控制：控制高、低壓旁路閥后溫度，保持再熱器冷段蒸汽溫度及不使凝汽器溫度過高；可實現(xiàn)不同蒸汽流量工況下的變參數(shù)調(diào)理。1.2.2保護功能

A旁路閥快開、快關(guān)功能：為了機組及設(shè)備的安全，快關(guān)優(yōu)先于快開；高旁閥開、低旁閥開；低旁閥關(guān)、高旁閥關(guān)。

B快開：在機組事故工況下，旁路快開，起超壓保護作用。

C快關(guān)：高旁出口溫度過高或低旁關(guān)閉均使高旁快關(guān)；凝汽器真空低、凝汽器溫度高、凝汽器水位高、低旁減溫水壓力低等均使低旁快關(guān)。2．旁路系統(tǒng)應(yīng)具有的功能：

旁路系統(tǒng)控制模式應(yīng)由機組及其熱力系統(tǒng)的啟動和運行方式?jīng)Q定，而啟動和運行方式的選擇主要從以下三個方面考慮：1）確保熱力設(shè)備啟動和運行安全；2）盡量延長機組的使用壽命；3）提高機組的綜合經(jīng)濟效益。

旁路控制系統(tǒng)是為使旁路裝置從上述三個方面出發(fā)，按某種程序和規(guī)律自動地啟、閉和調(diào)整，以滿足機組啟動升溫升壓、帶負荷和在異常狀況下對一些參數(shù)進行限制等一系列的需要而設(shè)置的。概括地說，旁路系統(tǒng)可以實現(xiàn)如下功能：

1）高、低壓旁路協(xié)同調(diào)整，進行從鍋爐點火到汽機沖轉(zhuǎn)前的啟動升溫柔升壓控制；2）據(jù)機組的熱狀態(tài)（冷態(tài)和熱態(tài)）自動地確定鍋爐升溫升壓速率和定值，使之與汽輪機汽缸金屬溫度較快地匹配，從而縮短機組啟動時間，減少汽輪機循環(huán)壽命的消耗，實現(xiàn)機組最正確啟動；

3）根據(jù)機組的啟動方式（高壓缸啟動和中壓缸啟動）自動調(diào)整主汽或再熱蒸汽壓力定值以滿足機組啟動升速的要求；

4）啟動或運行中回收蒸汽工質(zhì)，減少損失及噪音；

5）根據(jù)機組的運行方式（定壓或滑壓），自動給出壓力定值曲線，以滿足機組升、降負荷的需要；

6）旁路關(guān)閉后，為防止快的壓力飛升，對主汽壓力上升率進行限制；

7）根據(jù)DEH的升速控制方式（主汽門調(diào)速或高、中壓調(diào)門調(diào)速），自動確定是否切除旁路系統(tǒng)，機組并網(wǎng)后根據(jù)需要是否再投入旁路系統(tǒng)；8）防止鍋爐超壓的快升功能；

9）為保護凝汽器而設(shè)置的在低旁減溫水或循環(huán)水缺水以及凝汽器異常狀態(tài)時的低旁快開、禁開、限開功能；

10）防止因誤操作等原因，造成冷段再熱蒸汽帶水或低旁排汽溫度而設(shè)置的噴水閥聯(lián)動或閉鎖功能；

11）高、低旁路減溫調(diào)理功能；12）低旁蒸氣流量限制功能；13）三級噴水閥的啟閉聯(lián)鎖控制；

14）當電網(wǎng)和機組故障，機組跳閘甩負荷時，蒸氣旁路系統(tǒng)裝置應(yīng)快速動作，開啟泄壓，實現(xiàn)空轉(zhuǎn)或停機功能，使機組能隨時恢復正常運行；

15）手動控制。

這些功能的實現(xiàn)應(yīng)以系統(tǒng)可控為前提，其首要條件是旁路裝置本身啟閉靈活快捷，閥門流量特性滿足控制要求，系統(tǒng)出力適當，減溫減壓能力符合設(shè)計要求，管道布局合理，疏水暢通。另一個重要問題是旁路的運行方式與現(xiàn)機組運行方式必需相適應(yīng)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計切實的控制系統(tǒng)，確定合理的控制策略，選擇靈活可靠的控制裝置以實現(xiàn)前述控制功能中的全部或部分功能，并盡量發(fā)揮旁路控制系統(tǒng)的效能以提高電廠的自動化水平。3旁路的控制方式

一般旁路控制系統(tǒng)可分為以下幾個部分：1）旁壓力調(diào)理（即主蒸汽壓力調(diào)理）2）高旁減溫調(diào)理

3）高壓旁路的安全控制（即高旁保護）4）低壓旁路的安全控制（即低旁保護）

這些部分各自形成一個基本獨立的子系統(tǒng)，但整個旁路的各系統(tǒng)之間是相關(guān)的。因此各子系統(tǒng)的控制是有聯(lián)系的。各種機組和各種控制系統(tǒng)由于機組啟動、運行方式的不同，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)不盡一致，有時區(qū)別很大。但是，假使主機的啟動運行方式和保護要求方式一經(jīng)確定下來，其控制模式就確定了，現(xiàn)將上述各子系統(tǒng)的一般控制模式概述如下：（一）高旁壓力調(diào)理

該系統(tǒng)的對象屬小遲延低附系統(tǒng)，一般均采單級回路調(diào)理方式。系統(tǒng)由壓力調(diào)理器和給定值開成回路等構(gòu)成。壓力調(diào)理器常規(guī)PI調(diào)理器，連續(xù)（或斷續(xù)）調(diào)理方式，它將實測主氣壓力與給定值的偏差進行PI運算后產(chǎn)生高旁減壓閥的開度指令（或開、關(guān)的指令），再經(jīng)閥門調(diào)理單元，伺服放大器（或轉(zhuǎn)換器）等環(huán)節(jié)驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)改變高旁減壓閥的開度以維持主氣壓力為給定值。

一般設(shè)計該系統(tǒng)應(yīng)表達出以下特點：

1）氣壓力的給定值應(yīng)是隨機組啟動過程和負荷變化的。它可以是用程序給出的，但用的較多的是隨主氣壓力變化產(chǎn)生滑壓定值，一般考慮在鍋爐點火后，應(yīng)安排鍋爐過熱器排污、排空和疏水，因此需設(shè)定一個初始壓力定值（如0.2Mpa），以此為起點再按可控的速率隨主氣壓力變化而給出啟動定值曲線。產(chǎn)生滑壓定值的關(guān)鍵模塊是一個可變速率限制器，它的輸

入端是實測主氣壓力，其輸出將限制信號大小按不同的速率跟主氣壓力變化從而產(chǎn)生壓力定值，在鍋爐升壓（降壓）過程中該值總是滯后于降主氣壓力的（因受速率限制）所以高旁將被開啟，為了使壓力不斷上升，以及在鍋爐滅火及壓力下降時關(guān)閉旁路可以將主氣壓力疊加一個信號（如0.2Mpa），在帶負荷時，此值設(shè)置要大些（如0.6Mpa），以使旁路可靠關(guān)閉。

2）爐升壓后設(shè)置高旁的初始開度以利于帶鍋爐初負荷提高氣溫。此開度形成可以用規(guī)律切換給出閥門指令，也可利用壓力定值的形成滯后于主氣壓力，通過調(diào)理作用，使閥門開啟到設(shè)定的初始開度后（用規(guī)律判斷）經(jīng)速率限制模塊使壓力定值開始上升。

3）定壓或滑壓運行的壓力定值是隨機組的負荷，通過速率限制模塊產(chǎn)生的。其速率應(yīng)根據(jù)定壓或滑壓的方式控制。

4）較完善的系統(tǒng)，根據(jù)機組啟動參數(shù)要求，用過熱度的偏差來修正壓力定值。以保證啟動時的蒸汽參數(shù)。（二）低旁壓力調(diào)理：

低旁壓力調(diào)理作用是協(xié)同高旁動作調(diào)理機組的啟動和運行時的再熱蒸汽壓力，使其按機組高缸或中缸啟動以及定壓、滑壓運行等方式規(guī)定的曲線運行。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也是由PI壓力調(diào)理器和壓力定值形成回路等環(huán)節(jié)構(gòu)成。壓力定值的產(chǎn)生有手動和自動兩種方式。二者通過小選或模擬存儲模式切換。自動時壓力定值根據(jù)機組啟動方式由程序給出或通過計算得出。其限制因素為：

1）熱蒸汽壓力高或低旁蒸汽流量大；2）凝汽器真空低