大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)2024/3/11大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)§7-1概述2大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)一、問(wèn)題的提出1、汽輪發(fā)電機(jī)組采用中間再熱（1）中間再熱

在中間再熱式機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中，由鍋爐過(guò)熱器來(lái)的新蒸汽經(jīng)汽輪機(jī)高壓缸做功后，送到再熱器進(jìn)行再加熱，使其溫度達(dá)到或接近新蒸汽溫度而成為再熱蒸汽，再熱蒸汽送到汽輪機(jī)中壓缸繼續(xù)做功，這就是一次中間再熱。3大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

（2）采用中間再熱意義:

對(duì)在高壓缸做功后的蒸汽進(jìn)行再熱，不僅提高汽輪機(jī)終端的排汽干度，而且改善了汽輪機(jī)末級(jí)的工作條件；如果再熱蒸汽壓力選得合適，采取一次中間再熱后可提高機(jī)組熱效率達(dá)4%~5%。2、汽輪發(fā)電機(jī)組采用單元制

根據(jù)中間再熱式汽輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行要求，再熱蒸汽的壓力要隨機(jī)組的負(fù)荷變化而變化，即機(jī)組出力不同時(shí)，對(duì)再熱汽壓力的要求也不同。這樣機(jī)組若采用母管制，則各臺(tái)機(jī)組的出力不同對(duì)再熱蒸汽壓力要求不同，再熱汽分配就成問(wèn)題。因而中間再熱式機(jī)組不能采用母管制熱力系統(tǒng)，而只能采用單元制熱力系統(tǒng)，即一機(jī)對(duì)一爐的運(yùn)行方式。4大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)3、機(jī)、爐間的協(xié)調(diào)

(1)在單元制運(yùn)行方式下，鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)縱向成為一個(gè)獨(dú)立的整體，機(jī)、爐一一對(duì)應(yīng)而使鍋爐產(chǎn)生的蒸汽無(wú)法存儲(chǔ)，這就要求機(jī)組之間要相互配合協(xié)調(diào)動(dòng)作。(2)在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，這種協(xié)調(diào)關(guān)系由機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)來(lái)完成，即協(xié)調(diào)系統(tǒng)根據(jù)外界負(fù)荷的要求，協(xié)調(diào)機(jī)、爐的工作，使之既滿足外界負(fù)荷要求又保證機(jī)組安全運(yùn)行。(3)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)目前的功能范圍還不能做到全程控制，這樣在單元機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)，甚至發(fā)電機(jī)組急甩負(fù)荷的情況下，如何協(xié)調(diào)機(jī)、爐的動(dòng)作就是一個(gè)新問(wèn)題。5大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)4、解決鍋爐的過(guò)剩蒸汽

由于機(jī)、爐特性上的較大差異，使得機(jī)組在起動(dòng)和低負(fù)荷工況下，由于單元機(jī)組不再有儲(chǔ)備蒸汽的蒸汽母管，就必須解決鍋爐的過(guò)剩蒸汽，否則鍋爐對(duì)空排汽將損失大量的凝結(jié)水。5、解決再熱器保護(hù)

設(shè)置在鍋爐內(nèi)的再熱器，均需經(jīng)常流動(dòng)一定量的蒸汽以冷卻其管路，使再熱器管壁不超溫。依據(jù)再熱器選用的金屬材料及爐內(nèi)布置情況，通常要求冷卻再熱器的蒸汽流量約為設(shè)定值的14%左右，而汽輪機(jī)空載時(shí)的進(jìn)汽量?jī)H為額定值的5%

8%，特別是汽機(jī)甩負(fù)荷時(shí)瞬時(shí)流量為零，停機(jī)不停爐運(yùn)行時(shí)汽輪機(jī)完全不進(jìn)汽。由此可見，中間再熱器機(jī)組必須解決再熱器保護(hù)問(wèn)題。

6大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)二、汽輪發(fā)電機(jī)組采用中間再熱帶來(lái)的新問(wèn)題

1.中間再熱式單元機(jī)組的出現(xiàn)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：

①機(jī)組啟動(dòng)和低負(fù)荷下，如何處理鍋爐的過(guò)剩蒸汽；②中間再熱器的保護(hù)。

2.解決措施

實(shí)踐表明，在中間再熱器式單元機(jī)組中設(shè)置汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)可解決上述問(wèn)題，同時(shí)還給機(jī)組的運(yùn)行帶來(lái)了靈活性，提高了機(jī)組在電網(wǎng)中的適應(yīng)能力。

7大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)§7-2旁路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和容量8大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)一.定義

所謂汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)，就是汽輪機(jī)并聯(lián)上一個(gè)由蒸汽管路及減溫減壓裝置組成的蒸汽旁路系統(tǒng)。從而可使高參數(shù)不經(jīng)過(guò)汽輪機(jī)的通流部分，而由并聯(lián)的蒸汽減溫減壓裝置進(jìn)入低一級(jí)蒸汽參數(shù)的管路或凝汽器。二.汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式

在結(jié)構(gòu)上有一級(jí)大旁路系統(tǒng)、兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)和三級(jí)旁路系統(tǒng)等三種典型方式。三.旁路蒸汽容量

汽機(jī)旁路系統(tǒng)的容量，是指經(jīng)旁路系統(tǒng)的最大蒸汽量占鍋爐額定蒸發(fā)量的百分?jǐn)?shù)。一般來(lái)說(shuō)，旁路系統(tǒng)的容量越大，對(duì)加快機(jī)組的啟動(dòng)越有利，有30%、50%、100%等。9大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

上圖給出了一個(gè)停機(jī)10h后起動(dòng)時(shí)間與旁路容量關(guān)系的例子。由圖可以看出，當(dāng)旁路容量大于50%后增加旁路容量對(duì)加快機(jī)組的啟動(dòng)不如小于50%旁路容量那樣顯著，對(duì)于主要為改善機(jī)組起動(dòng)性能的旁路系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其容量一般在30%

50%左右。1、起動(dòng)時(shí)間與旁路容量關(guān)系10大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)2、旁路系統(tǒng)容量選擇的考慮因素（1）鍋爐穩(wěn)定燃燒的最低負(fù)荷

鍋爐穩(wěn)定燃燒的最低負(fù)荷與爐型、煤種有關(guān)，有時(shí)需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定，對(duì)于停機(jī)不停爐工況，其旁路系統(tǒng)的容量應(yīng)按最低負(fù)荷考慮。（2）保護(hù)再熱器所需的最小蒸汽量

滿足保護(hù)再熱器所需的最小蒸汽量為機(jī)組容量的30%-40%，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，保護(hù)再熱器所需的蒸汽量為額定蒸發(fā)量的10%-20%左右。

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（3）沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)所需的蒸汽量

對(duì)于承擔(dān)基本負(fù)荷的機(jī)組，其起動(dòng)工況多為冷態(tài)或溫態(tài)、起動(dòng)次數(shù)較少?；瑓?shù)起動(dòng)時(shí)所需沖轉(zhuǎn)壓力及其相應(yīng)的蒸汽量較低。一般30%的旁路容量就可以滿足。

總之，機(jī)組旁路系統(tǒng)的容量選擇應(yīng)保證鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷運(yùn)行的蒸汽量能從旁路通過(guò)，同時(shí)能滿足機(jī)組起動(dòng)或甩負(fù)荷工況下，為保護(hù)再熱器所需的冷卻蒸汽量通過(guò)。

12大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)四．三級(jí)旁路系統(tǒng)

三級(jí)旁路系統(tǒng)的組成示意圖如下圖，它由大旁路裝置，高壓旁路裝置及低壓旁路裝置組成。圖.三級(jí)旁路系統(tǒng)13大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

(1)大旁路裝置

位于蒸汽主管道和凝汽器之間，鍋爐來(lái)的新蒸汽經(jīng)過(guò)減溫減壓后直排凝汽器，這樣在機(jī)組發(fā)生事故甩負(fù)荷時(shí)，通過(guò)大旁路可維持鍋爐在最低穩(wěn)燃負(fù)荷下運(yùn)行。

(2)高壓旁路系統(tǒng)

位于主蒸汽管道和再熱器入口之間的減溫減壓裝置是汽輪機(jī)高壓缸的旁路。由鍋爐來(lái)的新蒸汽可不經(jīng)過(guò)高壓缸而由旁路減溫減壓后進(jìn)入再熱器；14大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

（3）低壓旁路

經(jīng)鍋爐再熱器加熱后的蒸汽可經(jīng)過(guò)位于再熱器和凝汽器之間的減溫減壓裝置進(jìn)入凝汽器，該旁路裝置與汽機(jī)中、低壓缸并聯(lián)而稱為低壓旁路。低壓旁路裝置和高壓旁路裝置以串聯(lián)方式，將鍋爐的新蒸汽不經(jīng)過(guò)汽機(jī)的高、中、低壓缸，而直接由主蒸汽管道引至再熱器再排入凝汽器，從而冷卻了再熱器。15大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

五．兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)

兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)的組成如下圖，它與上圖所示的三級(jí)旁路系統(tǒng)不同之處，就是沒有設(shè)置位于主蒸汽管道和凝汽器之間的大旁路裝置，而高壓旁路裝置和低壓旁路裝置以串聯(lián)方式組成汽輪機(jī)的旁路系統(tǒng)。圖.二級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)16大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

(1)高壓旁路系統(tǒng)

為保護(hù)鍋爐再熱器以及機(jī)組起動(dòng)間的暖管暖機(jī)而提供汽源；(2)低壓旁路系統(tǒng)

將再熱蒸汽引入凝汽器，可提供再熱汽系統(tǒng)暖管并回收工質(zhì)。旁路系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)方式不僅可以保護(hù)再熱器，而且基本上能滿足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)蒸汽參數(shù)與汽輪機(jī)金屬溫度匹配的要求，當(dāng)汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)可使汽輪機(jī)保持空負(fù)荷運(yùn)行或帶廠用電運(yùn)行。17大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

六．一級(jí)大旁路系統(tǒng)

下圖是一級(jí)大旁路系統(tǒng)的組成示意圖，它僅由位于鍋爐和凝汽器之間的減溫減壓裝置組成，由鍋爐來(lái)的新蒸汽經(jīng)旁路系統(tǒng)減溫減壓后直接排入凝汽器。圖.一級(jí)大旁路系統(tǒng)

主要作用：為鍋爐產(chǎn)生一定參數(shù)和流量的蒸汽以滿足機(jī)組起動(dòng)和事故處理的需要，并回收工質(zhì)。特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，但不能保護(hù)再熱器，故只能應(yīng)用在再熱器不需要保護(hù)的機(jī)組上。18大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)§7-3旁路系統(tǒng)的功能19大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)一、改善機(jī)組起動(dòng)性能

機(jī)組冷態(tài)或熱態(tài)起動(dòng)初期，當(dāng)鍋爐產(chǎn)生的蒸汽參數(shù)尚未達(dá)到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)條件時(shí)，這部分蒸汽由旁路系統(tǒng)通流到凝汽器，以回收工質(zhì)和熱能，適應(yīng)系統(tǒng)暖管和儲(chǔ)能的要求。特別是在熱態(tài)起動(dòng)時(shí)，鍋爐可用較大的燃燒率、較高的蒸發(fā)量運(yùn)行，加速提高汽溫使之與汽機(jī)的金屬溫度匹配。20大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)機(jī)組的啟動(dòng)過(guò)程曲線21大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

（1）點(diǎn)1表示開始停爐，此刻鍋爐出口主汽溫度為汽機(jī)入口溫度（金屬）。在停爐期間內(nèi)，鍋爐溫度要比具有良好保溫的汽機(jī)金屬溫度下降快得多。

（2）點(diǎn)2為鍋爐重新開始點(diǎn)火起動(dòng)，此刻向汽機(jī)送入低溫蒸汽是不容許的，因?yàn)闀?huì)給汽機(jī)造成過(guò)大的熱應(yīng)力。通過(guò)旁路系統(tǒng)將鍋爐產(chǎn)生的蒸汽排入凝汽器，從而容許鍋爐采取較大的燃燒率、提高汽溫的上升速度，直到滿足汽機(jī)沖轉(zhuǎn)條件（點(diǎn)3），縮短起動(dòng)時(shí)間。

（3）汽輪機(jī)在定速（點(diǎn)4）并網(wǎng)帶負(fù)荷過(guò)程中，旁路系統(tǒng)仍起著調(diào)節(jié)和保護(hù)作用，從而改善了機(jī)組的起動(dòng)性能。22大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)二、適應(yīng)機(jī)組的各種起動(dòng)方式

在機(jī)組起動(dòng)時(shí)，可通過(guò)控制高壓旁路閥和高旁噴水閥來(lái)控制新蒸汽壓力和中、低壓缸的進(jìn)汽壓力，以適應(yīng)機(jī)組定壓運(yùn)行或滑壓運(yùn)行的要求。單元機(jī)組滑參數(shù)運(yùn)行時(shí)，先以低參數(shù)蒸汽沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，隨著汽機(jī)暖機(jī)和帶負(fù)荷的需要，不斷提高鍋爐的主蒸汽壓力和主汽流量，使蒸汽參數(shù)與汽機(jī)的金屬狀態(tài)相適應(yīng)。三、保護(hù)再熱器

在鍋爐起動(dòng)或汽輪機(jī)甩負(fù)荷工況下，鍋爐新蒸汽經(jīng)旁路系統(tǒng)進(jìn)入再熱器，以確保再熱器不超溫23大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)四、汽輪機(jī)短時(shí)故障，可實(shí)現(xiàn)停機(jī)不停爐運(yùn)行

停機(jī)時(shí)，鍋爐產(chǎn)生的新蒸汽經(jīng)旁路系統(tǒng)減溫、減壓后進(jìn)入凝汽器，回收了工質(zhì)。五、電網(wǎng)故障時(shí)，通過(guò)旁路系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)移，機(jī)組可帶廠用電負(fù)荷運(yùn)行。六、當(dāng)主蒸汽壓力或再熱蒸汽壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，旁路閥迅速開啟進(jìn)行減壓泄流，從而對(duì)機(jī)組實(shí)現(xiàn)超壓保護(hù)。

總之，汽機(jī)旁路系統(tǒng)具有起動(dòng)、泄流和安全三項(xiàng)功能，從而較好地解決了機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中機(jī)、爐之間不協(xié)調(diào)問(wèn)題，改善了起動(dòng)性能。對(duì)于再熱器保護(hù)問(wèn)題，回收工質(zhì)問(wèn)題都可以解決。24大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)§7-4旁路控制系統(tǒng)組成及作用25大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

國(guó)內(nèi)大多數(shù)單元機(jī)組配置兩級(jí)串聯(lián)的旁路系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)應(yīng)包括以下的子系統(tǒng)。一、控制系統(tǒng)的組成

1．高壓旁路控制系統(tǒng)

（1）主蒸汽壓力及汽輪機(jī)甩負(fù)荷壓力保護(hù)回路；（2）主蒸汽壓力自動(dòng)給定和手動(dòng)給定控制回路；（3）高旁后蒸汽溫度控制回路。2．低壓旁路控制系統(tǒng)

（1）再熱蒸汽壓力及汽輪機(jī)甩負(fù)荷保護(hù)回路；（2）再熱器出口蒸汽壓力控制回路；（3）低旁后蒸汽溫度控制回路；（4）凝汽器保護(hù)回路。26大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)二、控制系統(tǒng)的作用1．高壓旁路控制系統(tǒng)的作用

（1）當(dāng)主蒸汽壓力超過(guò)限值，汽輪機(jī)甩負(fù)荷或緊急停機(jī)時(shí)，高壓旁路系統(tǒng)可迅速自動(dòng)開啟進(jìn)行泄流，維持機(jī)組的安全運(yùn)行。（2）在機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中，主蒸汽壓力給定值依據(jù)機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中各階段對(duì)其值的不同要求，自動(dòng)或由運(yùn)行人員依據(jù)運(yùn)行狀況手動(dòng)給出，控制系統(tǒng)按給定值自動(dòng)調(diào)整旁路閥開度，保證主蒸汽壓力隨給定值變化。（3）在高壓旁路開啟后，為保證高壓旁路出口蒸汽溫度滿足再熱器的運(yùn)行要求，控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整噴水閥開度，控制噴水量達(dá)到調(diào)整溫度之目的。27大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

2．低壓旁路控制系統(tǒng)的作用

（1）當(dāng)再熱蒸汽壓力超過(guò)限值，或汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)，控制系統(tǒng)可立即自動(dòng)開啟低壓旁路閥和噴水閥，以保證機(jī)組安全運(yùn)行。在手動(dòng)或自動(dòng)停機(jī)時(shí)，低旁閥也會(huì)自動(dòng)快速開啟。（2）在機(jī)組運(yùn)行期間，再熱蒸汽壓力是一與機(jī)組出力有關(guān)的參數(shù)。低壓旁路控制系統(tǒng)可依據(jù)機(jī)組的出力給出再熱蒸汽壓力定值，通過(guò)調(diào)整低壓旁路閥的開度來(lái)保證再熱蒸汽壓力在給定值，而滿足機(jī)組的運(yùn)行要求。28大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

（3）為保證凝汽器正常運(yùn)行，低旁后的蒸汽溫度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)變化，低壓旁路控制系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整噴水量來(lái)保證溫度在該范圍內(nèi)變化。（4）由于低壓旁路系統(tǒng)出口蒸汽直接排入凝汽器，鑒于凝汽器的安全運(yùn)行，應(yīng)不能對(duì)凝汽器的真空和水位造成影響。因此，當(dāng)出現(xiàn)凝汽器真空過(guò)低，水位過(guò)高，噴水閥出口水壓過(guò)低或噴水閥打不開等情況時(shí)，控制系統(tǒng)可迅速關(guān)閉低壓旁路閥，解列低壓旁路系統(tǒng)。29大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)§7-5旁路控制系統(tǒng)的控制特性30大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)一、定義

指系統(tǒng)中的閥門特性，是閥門特性的好壞以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作速度和可靠性。目前，旁路系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。二、液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是可靠性高、力矩大、動(dòng)作速度快;一般可在3~5s內(nèi)完成動(dòng)作，在技術(shù)、設(shè)備上都比較完善。但系統(tǒng)設(shè)備投資大，系統(tǒng)比較復(fù)雜；需要專用油泵，而增加了運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)工作量。液動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置布置在高溫蒸汽管道區(qū)，因而要設(shè)置防火裝置。31大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

三、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是設(shè)備投資小、工作可靠性高；檢修和維護(hù)工作量小、運(yùn)行費(fèi)用小。問(wèn)題是力矩較小、動(dòng)作慢，一般全開時(shí)間在45s左右，但目前德國(guó)西門子公司制造的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采取高速、低速兩個(gè)馬達(dá)或多級(jí)變速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，而使其執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成動(dòng)作時(shí)間縮短到5s。32大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)§7-6蘇爾壽旁路控制系統(tǒng)33大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

目前，國(guó)內(nèi)大型火電機(jī)組中配備的汽輪機(jī)旁路控制裝置幾乎都是引進(jìn)型。其中，較多的是從德國(guó)西門子公司引進(jìn)的；其次是瑞士蘇爾壽公司的產(chǎn)品；國(guó)內(nèi)旁路控制裝置有TELEPERM-C型的集成運(yùn)算放大器為核心的組件組裝式儀表，以及TELEPERM-M型的以微處理機(jī)為核心的微機(jī)分散控制系統(tǒng)。蘇爾壽公司的旁路控制裝置有AV-4型、AV-5型和AV-6型；AV-4型是以集成運(yùn)算放大器為核心的組件組裝式儀表，AV-5型則是一種過(guò)度型產(chǎn)品，AV-6型為微機(jī)分散控制系統(tǒng)。34大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

瑞士蘇爾壽(SULZFR)公司為電站提供閥門、液壓執(zhí)行結(jié)構(gòu)、供油裝置及控制裝置在內(nèi)的整套汽機(jī)旁路系統(tǒng)。采用電液伺服機(jī)構(gòu)的旁路閥門具有較大的提升力和快速的啟閉性能，因而能適應(yīng)大型機(jī)組高蒸汽參數(shù)的汽機(jī)旁路閥門快速動(dòng)作要求。某廠300MW機(jī)組上的旁路控制系統(tǒng)作一介紹，該控制裝置為以微機(jī)為核心的分散控制系統(tǒng)AV6。35大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)旁路閥

噴水調(diào)節(jié)閥

隔離閥減壓閥噴水調(diào)節(jié)閥

圖.機(jī)組的旁路系統(tǒng)一、旁路系統(tǒng)的組成

36大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

由高壓旁路和低壓旁路以串聯(lián)的方式組成的兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)，其中，高壓旁路由一條蒸汽管路及減溫減壓閥組成，而低壓旁路則由兩條容量相同的蒸汽管路及閥門組成。高壓旁路中，旁路閥BP可以減溫減壓，其最大通流量可達(dá)900t/h；BPE為噴水調(diào)節(jié)閥；BD為隔離閥，用于蒸汽減溫的減溫水來(lái)自鍋爐的給水，給水壓力很大，因此BD閥同時(shí)具有減壓作用。

在低壓旁路中，LBP為減壓閥，其最大通流量可達(dá)600t/h；LBPE為噴水調(diào)節(jié)閥；減溫水為凝結(jié)水。其中，高壓旁路閥除了減溫減壓外，還可代替安全閥，這是蘇爾壽公司的獨(dú)創(chuàng)。37大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

蘇爾壽旁路控制系統(tǒng)配備的全部是液壓執(zhí)行結(jié)構(gòu)，電液伺服控制閥控制閥門開閉的全行程時(shí)間，一般可在10～15s范圍內(nèi)；在高壓旁路閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)和低壓旁路閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)上裝有快行程裝置，在保護(hù)性快速動(dòng)作時(shí)，全行程時(shí)間達(dá)2～3s。二、高壓旁路控制系統(tǒng)

主要作用是在機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)整高壓旁路閥的開度來(lái)控制主汽壓力，以適應(yīng)機(jī)組起動(dòng)的各階段對(duì)主汽壓力的要求。它包括兩個(gè)控制回路：高壓旁路閥(BP)開度控制回路和噴水閥(BPE)開度控制回路。

38大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)圖.高壓旁路系統(tǒng)1．三種運(yùn)行方式

機(jī)組從鍋爐點(diǎn)火、升溫、升壓到機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行至滿負(fù)荷，旁路控制系統(tǒng)經(jīng)歷閥位方式、定壓方式、滑壓方式三個(gè)控制階段。

39大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)40大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

（1）閥位方式：在鍋爐點(diǎn)火、暖管階段，高壓旁路閥按規(guī)定的“閥位控制”方式運(yùn)行。分為三部分：最小開度控制、開度漸升控制、最大開度控制。

①最小開度控制。在旁路系統(tǒng)投入的初期，主蒸汽壓力PT小于系統(tǒng)設(shè)定的最小壓力定值Pmin，高壓旁路閥BP不會(huì)自動(dòng)開啟，而是通過(guò)預(yù)置的最小開度Ymin強(qiáng)制開啟高旁閥BP到Y(jié)mim。值。最小開度的設(shè)定可根據(jù)機(jī)組的情況設(shè)定。隨著鍋爐升溫升壓，主汽壓力PT上升，而旁路閥BP保持在此開度上。鍋爐產(chǎn)出的蒸汽經(jīng)高壓旁路系統(tǒng)到再熱器，再到低壓旁路系統(tǒng)，從而加熱管路系統(tǒng)，并使主汽壓力逐漸升高。41大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

②開度漸升控制。隨鍋爐燃燒的加強(qiáng)，主蒸汽壓力PT上升到最小值Pmin時(shí)，高壓旁路控制系統(tǒng)根據(jù)壓力偏差開啟高旁閥BP，增大高旁的進(jìn)汽量，并維持主蒸汽壓力PT在最小值Pmin。

③最大開度控制。當(dāng)高旁閥的開度達(dá)到最大值Ymax時(shí)，高旁閥BP保持在該值，主蒸汽壓力設(shè)定值Pset按不超過(guò)預(yù)定的壓力梯度逐漸增大，從而提高主蒸汽壓力；同時(shí)主蒸汽壓力PT的上升率也就受到設(shè)定速率限值。隨著主蒸汽壓力的不斷增加，壓力定值也跟蹤升高，主蒸汽壓力和壓力定值始終保持跟蹤上升的關(guān)系。最大開度Ymax在操作臺(tái)上預(yù)置。

42大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

（2）定壓方式：當(dāng)鍋爐主汽壓力達(dá)汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力時(shí)，旁路系統(tǒng)進(jìn)入“定壓運(yùn)行”方式。此時(shí)，壓力設(shè)定值保持不變，以保證汽機(jī)起動(dòng)時(shí)的主蒸汽壓力，實(shí)現(xiàn)定壓起動(dòng)。

①20kg／cm2壓力定值階段。在定壓運(yùn)行初期，主蒸汽壓力PT和定值都維持在20kg／cm2的汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力值。當(dāng)滿足沖轉(zhuǎn)條件所需的主蒸汽壓力和主蒸汽溫度時(shí)，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)，耗汽量增加，高旁閥BP朝關(guān)閉方向動(dòng)作，以維持PT在20kg／cm2。在此條件下，汽機(jī)轉(zhuǎn)速由600r／min逐漸上升到1700r／min，并在1700r／min的轉(zhuǎn)速下暖機(jī)。

43大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

②35kg／cm2壓力定值階段。當(dāng)汽機(jī)暖機(jī)結(jié)束時(shí)，壓力定值Pset手動(dòng)增加到35～40kg／cm2，汽機(jī)升速到3000r／min，并帶上5％的初負(fù)荷。此間，高旁閥BP起調(diào)節(jié)主蒸汽壓力的作用，當(dāng)主蒸汽壓力PT大于Pset時(shí)BP閥開大，反之BP閥關(guān)小。在“定壓運(yùn)行”階段，高旁閥BP是逐漸關(guān)小的。

③42kg／cm2壓力定值階段。隨著鍋爐燃燒率的增加，繼續(xù)增大壓力定值為42kg／cm2，主蒸汽壓力達(dá)到42kg／cm2，壓力定值按=5kg／cm2／min的速率逐漸增加到80kg／cm2。當(dāng)PT達(dá)到80kg／cm2時(shí)，高旁閥BP應(yīng)進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，系統(tǒng)進(jìn)入“滑壓運(yùn)行”階段。

44大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

（3）滑壓方式：機(jī)組負(fù)荷到達(dá)30％時(shí)，旁路閥關(guān)閉，旁路系統(tǒng)的起動(dòng)控制功能自動(dòng)轉(zhuǎn)為正常運(yùn)行中的“升壓保護(hù)”功能。進(jìn)入滑壓運(yùn)行方式后，主蒸汽壓力設(shè)定值自動(dòng)跟蹤主蒸汽壓力實(shí)際值PT，并且只要新蒸汽壓力的變化率小于所設(shè)定的升壓率，則壓力定值總是稍大于壓力實(shí)際值，從而保證高旁閥BP保持在關(guān)閉狀態(tài)。在運(yùn)行中，如果鍋爐出口壓力有擾動(dòng)，且壓力變化率大于設(shè)定的變化率，則高旁閥BP便立即開啟。擾動(dòng)消失后，壓力設(shè)定值大于實(shí)際值，高旁閥再度進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。BP閥一開啟，滑壓方式便轉(zhuǎn)為定壓方式，壓力定值便等于轉(zhuǎn)換方式瞬間的壓力波動(dòng)值加上壓力閥限值。45大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

起動(dòng)過(guò)程中，旁路系統(tǒng)各種運(yùn)行方式的實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵是壓力給定值的形成、切換和跟蹤。壓力給定回路應(yīng)能根據(jù)主蒸汽壓力的變化給出不同值，使高壓旁路閥自動(dòng)的開大或關(guān)小。在機(jī)組起動(dòng)階段壓力定值的變化較頻繁，機(jī)組定壓運(yùn)行階段壓力定值為常數(shù)，滑壓階段壓力定值跟蹤主蒸汽壓力而變化。2．主汽壓力控制

在汽輪機(jī)未沖轉(zhuǎn)之前，主汽壓力PT的大小取決于鍋爐的燃燒率大小和蒸汽管的通流阻力。因此調(diào)節(jié)高壓旁路閥BP的開度，即可調(diào)整主汽壓力。46大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

高壓旁路閥的開度跟隨目標(biāo)開度y變化，目標(biāo)開度y是控制器SCO對(duì)入口偏差信號(hào)△PT的運(yùn)算后的輸出信號(hào)。當(dāng)PT>PS時(shí)，△PT為正，控制器輸出的目標(biāo)開度y增加，BP閥開大；若PT<PS時(shí)，則△PS為負(fù)，目標(biāo)開度y減小，BP閥關(guān)小。高壓旁路閥BP開度的變化，調(diào)整主汽壓力PT趨于設(shè)定值PS。

(1)限值模塊RIB。在主汽壓力設(shè)定值回路中，模塊RIB為變化率限值功能組件，其組成原理方框圖如下圖所示。如圖可知，RIB的輸入信號(hào)x與其輸出信號(hào)y的差值e在限幅器限值以內(nèi)時(shí)，這是一個(gè)積分加負(fù)反饋的閉合回路，實(shí)際為一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，即輸出信號(hào)y跟隨輸入信號(hào)x變化。47大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)圖.RIB原理方框圖

如果輸入信號(hào)x的變化(設(shè)增加)造成x-y=e>a，這表明輸入信號(hào)的變化率較大，則限幅器的輸出為a，積分器按固定的速率變化，即

RIB的輸出信號(hào)的變化速度與限幅值a和積分器時(shí)間常數(shù)T有關(guān)，調(diào)整其中一個(gè)參數(shù)即可設(shè)定速率限制組件的限值。

48大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

(2)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程分析

1）閥位階段。鍋爐點(diǎn)火后，運(yùn)行人員在旁路系統(tǒng)操作站上按下“鍋爐起動(dòng)”按鈕，并將高壓旁路閥控制投入“自動(dòng)”工況。在高旁系統(tǒng)圖中，切換開關(guān)動(dòng)作，控制回路如下圖所示。

圖.閥位控制階段系統(tǒng)組成49大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

由于RIB開始設(shè)置了最小壓力值Pmin(為正)，在鍋爐點(diǎn)火之后，因主汽壓力PT由零開始增加，所以△PT為負(fù)，PI控制器輸出應(yīng)為零，即高壓旁路閥的目標(biāo)開度應(yīng)為零。但為了疏水和加速鍋爐的升溫升壓過(guò)程需要給調(diào)節(jié)器加一個(gè)最小開度Ymin，即Y=Ymin，這樣鍋爐點(diǎn)火，控制系統(tǒng)投入后，就開啟高壓旁路閥使之開度達(dá)到Y(jié)min值。鍋爐起動(dòng)后一段時(shí)間內(nèi)，主汽壓力PT上升，在PT≤Pmin之前，△PT≤0，所以PI調(diào)節(jié)器輸出一直保持在Ymin，即BP開度一直保持在最小開度上。一旦PT上升且高于最低壓力Pmin，則△P>0，調(diào)節(jié)器輸出Y從Ymin基礎(chǔ)上增加，高壓旁路閥在最小開度上開始開大。此后，盡管鍋爐燃燒率不斷增加，但由于BP閥也在迅速開大，從而迫使主汽壓力PT維持在Pmin附近。50大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

在高壓旁路閥開度Y尚未達(dá)到設(shè)定的最大開度Ymax之前，△Y為負(fù)，P調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)P0為負(fù)，RIB輸出不會(huì)增加只保持在Pmin值。只有在Y達(dá)到并超過(guò)Ymax時(shí)，△Y為正，P0為正，RIB輸出PS才會(huì)在Pmin基礎(chǔ)上上升。在這樣的條件下，可得下述關(guān)系：51大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)上式中：Kp——PI調(diào)節(jié)器的比例增益；Ti——PI調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間；K——閥位調(diào)節(jié)器的比例增益；T——閥位調(diào)節(jié)器的慣性時(shí)間常數(shù)。由積分作用可知，有52大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

實(shí)際投運(yùn)中，一旦主汽壓力接近沖轉(zhuǎn)壓力時(shí)，燃燒率的增加明顯減小，同時(shí)由上式知在K值較大時(shí)

上式表明：在高壓旁路閥開度Y達(dá)到設(shè)定的最大開度Ymax后基本上保持不變。

53大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

從控制圖可以看出，如果Y繼續(xù)增加，使△Y為正，而P調(diào)節(jié)器K值很大，則P0增加較快，從而壓力定值PS增加較快，而造成PS>PT，△PT為負(fù)，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算又使Y下降。Y下降，BP閥關(guān)小，又造成PT上升，在PT≥PS時(shí)，Y不再下降而又會(huì)回升，……實(shí)際運(yùn)行結(jié)果是Y保持在附近，PT在Pmin基礎(chǔ)上上升，直到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力。在閥位控制階段，主汽壓力設(shè)定值和實(shí)際值，高壓旁路閥BP的開度等變化曲線和上述分析是一致的。54大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

2)定壓階段。當(dāng)主汽壓力上升到汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力時(shí)，汽機(jī)隨時(shí)可以沖轉(zhuǎn)。汽機(jī)一旦沖轉(zhuǎn)，系統(tǒng)圖中開關(guān)KF復(fù)歸，壓力速率限制器輸入信號(hào)由SP設(shè)定。壓力定值設(shè)定器為具有模擬存儲(chǔ)功能的操作器，在閥位階段其輸出始終跟蹤RIB入口信號(hào)變化，一旦轉(zhuǎn)入定壓力方式運(yùn)行時(shí)將不發(fā)生擾動(dòng)。由于汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，汽機(jī)進(jìn)汽量不斷增加，對(duì)主汽壓力PT而言，由于通流阻力的下降，引起PT下降，從而有PT<PS，PT為負(fù)，調(diào)節(jié)器輸出BP閥目標(biāo)開度Y開始減小，BP閥朝關(guān)閉方向動(dòng)作。由于此階段鍋爐燃燒率并未減小，所以BP閥關(guān)小又促進(jìn)PT回升。在沖轉(zhuǎn)，升速至機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷之前，主汽流量?jī)H僅是原先完全由高壓旁路系統(tǒng)流通，改變?yōu)橐徊糠钟善麢C(jī)高壓缸通流，即主汽流量逐漸轉(zhuǎn)移到汽機(jī)而已。55大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

在提高鍋爐燃燒率的條件下，可提高主汽壓力的設(shè)定值SP，使PS增加，PS>PT時(shí)，高壓旁路閥繼續(xù)關(guān)小，主汽壓力PT上升。機(jī)組并網(wǎng)帶初負(fù)荷(15MW)，主汽壓力PT提升到35kgf／cm2。再次提高壓力定值，機(jī)組升負(fù)荷，達(dá)40~50MW，PT=42kg／cm2段；再提高壓力定值，達(dá)到PT=80kg／cm2，負(fù)荷約80～100MW段，這時(shí)高壓旁路閥完全關(guān)閉，即原先通過(guò)高壓旁路的蒸汽流量完全轉(zhuǎn)移到汽輪機(jī)。以上就是機(jī)組起動(dòng)的定壓方式階段，主汽壓力并不是不變，而是逐漸小幅度的提升，以加速機(jī)組的起動(dòng)過(guò)程。56大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

從鍋爐點(diǎn)火，到機(jī)組帶約30％負(fù)荷這一起動(dòng)過(guò)程可以看出高壓旁路系統(tǒng)的作用：即利用旁路系統(tǒng)來(lái)平衡機(jī)、爐之間的能量供求不平衡矛盾。在汽機(jī)起動(dòng)之前，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽由旁路通流，而不需對(duì)空排汽，避免損失大量工質(zhì)。一旦汽機(jī)起動(dòng)，旁路控制系統(tǒng)自動(dòng)將蒸汽轉(zhuǎn)移到汽機(jī)去做功。這就是高壓旁路的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。3)滑壓階段。在高壓旁路閥關(guān)閉后，系統(tǒng)圖中切換開關(guān)KE動(dòng)作，主汽壓力設(shè)定值PS為57大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

故使定值高于實(shí)際值△P；由于在閥位階段時(shí)已解除最小開度控制，所以保證調(diào)節(jié)器輸出值在0位。除非在機(jī)組升壓、升負(fù)荷過(guò)程中，主汽壓力PT瞬時(shí)變化較快，而造成PT>PS時(shí)，高壓旁路閥才快速開啟，進(jìn)行泄流減壓。

4)正常運(yùn)行時(shí)的保護(hù)功能。當(dāng)機(jī)組處于正常運(yùn)行時(shí)，如果主汽壓力PS過(guò)高，而越過(guò)規(guī)定的限值時(shí)，邏輯回路動(dòng)作，作用到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快開裝置，執(zhí)行機(jī)構(gòu)快速動(dòng)作開啟高壓旁路閥，進(jìn)行泄流減壓，待壓力恢復(fù)時(shí)，自行關(guān)閉，起著安全閥作用。58大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

在起動(dòng)過(guò)程中，若高壓旁路閥開啟，而低壓旁路閥在延時(shí)一段時(shí)間后仍不打開，或高壓旁路閥后蒸汽溫度過(guò)高，或減溫水壓力低時(shí)，控制系統(tǒng)給出快關(guān)指令，強(qiáng)制性關(guān)閉高壓旁路閥。

3．高旁后蒸汽溫度控制在機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中，高壓旁路閥流通的蒸汽將直接引入再熱器，根據(jù)再熱器的運(yùn)行要求，其入口溫度要保持在一定范圍，一般入口冷端溫度保持在330℃左右。在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，主汽溫高達(dá)540℃，此時(shí)高旁動(dòng)作，不減溫的蒸汽是不能進(jìn)入再熱器的。59大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

高旁后的蒸汽溫度的控制是通過(guò)改變噴水閥BPE的開度，調(diào)節(jié)噴水量來(lái)實(shí)現(xiàn)。高旁控制系統(tǒng)是一個(gè)單回路定值控制系統(tǒng)。實(shí)際上，由于溫度控制對(duì)象的慣性較大，純單參數(shù)反饋控制效果是比較差的，在高旁系統(tǒng)圖中，壓力控制器和溫度控制器均稱為“SCO”它不同于一般的PI調(diào)節(jié)器，應(yīng)用了現(xiàn)代控制理論。在實(shí)際應(yīng)用中，該系統(tǒng)將引入旁路蒸汽流量來(lái)修正控制強(qiáng)度。考慮到在不同負(fù)荷下，相同的溫度偏差應(yīng)具有不同的噴水強(qiáng)度。系統(tǒng)中將用主汽壓力與高旁閥開度經(jīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換得到的通流面積相乘而計(jì)算出通流蒸汽量，該蒸汽量信號(hào)作為乘法系數(shù)修正噴水量控制信號(hào)，從而改變噴水強(qiáng)度。60大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)在起動(dòng)過(guò)程中，如果高壓旁路閥快速關(guān)閉，則噴水閥BPE也快速關(guān)閉。減溫水隔離閥BD的控制采用兩位控制，由邏輯回路控制其狀態(tài)。在高壓旁路閥關(guān)閉時(shí)，減溫水隔離閥同時(shí)快速聯(lián)鎖關(guān)閉，起隔離噴水的作用；當(dāng)高壓旁路閥全開時(shí)，BD閥也同時(shí)聯(lián)鎖開啟(100％開度)，起著降低減溫水調(diào)節(jié)閥給水壓力的固定節(jié)流作用(BD后壓力為BD前壓力的0.6倍)，以保證減溫水調(diào)節(jié)閥BPE的最佳壓力條件，從而改善調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)特性。61大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)三、低壓旁路控制系統(tǒng)圖.低壓旁路控制系統(tǒng)62大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

對(duì)于高壓旁路和低壓旁路以串聯(lián)方式構(gòu)成的旁路系統(tǒng)，在機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中，高、低旁路必須協(xié)調(diào)動(dòng)作，才能完成旁路系統(tǒng)的功能。在汽機(jī)未沖轉(zhuǎn)之前，鍋爐產(chǎn)生的新蒸汽經(jīng)高壓旁路進(jìn)入再熱器，再熱器送出的蒸汽將由低壓旁路通流至凝汽器。

鑒于蘇爾壽公司的低壓旁路均設(shè)計(jì)成雙管路熱力系統(tǒng)，因而有兩個(gè)容量相同的低壓旁路調(diào)節(jié)閥和兩個(gè)相應(yīng)的低壓旁路噴水閥。低旁閥LBP1、LBP2只具有減壓功能，因此還需設(shè)置兩個(gè)減溫器。63大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

兩條低壓旁路管路處于并聯(lián)工作狀態(tài)，因此低壓旁路閥開度指令來(lái)自同一個(gè)控制器輸出，兩個(gè)噴水閥開度指令也來(lái)自同一個(gè)控制器輸出。

1．再熱器壓力控制回路再熱蒸汽壓力隨機(jī)組負(fù)荷變化而變化，這是再熱式壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所必須遵循的。再熱蒸汽壓力是通過(guò)調(diào)整低壓旁路閥LBP1、LBP2的開度來(lái)實(shí)現(xiàn)。64大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

低壓旁路閥的開度指令由壓力控制器SCO產(chǎn)生，目標(biāo)開度Y的增加或減小取決于控制輸入信號(hào)△PH。這是一個(gè)定值變化的單回路控制系統(tǒng)，再熱蒸汽壓力PRH的給定值PS是由信號(hào)P1進(jìn)行處理后獲得。P1為汽機(jī)第一級(jí)壓力，它與機(jī)組的負(fù)荷成正比，代表機(jī)組的負(fù)荷。在鍋爐點(diǎn)火后，升溫、升壓，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)之前，汽機(jī)第一級(jí)壓力P1=0，而設(shè)定值PS=Pmin。

65大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

這樣，在再熱蒸汽壓力PRH≤Pmin之前，△PH≤0，控制器輸出Y=0，低壓旁路閥LBP1、LBP2保持在關(guān)閉狀態(tài)。由高壓旁路工作過(guò)程可知，在主汽壓力PT≤Pmin(主汽壓力最小值)之前，高旁閥僅保持在一個(gè)較小開度上，即流過(guò)的蒸汽量很小，因此低壓旁路閥不必開啟。只有在高壓旁路閥迅速開大，大量蒸汽進(jìn)入再熱器，使PRH迅速升高，達(dá)到PRH>Pmin(低旁閥開啟的最低壓力)時(shí)為正，控制器輸出的目標(biāo)開度Y迅速增大，低旁閥迅速開啟。高壓旁路閥、低壓旁路閥迅速開啟并達(dá)到最大開度升壓速度大大加快。66大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

當(dāng)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)后，升速并逐漸帶負(fù)荷，汽機(jī)第一級(jí)壓力P1開始上升，當(dāng)P1>Pmin值時(shí)，再熱蒸汽壓力設(shè)定值PS=P1+△P0這樣導(dǎo)致PS>PRH、△PH<0，控制器輸出Y開始減小，低壓旁路閥朝關(guān)閉方向動(dòng)作，再熱蒸汽壓力PRH不斷上升，隨著PS的增加，最后完全關(guān)閉低壓旁路閥。隨著機(jī)組負(fù)荷的增加，P1不斷上升，PS最后被保持在最大值Pmax，Pmax整定得略低于再熱器安全門動(dòng)作值；這樣，當(dāng)再熱蒸汽壓力PRH超過(guò)PS=Pmax時(shí)，低壓旁路閥開啟，進(jìn)行泄流減壓，而不造成安全門動(dòng)作，只有在低旁開啟后仍不能阻止再熱蒸汽壓力的上升時(shí)，安全門才動(dòng)作。67大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

2、低旁后蒸汽溫度的控制

低旁后蒸汽溫度的控制采用的是噴水閥開度跟蹤低壓旁路開度的隨動(dòng)系統(tǒng)，由于減壓閥和噴水閥特性存在差異，此外蒸汽量和噴水量之間關(guān)系的非線性(從維持溫度角度)，因此在上圖中，噴水閥開度指令是旁路閥開度、再熱蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度的函數(shù)，由模塊C來(lái)計(jì)算產(chǎn)生噴水閥的目標(biāo)開度。這是一種前饋控制方式，因此旁路閥后蒸汽溫度一般只控制在凝汽器運(yùn)行要求的范圍內(nèi)，精確度取決于計(jì)算模塊的特性。68大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)四、凝汽器保護(hù)

由于低壓旁路來(lái)的蒸汽直接進(jìn)入凝汽器，因此對(duì)凝汽器的安全運(yùn)行影響很大。通常出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，應(yīng)快速解列低壓旁路系統(tǒng)，即

(1)凝汽器真空低；(2)凝汽器溫度高；(3)主燃料跳閘。69大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)§7-7旁路控制系統(tǒng)實(shí)例分析70大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

一、汽機(jī)高壓旁路控制1.下列情況下高壓旁路強(qiáng)制關(guān)閉：機(jī)組負(fù)荷大于設(shè)定值、給水泵全停、高旁出口溫度高、高旁減溫水壓力低、汽機(jī)低壓旁路全關(guān)。當(dāng)高旁減溫水自動(dòng)未投，高旁出口溫度測(cè)點(diǎn)故障，高壓旁路控制強(qiáng)制手動(dòng)操作。2.當(dāng)汽機(jī)高壓旁路開度小于1%，高壓旁路減溫水調(diào)節(jié)門強(qiáng)制跟蹤至0%。當(dāng)高壓旁路出口溫度測(cè)點(diǎn)故障，高壓旁路減溫水調(diào)節(jié)門強(qiáng)制手動(dòng)操作。3.在汽機(jī)高壓旁路開度大于1%，根據(jù)高壓旁路出口溫度設(shè)定值與高壓旁路出口溫度實(shí)際值的偏差調(diào)節(jié)輸出加上汽機(jī)高壓旁路開度前饋控制高壓旁路減溫水調(diào)節(jié)門開度。71大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

4.當(dāng)汽機(jī)高壓旁路開度大于2%，聯(lián)開高壓旁路減溫水截止閥；當(dāng)汽機(jī)高壓旁路調(diào)節(jié)門開度小于1%,延時(shí)10秒聯(lián)關(guān)高壓旁路減溫水截止閥。5.高壓旁路控制控制方式分為啟動(dòng)方式、啟動(dòng)滑壓方式和定壓方式。6.鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)主汽壓力小于最低壓力設(shè)定值（1.5MPa），在高旁自動(dòng)投入時(shí)，自動(dòng)開啟至最小開度5%。72大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)

7.鍋爐啟動(dòng)升壓時(shí)，主汽壓力大于最低壓力設(shè)定值（1.5MPa），不大于汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力設(shè)定值（8.4MPa），高壓旁路轉(zhuǎn)為定壓方式，控制主汽壓力在1.5MPa，一直到高壓旁路控制輸出大于最大開度（60%）時(shí)，高壓旁路轉(zhuǎn)為滑壓方式，高壓旁路將汽水分離器入口溫升控制在2℃/min。高旁開度不低于其設(shè)定的最大開度（60%）。8.當(dāng)鍋爐主汽壓力大于汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力設(shè)定值（8.4MPa），高壓旁路轉(zhuǎn)為定壓方式，控制主汽壓力不變。9.當(dāng)汽機(jī)沖車和發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，隨著汽機(jī)帶負(fù)荷，高壓旁路維持主汽壓力（8.4MPa）不變，逐漸關(guān)閉至零。人為將汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力設(shè)定值提高至9MPa。防止汽機(jī)在定壓運(yùn)行方式下和高旁同時(shí)控制主汽壓力。

73大學(xué)600MW機(jī)組集控運(yùn)行培訓(xùn)班熱控第七章汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)10.鍋爐熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)主汽壓力大于1.5MPa，設(shè)定汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力低于主汽壓力0.1MPa（為滿足高旁定壓投入條件），高旁自動(dòng)投入后，控制設(shè)定汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力不變。隨著鍋爐燃料量增加，重新設(shè)定汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力至8.4MPa，高壓旁路將汽水分離器入口溫升控制在2℃/min，使鍋爐主汽壓力升高到?jīng)_轉(zhuǎn)壓力8.4MPa。11.當(dāng)汽機(jī)停機(jī)時(shí)，負(fù)荷低于設(shè)定值，設(shè)定汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力至8.4MPa，將高壓旁路控制投入自動(dòng)。隨著汽機(jī)