旁路控制系統(tǒng)介紹

1、一. 汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)概述汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)是與汽輪機(jī)并聯(lián)的蒸汽減溫減壓系統(tǒng)。它由蒸汽旁路閥門、旁路閥門控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和旁路蒸汽管道組成。其作用是將鍋爐產(chǎn)生的蒸汽不經(jīng)過(guò)汽輪機(jī)而引到下一級(jí)壓力和溫度的蒸汽管道或冷凝器。蒸汽旁路系統(tǒng)有兩種：一種是將鍋爐產(chǎn)生的蒸汽直接引入冷凝器，這種旁路系統(tǒng)稱為大旁路。另一種是由高、低壓兩級(jí)旁路系統(tǒng)組成：旁路汽輪機(jī)的高壓缸而將蒸汽從鍋爐引入再熱器的稱為高壓旁路；旁路汽輪機(jī)的中、低壓缸而將蒸汽從再熱器出口引入冷凝器的稱為低壓旁路。二. 汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)功能Ø 改善機(jī)組啟動(dòng)性能，縮短啟動(dòng)時(shí)間在啟動(dòng)過(guò)程中，旁路控制系統(tǒng)控制旁路閥門打開(kāi)，使旁路系統(tǒng)作為鍋爐的負(fù)載以便鍋

2、爐以較大的燃燒率啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速升溫，升壓。Ø 減少汽輪機(jī)熱應(yīng)力。采用旁路控制系統(tǒng)可以使鍋爐汽溫與汽輪機(jī)金屬盡可能匹配。Ø 提高機(jī)組負(fù)荷適應(yīng)性正常運(yùn)行的機(jī)組快速降負(fù)荷時(shí)，汽輪機(jī)快速關(guān)小調(diào)節(jié)閥門。這樣，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量和汽輪機(jī)通流量之間就會(huì)不平衡。旁路控制系統(tǒng)控制旁路閥門排放多余的蒸汽，維持鍋爐側(cè)的汽水平衡。Ø 事故工況下，保護(hù)機(jī)組，回收工質(zhì)在發(fā)電機(jī)甩去全負(fù)荷或汽輪機(jī)故障停機(jī)時(shí)，旁路門迅速打開(kāi)，防止超溫超壓，同時(shí)避免了汽水損失，回收了工質(zhì)，提高了經(jīng)濟(jì)性。三. 運(yùn)行方式有三種運(yùn)行方式，即啟動(dòng)方式、滑壓方式和定壓方式。三種方式之間的關(guān)系如圖：1. 啟動(dòng)方式2. 定壓方式3

3、. 滑壓方式四. 工作原理旁路控制系統(tǒng)一般由五個(gè)控制回路組成，分別是高壓旁路壓力控制回路，高壓旁路溫度控制回路，高旁噴水隔離閥控制回路、低壓旁路壓力控制回路和低壓旁路溫度控制回路。下面分別介紹各個(gè)控制回路原理。1. 高旁壓力控制回路當(dāng)旁路系統(tǒng)處于啟動(dòng)方式時(shí)，由于主蒸汽壓力小于給定值發(fā)生器輸出的最小壓力定值，因此PID調(diào)節(jié)器的輸入為負(fù)值。這時(shí)，PID調(diào)節(jié)器輸出為最小閥位Ymin。當(dāng)主蒸汽壓力上升到給定值發(fā)生器輸出的最小壓力定值Pmin，并繼續(xù)增長(zhǎng)時(shí)，PID調(diào)節(jié)器輸出的閥位定值Ys在原來(lái)整定的最小開(kāi)度Ymin基礎(chǔ)上逐漸增大。Ys與高旁閥最大開(kāi)度Ymax比較，其差值送入給定值發(fā)生器，Ys <

4、Ymax，給定值發(fā)生器輸入值為負(fù)值，給定值發(fā)生器輸出為Pmin；Ys > Ymax，給定值發(fā)生器輸入為正值，給定值發(fā)生器輸出由Pmin開(kāi)始上升。因此隨著主蒸汽壓力的上升，主蒸汽壓力給定值也跟蹤上升。當(dāng)主蒸汽壓力上升到?jīng)_轉(zhuǎn)壓力時(shí)，邏輯回路使旁路系統(tǒng)轉(zhuǎn)為定壓方式運(yùn)行。主蒸汽壓力定值保持在切換瞬間的值，即沖轉(zhuǎn)壓力。隨著汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)后耗汽量的增加，高旁閥逐漸關(guān)閉，當(dāng)高旁閥完全關(guān)閉后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為滑壓運(yùn)行方式。主蒸汽壓力設(shè)定值主蒸汽壓力DP。旁路啟動(dòng)曲線2. 高旁溫度控制回路當(dāng)旁路系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，溫度控制回路通過(guò)噴水閥向高旁閥的蒸汽膨脹室噴水冷卻蒸汽，以保持高旁閥后溫度為設(shè)定值。高旁閥后實(shí)際溫度Tbpext

5、與溫度設(shè)定值比較，得到溫度控制的偏差，送入TBC溫度控制PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器的輸出即作為高旁噴水閥位給定值，送入閥位控制回路。BPE閥位控制回路控制高旁噴水閥BPE的開(kāi)度。3. 高旁噴水隔離閥控制回路高壓旁路噴水首先經(jīng)過(guò)高旁噴水隔離閥BD，BD閥的作用，一是當(dāng)旁路閥關(guān)閉后作為隔離閥；二是降低給水壓力。在BD閥全開(kāi)時(shí)，BD閥前后壓力降大約為0.6倍。BD閥是兩位控制，與高旁閥BP經(jīng)邏輯回路聯(lián)鎖。Ybp > 2時(shí)，BD閥全開(kāi)，Ybp £ 2時(shí)，BD閥全關(guān)，BD的開(kāi)啟和關(guān)閉在CRT上指示。當(dāng)BD閥不在全開(kāi)或全關(guān)位置時(shí)，BD閥開(kāi)、關(guān)指示燈將閃爍。4. 低壓旁路壓力控制回路低壓旁路

6、的壓力控制特性如下圖所示。在啟動(dòng)階段為啟動(dòng)方式。此時(shí)低旁閥開(kāi)度為最小值Ymin，壓力設(shè)定值為最小壓力定值Pmin。當(dāng)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)，低壓旁路控制回路維持此最小壓力不變。大約在30以上負(fù)荷時(shí)，再熱器出口壓力與負(fù)荷成正比。在此階段中，汽輪機(jī)中低壓部分運(yùn)行在滑壓方式。低壓旁路的壓力定值為再熱器出口壓力加上一個(gè)固定的偏差DP，以保證低旁閥LBP在關(guān)閉狀態(tài)。而再熱器出口的壓力給定值則由汽輪機(jī)高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)壓力乘上一個(gè)系數(shù)得到，此系數(shù)為：式中：Pimp0為額定調(diào)節(jié)級(jí)壓力Prhp0為額定再熱蒸汽壓力圖中最大壓力定值Pmax為低旁最大壓力定值，它應(yīng)小于再熱器安全門的動(dòng)作壓力，最小壓力定值 Pmin一般即整定為低旁

7、壓力最小控制值。曲線“A”為中壓缸膨脹曲線，表示中壓缸負(fù)荷隨調(diào)節(jié)級(jí)壓力的變化過(guò)程，曲線“B”為低旁壓力設(shè)定點(diǎn)變化過(guò)程，曲線“C”為DEH系統(tǒng)再熱壓力設(shè)定點(diǎn)變化過(guò)程。低旁壓力定值與再熱器出口壓力進(jìn)行比較后得到的差值送入PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行處理，PID調(diào)節(jié)器的輸出即為低旁閥的閥位給定值Ys。低旁閥的閥位回路工作原理與高旁閥相同。為了防止旁路運(yùn)行時(shí)凝汽器過(guò)載，必須限制低壓旁路的蒸汽流量。低旁閥后壓力Plbpe與代表最大蒸汽流量的壓力限制值Pmax比較，當(dāng)Plbpe > Pmax時(shí)，經(jīng)過(guò)低選，將此信號(hào)送入PID調(diào)節(jié)器，使低旁閥LBP向關(guān)閉方向動(dòng)作，限制通過(guò)低旁的蒸汽流量，并在CRT上顯示報(bào)警信息。5

8、. 低壓旁路溫度控制回路低壓旁路溫度控制回路是低壓旁路壓力控制回路的隨動(dòng)回路。由調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖中可以看出，通過(guò)對(duì)低壓旁路閥的開(kāi)度Ylbp，低旁入口壓力Plbp和低旁入口溫度Tlbp的計(jì)算后，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的通流面積，得到通過(guò)低旁閥的蒸汽流量，再經(jīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換成低旁噴水閥的閥位給定值，送入LBPE的閥位控制回路。6. 旁路控制回路之間的相互關(guān)系根據(jù)汽輪機(jī)蒸汽旁路系統(tǒng)的特點(diǎn)，在旁路控制系統(tǒng)的各回路和各個(gè)閥門之間，設(shè)計(jì)了相互聯(lián)系的控制關(guān)系。比如：高旁開(kāi)度大于2%自動(dòng)開(kāi)啟高旁噴水隔離閥；自動(dòng)置高旁噴水調(diào)節(jié)閥為自動(dòng)方式；當(dāng)高旁噴水隔離閥開(kāi)啟正常后，自動(dòng)置高旁噴水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度高限為100%；自動(dòng)置低旁壓力閥一個(gè)最小開(kāi)度等。低旁開(kāi)度大于2%自動(dòng)開(kāi)啟低旁噴水隔離閥；自動(dòng)置低旁噴水調(diào)節(jié)閥為自動(dòng)方式；當(dāng)?shù)团試娝綦x閥開(kāi)啟正常，自動(dòng)置低旁噴水閥開(kāi)度一個(gè)最小開(kāi)度等。五. 保護(hù)及聯(lián)鎖旁路控制系統(tǒng)除對(duì)旁路系統(tǒng)進(jìn)行正常調(diào)節(jié)外，還具有對(duì)主機(jī)及輔機(jī)的保護(hù)和連鎖動(dòng)作功能。這些功能根據(jù)不同的機(jī)組和不同的運(yùn)行工況，可能有所不同：1. 為了保護(hù)凝汽器，低旁系統(tǒng)設(shè)置了快關(guān)保護(hù)：n 凝汽器真空低（3選2）n 凝汽器溫度高n 凝汽器液位高n 低旁噴水壓力低n 低旁閥后溫度高當(dāng)出現(xiàn)上述信號(hào)時(shí)，旁路控制系統(tǒng)迅速關(guān)閉低壓旁路閥門，保護(hù)凝汽器。