300MW机组旁路控制系统的研究

300MW机组旁路控制系统的研究

Researches on Bypass C ontrol System for300MW G enerating Sets

郑　伟

(辽宁电力科学研究院,辽宁　沈阳　110006)

摘要:介绍了旁路系统的作用和类型,重点分析了300MW机组中具有100%流通能力带三用阀功能高压旁路系统和具有100%流通能力低压旁路系统的调节保护原理及其控制策略。

关键词:旁路;控制系统;调节;保护

[中图分类号]T M323　[文献标识码]B　[文章编号]1004-7913(2003)06-0021-04

大容量中间再热机组热力系统都采用单元制布置,机炉一一对应,锅炉产生的蒸汽无法贮存。机组正常运行过程中,机炉之间的出力必须始终保持平衡,通常由机炉协调控制系统完成这项任务,即依据外界负荷要求,使机炉的出力协调一致。为了便于机组启停、事故处理和适应特殊运行方式,绝大多数再热机组都设置了旁路系统。

1　系统概况

元宝山发电厂1号300MW机组锅炉为低倍率复合循环锅炉,额定参数为:蒸汽量921t/h、主蒸汽压为1815MPa、主蒸汽温度545℃、再热蒸汽温度545℃。

制粉系统采用6台风扇磨煤机布置在锅炉四周,送粉方式为直吹式。汽机由法国CE M 公司提供,其旁路系统布置如图1所示。该旁路系统包括2个高压旁路阀门、2个高旁喷水减温调节门、1个高旁喷水压力调节门、2个低旁截止门、2个低旁调节门和1个低旁喷水减温调节门,具有锅炉100%额定负荷的压力调节和安全保护功能。高压旁路控制采用日立公司HI ACS-5000M系统,低压旁路控制采用A LST OM公司P320系统。

2　旁路系统作用

旁路系统使锅炉所产生的蒸汽部分或全部地绕过汽轮机通过减温减压直接排入凝汽器或大气。这种设计不但改善了机组的安全性,而且增强了机组运行的稳定性、灵活性和经济性。其主要作用如下。

a.机组启停或甩负荷时,保证一定的蒸汽量通过再热器,避免再热器超温;

b.汽机冲转前提供蒸汽通道,保证维持主蒸汽和再热蒸汽参数达到冲转要求;

图1　带三用阀门的旁路系统示意图

c.保证锅炉最低稳燃负荷的容量,使锅炉能够单独运行;

d.蒸汽压力超标时,起到安全门的作用;

e.回收工质和热量,提高机组热效率。

3　旁路系统类型

旁路系统按布置形式主要分为以下几种。

a.一级大旁路系统

锅炉出口主蒸汽经过一级大旁路减温减压后直接排入到凝汽器。其主要作用在于为锅炉产生汽机启动所需的蒸汽提供通道,并将产生的蒸汽回收。这种旁路系统设备简单,但作用单一,无法起到保护再热器等作用。

b.两级旁路串联系统

锅炉出口主蒸汽通过一级旁路减温减压后进入再热器,再经过二级旁路减温减压排入凝汽器。两级旁路系统中的一级旁路可以保护再热器,二级旁

路将再热汽引入凝汽器进行工质回收。这种旁路系统解决了一级大旁路系统无法保护再热器的缺点。

c.两级旁路并联系统

一级旁路将主蒸汽减温减压后送入再热器,事故状态下可维持锅炉低负荷运行并冷却再热器。另一级旁路为大旁路,将主蒸汽减温减压后直接排入凝汽器,用来排除锅炉多余蒸汽保持锅炉稳定运行。

d.三级旁路系统

三级旁路是在两级旁路并联系统中增加了再热器到凝汽器的旁路。新增的这条旁路可用来对再热系统暖管,提升再热蒸汽参数并回收工质,汽机甩负荷时可用来排除再热系统的积存蒸汽。机组启动或事故情况下,通过大旁路直接将锅炉产生的蒸汽排入凝汽器。这样的旁路系统比较灵活,但系统比较复杂、准备较多、投资大。

e.带三用阀门的旁路系统

三用阀是将旁路系统中的调节、截止和溢流排放结合在一起的整体式阀门。

带三用阀门的旁路系统的布置与两级旁路串联系统相同,却具有启动、溢流和安全的3种功能。三用阀动作迅速能够满足机组启动过程中调整蒸汽压力参数的要求以及作为事故安全门的要求。配置这种旁路系统的机组可以变压带中间负荷运行,可以在电网故障时带厂用电运行,可以在汽机故障跳闸时不停炉运行。系统中的低压旁路部分设计了安全门,以防凝汽器故障或蒸汽量过大时凝汽器受损。这种旁路在欧洲应用广泛,是典型的欧洲式旁路系统。

旁路系统根据容量大小又可分为以下几种:为了满足冷态、热态和温态启动要求,使蒸汽参数与汽缸温度匹配,避免过大的热应力,一般要求旁路系统具有30%～50%容量;为了满足锅炉最低稳定负荷要求,保证水循环不被破坏和再热器的冷却,一般要求旁路系统具有30%容量;为了满足甩负荷时安全门不动作的需要,旁路系统应具有100%的流通能力而且动作速度在1～5s之间;如果甩负荷瞬间允许安全门动作,则旁路系统的容量可取30%～50%。

系统比较而言,具有100%流通能力带三用阀门的旁路系统功能最强、作用最大,控制系统也最复杂。本文介绍的元宝山电厂1号机组旁路控制系统就属于这一种。

4　高压旁路压力调节系统

高压旁路的主要作用之一是在机组启停期间参与主蒸汽压力的调节。主蒸汽压力的运行曲线是一条“定-滑-定”的运行曲线,如图2所示。

图2　主蒸汽压力“定-滑-定”运行曲线和高旁

开度运行曲线

主蒸汽压力全程自动调节是靠高旁压力调节器、燃料调节器和汽机阀位调节器之间相互协调完成的。在汽机负荷达到55%左右以前,燃料调节器和汽机阀位调节器都处于手动状态,此时主蒸汽压力通过调节高旁开度控制;当负荷超过55%后,高旁将关闭,这时压力调节任务由燃料调节器和汽机阀位调节器协调实现。

高旁压力自动调节可分为以下几个阶段:保持20%开度、保持315MPa压力参数、保持35%开度、保持510MPa压力参数、滑压运行直至燃料调节器投入主蒸汽压力调节。

在锅炉启动初始阶段,高旁处于关闭状态以尽快提高主蒸汽压力参数,缩短启动时间。当锅炉出口主蒸汽压力升到110MPa后,运行人员给高旁压力调节器设定20%最小开度限制,使高旁开启并保持20%最小开度。

锅炉燃烧率的增加,使主蒸汽压力逐渐升高。当压力达到315MPa时,高旁20%开度限制被自动取消。此时,高旁维持315MPa压力参数运行直至高旁开度达35%。

高旁随锅炉燃烧率的增加而继续开大,开至35%左右后,改为维持35%开度运行以进一步提高主蒸汽压力参数,为汽机启动作准备。

主蒸汽压力升到510MPa时,汽机启动所需的主蒸汽压力条件已满足,如再热汽压力和主、再蒸汽温度合适就可启动汽轮机。这段时间内,高旁将保持510MPa压力参数运行并等待汽机启动条件具备。随锅炉燃烧率的继续增加,高旁开大至70%

左右。

汽机启动后,一部分蒸汽量被汽机消耗使蒸汽压力下降,高旁因而关小来维持压力。当汽机负荷达到26%左右时,压力调节进入滑压运行阶段,运行人员将根据机组出力情况设定滑压速率,使主蒸汽定值由510MPa 向1110MPa 滑行,因此高旁随压力定值的增加而逐步关小,汽机负荷达到55%左右时,高旁将完全关闭。

高旁关闭后,其压力调节功能丧失,只起到超压安全保护功能。这时的压力自动调节改由燃料调节器负责。

5　高压旁路安全保护系统

高旁的安全保护功能依靠高旁液压安全回路的快速动作打开阀门来实现,此时高旁开启速度约2s 。高旁速开通过以下3个途径实现。

a.

通过主蒸汽管道上的蒸汽压力开关动作。

这个途径替代了安全门保护功能,3个蒸汽压力开关(定值为2017MPa )中任意一个动作都会使高旁安全系统发出速开指令。

b.

通过DCS 系统发出速开指令动作。高旁

压力调节器在主蒸汽压力滑压运行的不同区间内监

视压力变化梯度大小从而决定高旁是否快速开启。主蒸汽压力在510MPa 和1110MPa 之间滑压运行阶段,实际压力大于定值015MPa 时系统发出报警,大于定值017MPa 高旁速开;主蒸汽压力在1110MPa 和1815MPa 之间滑压运行阶段,实际压力大于定值115MPa 时报警,大定定值117MPa 高旁速开;主蒸汽压力在1815

MPa 定压运行阶段,实际压力大于2010MPa 时报警,大于2012MPa 高旁速开。

c.通过手动按钮动作。这个途径是安全系统的最后一道防线。机组正常运行期间,高旁处于关闭状态,如主蒸汽压力高于定值1MPa ,高旁将由高旁压力调节器打开,此时高旁打开速度较慢,由关闭状态至完全打开大约需要10s 。在汽轮机跳闸或发电机故障信号发出的情况下,高旁由超驰作用按照一定的速率被直接打开,因为汽轮机跳闸必然引起主蒸汽压力短期超压最终导致安全回路动作使高旁快速开启,如高旁提前动作慢速开启,可以避免由于高旁快速动作给低旁和凝汽器带来的强烈冲击。

旁路安全保护系统如图3所示,为保证安全系统的可靠性,系统设计了3套独立的保护回路,每

图3　旁路安全保护系统简图

套回路对应一个蒸汽压力开关节点、一个DCS信号节点和一个手动按钮信号节点。为预防系统电源故障造成保护作用丧失而引起机组事故发生,保护回路采用了失电动作方式,也就是说,3套保护回路中任一回路中的一个常闭节点断开或电源丧失,回路中的动作电磁阀失磁,导致液压安全回路动作,旁路阀门迅速打开。

为保证压力开关动作准确,安全系统设计了试验回路。机组在停止或运行工况下,只要高旁压力调节器在自动状态下,试验都可进行。试验时,将主蒸汽管道上的一路隔离阀关闭,使这条安全回路与主蒸汽管道隔离,试验逻辑闭锁两个隔离阀同时关闭。将安全系统切换到试验位置,动作电磁阀将由两套48V电源供电,一套工作电源,一套试验电源。通过试验阀门给压力开关加压,当压力达到2017MPa时,压力开关动作,48V工作电源断开。此时,如按下试验按钮,则48V试验电源也断开,动作电磁阀失磁使旁路阀门快速打开。旁路门开启5%或试验按钮按下2s后,试验电源使动作电磁阀重新励磁,保护动作结束,高旁在压力调节器的作用下恢复关闭。至此,安全系统的一套保护回路试验成功。另外两套回路需按照同样的方法依次进行试验。安全系统试验可以对2个阀门单独进行也可对2个阀门同时进行。

6　低压旁路压力调节和安全保护系统

低压旁路系统的压力调节和安全保护功能比高压旁路系统要简单,它主要与高压旁路配合完成以下任务:

a.从锅炉启动到汽机带55%左右负荷期间,按照预定的滑压曲线调节再热蒸汽压力;

b.汽机跳闸而锅炉减负荷运行时,低旁开启保护再热器;

c.将旁路系统的流通蒸汽回收到凝汽器。

低压旁路压力调节定值取高压缸调节级压力的函数和018MPa固定压力的最大值。在机组启动初期汽机尚未冲转时,再热蒸汽压力定值018MPa为最小压力,随着再热蒸汽压力的升高低旁调节门逐渐打开。当汽机高压缸进汽后,其调节级压力随机组负荷的增加而增加,再热蒸汽压力定值也将随之增加,于是低旁开始逐渐关小。当机组负荷达到55%左右时,低旁调节门将关闭。

机组突然甩负荷时,高低旁路立即打开,为了保护低压缸和凝汽器,甩负荷后不能立即把大量蒸汽全部通过低旁送入凝汽器。因此,低压旁路开度受再热蒸汽压力函数值的限制,蒸汽压力越大低旁的限制开度值越小。在机组甩负荷时,中压缸调节门立即关小,再热蒸汽压力迅速上升,低旁由于开度限制作用不能开大,大量蒸汽只好通过中压安全门排走。一段时间后,锅炉燃烧率降低,再热蒸汽压力也逐步下降,低旁的开度限制被取消,这时蒸汽可以通过低旁回收。另外,为防止高温蒸汽进入凝汽器,低旁的开度还受低旁喷水流量函数的限制。

正常运行时低旁调节门前的截止门一直开着,但以下任意条件满足时,低旁截止门立即关闭;凝结水压力低;凝汽器水位高;低压缸排汽压力高;循环水出入口压差低;低旁减温器温度高;低旁减温器压力高。

7　旁路减温调节系统

高温高压的蒸汽要经过减温减压后才能进入再热器或凝汽器。高旁减温水来自给水泵出口,通过一个公用的喷水压力调节门和各自的减温调节门到高旁阀门。喷水减温门调节是简单的定值调节。为避免高旁开启瞬间的超温现象,高旁开启时,减温调节器接受30%的前馈信号,使减温调节门配合高旁阀门快速开启。喷水压力调节门的定值在不低于510MPa的基础上与给水泵出口压力成正比,使高参数的减温水被节流降压至喷水减温调节门所要求的参数范围内,同时保证喷水压力与机组负荷成比例变化,以获得较好的温度调节效果。低旁喷水来自凝泵出口,经过公用的减温调节门去2个低旁减温减压器。喷水调节为简单的比例调节,根据2个旁路中蒸汽流量的大者控制喷水量。

8　结束语

国内一些机组的旁路系统由于本身条件不具备或长时间内不参与调峰,因此仅起到启动冲转期间提升蒸汽参数的作用,机组并网后即退出运行,旁路的许多功能未能正常发挥。有些电厂的旁路系统功能比较完善,但由于容量较小不具有安全门功能。本文重点介绍了具有100%流通能力带三用阀的旁路控制系统,其它类型旁路的控制系统因结构和功能的差别与其有些区别。

作者简介:

郑　伟(1973-),男,工程师,硕士,主要从事热工自动化工作。

(收稿日期　2003-03-20)

汽轮机旁路系统

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旁路控制系统说明

旁路控制系统说明 一．一期旁路系统液压油站 1、旁路系统液压油站组成（如图） 旁路系统液压站由2台主泵、充油阀、蓄能器、减压阀、释放阀、单向阀、P1、P2、P3取样口、循环过滤泵、风扇冷却器和过滤器组成。

2．热控测点、定值及作用 C P001：油压低低，120bar所有系统故障，闭锁阀闭锁，系统操作失 灵。 CP002：油压低，135bar，启备用泵，油压恢复正常后延时一分钟，停备用泵。如果在2分钟内，油压未能恢复正常，则二台泵全停。如果在15分钟内再次出现油压低，则改变运行方式，原来的备用泵变为主泵，主泵为备用泵。 CP003：250bar，压力高值，停泵。 CT001：温度高，50－55℃，启风扇FK，温度下降5℃左右时停风扇。 CT002:温度高高，65-70℃时停油泵。 CL001：油位低，停泵、停滤油泵。 CF001、CF002：流量开关，流量低时，停运行泵，启备用泵。 3、手动操作： 手动操作仅用于调试，不能在正常运行中长期使用。在手动操作情况下，所有设备（主油泵、滤油泵、风扇、加热器）能用手动单独地开启和停下，自动不起作用，当手/自动开关在手动位时，所有的设备将停下来，然后使用在控制柜门上的相应开关或按钮使其运行或停止。保护连锁在手动时也有效。 二．旁路系统的控制逻辑说明 旁路系统的启动运行方式：有冷态、热态和重启方式三种。旁路系统的冷态启动曲线图：（如下图）。启动方式的选择：启动方式的选择由锅炉的压力决定。当锅炉的压力小于最小压力Pmin（目前设定值为1MPa）时，为

冷态启动方式；当锅炉压力大于Pmin且小于冲转压力Psync（目前设定值为8.6MPa）时，为热态启动方式；当锅炉压力大于冲转压力Psync时为重启方式。

汽机旁路系统控制原理

一、旁路系统信号、联锁、保护及自动调节要求： （1）概述 当机组在启动或运行中，通过调节高压旁路、低压旁路压力调节阀开度和减温水流量，维持高压旁路、低压旁路出口蒸汽压力及温度至设定值。通过调节汽机本体减温减压器减温水流量，调节进入凝汽器旁通蒸汽温度至设定值。 （2）高压旁路的调节 a.高压旁路的压力调节是以主蒸汽压力为被调量，旁路减压阀作为调节手段，用改变减压阀的开度来维持主蒸汽压力。 b.高压旁路的温度调节是以旁路阀后温度为被调量，喷水减温作为调节手段，用改变喷水调节阀的开度、改变减温水量来维持再热器出口温度给定值。 （3）低压旁路的调节 a.低压旁路的压力调节是以再热蒸汽压力作为被调量，旁路减压阀作为调节手段，用改变减压阀的开度来维持按机组负荷变化的再热器出口压力给定值。 b.低压旁路的温度调节是以减压阀后的温度为被调量，喷水减温为调整手段，用改变喷水调节阀的开度、改变减温水量，使进入凝汽器前的温度位置在给定值以下。 （4）高压旁路联锁保护： a.减压阀和喷水减温阀开启联锁，即减压阀一旦打开，喷水减温阀要跟踪或者稍微提前开启；喷水减温阀的开度根据高压旁路阀后温度与给定值的差值进行调节。 b.高压旁路阀后温度超过一定限度时报警，过高时关闭阀门。 c.主蒸汽压力或者升压率超过限定值，旁路阀开启。 d.汽轮机跳闸，减压阀快速开启。 （5）低压旁路联锁保护 a.凝汽器真空低、温度高、超过限定值时，减压阀快关。 b.减压阀与喷水减温阀开启联锁。 c.减压阀与布置在凝汽器喉部的喷水减温阀开启联锁。 d.减压阀后流量超过限值时，减压阀立即关闭。 e.汽轮机调整，减压阀快速开启。 （6）高、低压旁路联锁保护 a.高旁减压阀开启，低旁减压阀即投自动或者有相应开度。 b.低旁减压阀故障，经过设定的延迟时间后仍不能开启，则高旁减压阀立即关闭。 c.其他的联锁保护和报警信号，如系统失电、油压低或变送器故障等，系统立即能自动切成手动，并报警。

汽机旁路系统介绍

汽机旁路系统介绍 一，旁路系统的基本组成： 汽机旁路系统是以汽机高、低压旁路控制阀门为中心，为了实现阀门的控制动作而配置的包括阀门本体、液压系统和定位控制系统等组成的一套独立的系统。它主要由阀门本体、液压及液压控制系统和阀门定位控制系统三部分组成。1，阀门本体： 高压旁路系统中共有3个阀门，1个高旁压力控制阀，1个高旁减温水控制阀和1个高旁减温水隔离阀。 低压旁路系统中共有6个阀门，2个低旁压力控制阀，2个低旁减温水控制阀和2个低旁减温水隔离阀。 下图为高低压旁路阀门在系统中的示意图： 2，液压及液压控制系统： 液压系统由独立的液压供油油站、液压执行机构、液压执行元件以及油管路等组成；液压控制系统是用来控制液压油稳定在一定的压力范围，在故障状况下为液压系统提供保护，并给出报警信号的系统。液压和液压控制系统为阀门的控制动作提供稳定的液压动力，并且配合定位控制系统完成阀门的控制动作。 下图为高低压旁路系统液压系统图：

3， 定位控制系统： 根据DCS 给出的阀位指令信号，与位置反馈信号进行对比，通过液压执行元件（比例阀），对阀门实行定位控制。并且将阀门的实际阀位反馈及开关量信号反馈给DCS 。

二，液压及液压控制系统： 1， 油站： 油站主要由以下部件组成： 1）油箱，1a ）液位计，1b ）球阀，1c ）空气过滤器，2.1) 2.2) 齿轮泵，3.1) 3.2) 泵支架，4.1）4.2）弹性联轴器，5.1) 5.2) 电机，6.1) 6.2) 止回阀，7.1) 7.2)高压软管，8，循环阀和压力释放阀，9）压力表，9a ）压力表软管，11）电子压力开关，11a ）压力表软管，12）皮囊式蓄能器，13）安全及关闭块，14）压力表，16）压力过滤器，19）双温度开关，27）液位开关

旁路功能介绍

旁路系统功能介绍 ?自动启动过程： 在冷态时，也就是主汽压力小于1.0MPa的时候，旁路自动启动的过程如下，在锅炉点火以后，在触摸屏上点击STARTUP按钮，这时候旁路系统的状态显示会出现Ymin on 和cold start，这时候是最小阀位过程，高旁阀门会开启到设定的最小阀位（10%），这时候保持这个阀位不动，让压力上升，在主汽压力上升到设定的最小压力1.0MPa时候，显 示切换到Warm start状态，同时阀门开启维持这个压力，在阀门开度达到设定的阀位30%的时候，程序根据计算出来的锅炉允许的升压速率升高主汽压力的设定值，如果这时候锅炉燃烧能和设定速率配合，阀位基本保持30%不变，同时主汽压力上升，这时候就是设定阀位状态，如果锅炉燃烧使得主汽压力升速率过快，设定值低于实际压力，阀门便会开大维持压力为设定值，实际压力如果升速率过慢，则阀门会关小。在阀门低于30%的时候，设定值则不会继续增加，只有阀门重新开到30%以上才会继续增加设定值。在这个过程中主汽压力根据调节上升，到了设定的冲转压力则整个自动启动过程结束，高旁自动切换到压力控制方式，屏幕显示Press CTRL.这时候可以从屏幕上设定压力设定值，高旁就会来调整主汽压力到设定值。在汽机准备冲转的时候要首先把高旁关闭，在高旁关闭以后，等低旁把再热压力释放掉以后，关闭低旁，这时候DEH的旁路切除按钮就可以把旁路切除。切除以后，旁路保持快关状态，屏幕显示BP cutoff，这时候无法手动打开阀门或者切换到自动模式。在启动过程中，阀位最小开度不会低于10%也就是最小阀位设定。 低旁在投入自动以后就一直是压力控制，来控制热再压力，屏幕上的压力设定值是热再压力的最小限制，低旁的压力设定值是根据调节级压力计算出来的一个值，如果这个值小于设定的最小压力，取最小压力设定值作为实际的压力设定值。 ?旁路运行状态 高旁在正常投入运行以后，切换到自动，这时候如果Turbine on (发电机并网)信号已发出，旁路切换到Follow状态，这时高旁的压力设定值会在实际主汽压力上加上 0.5MPa作为设定值，如果主汽压力和设定值之间的差值不

汽轮机旁路系统

第八章旁路系统 大型中间再热机组均为单元制布置，为了便于机组启停、事故处理及特殊要求的运行方式，解决低负荷运行时机炉特性不匹配的矛盾，基本上均设有旁路系统。所谓的旁路系统是指锅炉所产生的蒸汽部分或全部绕过汽轮机或再热器，通过减温减压设备（旁路阀）直接排入凝汽器的系统。 1．旁路系统的作用 1）缩短启动时间，改善启动条件，延长汽轮机寿命 2）溢流作用：即协调机炉间不平衡汽量，溢流负荷瞬变过程中的过剩蒸汽。由于锅炉的实际降负荷速率比汽机小，剩余蒸汽可通过旁路系统排至凝汽器，使机组能适应频繁启停 和快速升降负荷，并将机组压力部件的热应力控制在合适的范围内 3）保护再热器：在汽轮机启动或甩负荷工况下，经旁路系统把新蒸汽减温减压后送入再热器，防止再热器干烧，起到保护再热器的作用 4）回收工质、热量和消除噪声污染：在机组突然甩负荷（全部或部分负荷）时，旁路快开，回收工质至凝汽器，改变此时锅炉运行的稳定性，减少甚至避免安全阀动作 2．机组旁路系统型式 1）两级串联旁路系统 由高压旁路和低压旁路组成，这种系统应用广泛，特点是高压旁路容量为锅炉额定蒸发量的30％～40％，对机组快速启动特别是热态启动更有利。 2）两级并联旁路系统 由高压旁路和整机旁路组成，高压旁路容量设计为10％～17％，其目的是机组启动时保护再热器，整机旁路容量设计为20％～30％，其目的是将各运行工况（启动、电网甩负荷、事故）多余蒸汽排入凝汽器，锅炉超压时可减少安全阀动作或不动作。 3）三级旁路系统 由高压旁路、低压旁路和整机旁路组成，其优点是能适应各种工况的调节，运行灵活性高，突降符合或甩负荷时，能将大量的蒸汽迅速排往凝汽器，以免锅炉超压，安全阀动作。但缺点是设备多、系统复杂、金属耗量大、布置困难等。 4）大旁路系统 锅炉来的新蒸汽绕过汽轮机高、中、低压缸经减温减压后排入凝汽器，其优点是系统简单、投资少、方便布置、便于操作；缺点是当机组启动或甩负荷时，再热器内没有新蒸汽通过，得不到冷却，处于干烧状态。 3．旁路容量选择 旁路系统容量是指额定参数时旁路系统的通流量与锅炉额定蒸发量的比值， 即：K=Do/Dn×100％ 式中K－旁路容量 Do－额定参数时旁路系统的流量

第十四 章 汽轮机旁路系统

第十四章汽轮机旁路系统 第一节统概述 现代大容量火力发电机组，由于采用了单元机组和中间再热，因此在下列运行过程中，锅炉和汽轮机间运行工况必须有良好的协调：锅炉和汽轮机的启动过程；锅炉和汽轮机的停用过程；汽轮机故障时锅炉工况的调整过程。为使再热机组适应这些特殊要求，使其有良好的负荷适应性，再热机组都设置了一套旁路系统。旁路系统是指高参数蒸汽不进入汽缸的通流部分作功而是经过与该汽缸并联的减温减压器，将降压减温后的蒸汽送至低一级参数的蒸汽管道或凝汽器。机组在各种工况下(冷态、温态、热和极热态)启动时，投入旁路系统控制锅炉蒸汽温度使之与汽轮机汽缸金属温度较快地相匹配，从而缩短机组启动时间和减少蒸汽向空排放，减少汽轮机循环寿命损耗，实现机组的最佳启动。 我厂1000MW汽轮机采用高压缸启动方式，旁路系统仅考虑机组启动需要，设置一级35％BMCR容量高压启动大旁路系统。旁路系统装置由高压旁路阀、喷水调节阀、喷水隔离阀等组成。旁路装置布置在汽机房15.1m层上，阀门形式为角式，水平进水平出，执行机构水平布置。蒸汽经过第一级减压后部分蒸汽直接通过减温水喷头并雾化减温水，其它蒸汽经过多级减压后和经过雾化的蒸汽混合并减温。这种减温方式的特点是汽水混合效果好，无热应力冲击。旁路喷水减温水源取自凝结水，水压最大4 MPa(a)，正常3 MPa(a)，水温正常32.5℃。采用蒸汽驱动，可加速水的雾化，完全适应低负荷启动及甩负荷等工况要求，而且检测表明在阀后2～3米内即可降到目标值，阀体上表面不会产生超温。蒸汽压力在经过多级减压后达到设计压力值，减压级数可以随着减压幅度的增加而增加，这主要根据设计要求确定。由于是简单启动旁路系统，机组启动后不再考虑其它的旁路运行方式，故在旁路减压阀前加装了电动隔离阀以保护凝汽器(由于设备原因，该阀在启动时未装)。在安装阶段，主汽通过旁路阀后的管道上又做了改动，即将进入凝汽器高压侧的旁路加装一电动调整阀门，以防止旁路系统进入高、低压凝汽器时造成两侧负荷不均及防止高、低压凝汽器联通，因而加装了一个调整阀进行分配调整。下图20-1是一级大旁路系统简图(图中未标出炉侧疏水扩容器和冷凝水泵)。 第二节路系统的作用 旁路系统是为了适应再热式机组启停、事故情况下的一种调节和保护系统。机组如何在安全可靠的前提下，以较快的速度启动并迅速并网，其关键就是严密监视各处温度，力求高中压缸金属温度均衡上升，严格控制胀差和轴承的振动。 不同条件下的启动，对进入汽轮机的蒸汽温度有不同要求：冲转的主蒸汽温度最少应有50℃过热度；温态、热态启动时应保证高压调速汽门及中压调速汽门后蒸汽温度高

600MW超临界机组旁路系统简介

2009年12月(下 ) ［摘要］现代大型燃煤机组为了能保证机组安全和调峰快速启停都装配有旁路系统，本文以东方汽轮机和锅炉厂600MW 机组旁路系统为 例介绍了其构成和功能，为正常启停、调峰运行和事故处理时提供参考。［关键词］旁路；旁路系统；回收工质；快速启停600MW 超临界机组旁路系统简介 马旭涛 王晓晖 （广东红海湾发电有限公司，广东汕尾516600） 广东红海湾发电有限公司一期工程＃1、＃2机组为国产600MW 超临界压力燃煤发电机组，循环冷却水取自海水，为开式循环，三大主设备由东方电气集团公司属下的东方锅炉厂、东方汽轮机厂、东方电机股份有限公司制造，容量及参数相互匹配。汽轮机型号：N600-24.2/566/566，型式：超临界压力、一次中间再热、单轴、双背压、三缸四排汽、凝汽冲动式汽轮机。 1设备概况 机组旁路采用高压和低压两级串联的旁路系统，其中高压旁路容量为40%锅炉最大容量，布置在汽机房的6.4m 平台上。低压旁路设置两套装置，总容量为高压旁路的蒸汽流量与喷水流量之和，布置在汽机房的13.7m 平台上。高、低压旁路各由一套液压控制装置驱动控制。 高压旁路系统从汽机高压缸进口前的主蒸汽总管接出，经减温减压后接入再热蒸汽冷段总管上。低压旁路系统从汽机中压缸进口前的再热蒸汽总管接出，经两路减温减压后，分别接入A 、B 凝汽器。 高、低压旁路各设有独立的液压控制装置，通过电液伺服阀调节。高、低旁正常调节全行程开、关均需20~30秒，在事故状态下，高、低压旁路均可实现快开（2秒全开）和快关（2秒全关），高压旁路减温水来自给水母管，低压旁路减温水来自凝结水精处理装置出口母管。高、低压旁路减温水调节阀也是用各自液压控制装置电液伺服阀控制。 2旁路系统的构成及主要作用 2.1构成 由高压旁路和低压旁路串联而成，高压旁路为40%容量，低压旁路为52%容量。高压旁路和高压缸并联，低压旁路和中、低压缸并联。示意图如（图一） ： 图1旁路系统结构组成 2.2主要作用 1）回收工质（凝结水）和缩短机组启动时间，从而可以大大节省机组启动过程中的燃油消耗量； 2）调节新蒸汽压力和协调机、炉工况，以满足机组负荷变化的要求，并可实现机组滑压运行； 3）保护锅炉不致超压，有安全门的作用，保护再热器在机组启动初期因没有蒸汽流通发生干烧而损坏； 4）实现在FCB 时，停机不停炉。 3旁路的基本控制及功能介绍 由于我厂采用的是中压缸启动，在汽机冲转时，要求高低旁控制好冲转参数，因此，启动初期，调节锅炉出口压力是旁路主要的控制功能，正常运行之后，旁路处于跟随状态，实现对主汽压力，再热器，凝汽器的一些保护功能。具体的自动启动过程如下： 在冷态时，也就是主汽压力小于1.0Mpa 的时候，旁路自动启动的过程如下，在锅炉点火以后，在触摸屏上点击STARTUP 按钮，这时候旁路系统的状态显示会出现Ymin on 和cold start ，这时候是最小阀位过程，高旁阀门会开启到设定的最小阀位（ 10%），这时候保持这个阀位不动，让压力上升，在主汽压力上升到设定的最小压力1.0MPa 时候，显示切换到Warm start 状态，同时阀门开启维持这个压力，在阀门开度达到设定的阀位30%的时候，程序根据计算出来的锅炉允许的升压速率升高主汽压力的设定值，如果这时候锅炉燃烧能和设定速率配合，阀位基本保持30%不变，同时主汽压力上升，这时候就是设定阀位状态，如果锅炉燃烧使得主汽压力升速率过快，设定值低于实际压力，阀门便会开大维持压力为设定值，实际压力如果升速率过慢，则阀门会关小。在阀门低于30%的时候，设定值则不会继续增加，只有阀门重新开到30%以上才会继续增加设定值。在这个过程中主汽压力根据调节上升，到了设定的冲转压力则整个自动启动过程结束，高旁自动切换到压力控制方式，屏幕显示Press CTRL .这时候可以从屏幕上设定压力设定值，高旁就会来调整主汽压力到设定值。在汽机准备冲转的时候要低旁设自动并跟踪再热蒸汽压力，随着汽轮机转速上升关小低旁，一般3000转定速低旁还是未关闭完全的。再并网后随着继续开大阀位，准备高压缸进汽（即切缸），这时候需手动快速加阀位的同时快速把高压旁路切除。检查高压缸排气VV 阀关闭并给高排逆止门开启信号。高旁切除以后，旁路保持快关状态，这时候检查高排逆止门确已开启高低旁关闭。在切缸过程中，高低旁和阀位协调控制好主再热蒸汽压力，过程连续快捷保证高排逆止门顺利开启是关键。当然按每次启动的实际情况，我们常用手动控制来实现上述过程。 高旁温度控制，目的是控制进入再热器的蒸汽温度在适当的范围内，设定值由运行人员手动设定，它是通过简单的单回路偏差调节，取高旁出口温度与设定值比较形成偏差。当高旁出口温度达到360℃时，旁路系统会延时20S 发出报警，当高旁出口温度达到400℃时，高旁保护快关。 低旁在投入自动以后就一直是压力控制，来控制热再压力，屏幕上的压力设定值是热再压力的最小限制，低旁的压力设定值是根据调节级压力计算出来的一个值，如果这个值小于设定的最小压力，取最小压力设定值作为实际的压力设定值。 低旁温度控制，目的是控制进入凝汽器的蒸汽温度在适当的范围内，由于低旁出口饱和蒸汽温度不能准确测量，故不是采用单纯的偏差调节。根据低旁的阀位和进入低旁的蒸汽压力和温度可得出进入低旁蒸汽的焓值。另外低旁喷水取用的是凝结水，温度和压力已知，再通过喷水调节阀开度和阀前后差压可得出喷水的流量，通过能量平衡计算出所需减温水的量，即得出喷水调节阀的开度。 喷水截止阀是开关门，当截止阀所对应的减压阀开度大于2%时，截止阀联锁全开，小于2%时，联锁全关。 226

汽轮机旁路控制系统(BPC)

摘要 汽轮机旁路系统是现代单元机组热力系统的一个组成部分。它的功能是，当锅炉和汽轮机的运行情况不相匹配时，即锅炉产生的蒸汽量大于汽轮机所需要的蒸汽量时，多余部分可以不进入汽轮机而经过旁路减温减压后直接引入凝汽器。此外，有的旁路还承担着将锅炉的主蒸汽经减温减压后直接引入再热器的任务，以保护再热器的安全。旁路系统的这些功能在机组启动、降负荷或甩负荷时是十分需要的。当机组冷态启动时，在汽轮机冲转、升速或开始带负荷时锅炉产生的蒸汽量要比汽轮机需要的蒸汽量大，此时旁路系统可作为启动排汽用。这样，锅炉可以独立地建立与汽轮机相适应的汽温和汽压，保证二者良好的综合启动，从而缩短了机组的启动时间，也延长了汽轮机的使用寿命。与向空排气相比及回收了工质，又消除了噪音污染。在机组迅速降负荷时，要求汽轮机迅速关小主汽门，而同时锅炉只可能缓慢的降负荷，即锅炉跟不上要求，此时旁路系统起着减压阀的作用。这种情况下，旁路系统的存在使锅炉能独立与汽轮机而继续运行。降负荷幅度越大，越迅速，越显示其优越性。对于甩负荷事故情况，旁路系统能使锅炉保持在允许的蒸发量下运行，把多余的蒸汽引往凝汽器。让运行人员有时间去判断甩负荷的原因，并决定锅炉负荷是应进一步下降还是继续保持下去，以便汽轮发电机组很快重新并网。 关键词大型火电机组，旁路控制，运行调试

Abstract Large-unit is the main power of electricity industry, along with global energy Insufficiency and progress of environment consciousness, now surpercritical and ultra-supercitical units that are high efficiency and low emission have been outstanding epquipmengts in the world. large –unit reprsents the tadvanced thermal process theoty, material science and automatic technology. cooperating control between bypass system and large-unit. with safety, high efficiency, low emission, which have close relationship with economic benefit[17]. Bypass system is important auxiliary equipment of operation of large-unit, and has many funcions, such as coopreating startup, recycling process fluid, reducing consumption, decreasing emission. Bypass system has several process steps, including pressure reduction, desuperheating etc, and adopts automatic control method under different operation modes. Typical big unti bypass system comprises of high pressure bypass and low pressure bypass, individually executes different functions in unti operation. Bypass system operation control shall correspond with unit control system operation, and equip interlock device. Adding-bypass system is a system project, through bypass design, operation control mode selection, key element choice, system match, installation and commission, excellent cooperati ve startup among untis, to complete relevant functions. Bypass system has achieved widely domestic appliance, and achieves some effect on safety opreation, combined load cooperation and economic benefit, while unveiling some problems to be resolved[19]. Further research of large-unit bypass system thermal process theory, thermal process matri al, fundamental element and automatic control, and accumulating exprerience during practice, co ntunuously improving design level and matching quality, are necessary route for gradually perfecting bypass system functions, improving operation safety and reliability, achieving higher economic benefit. Key Words Large Power Unit, Bypass Control, Cooperative Regulation

关于汽轮机旁路系统与阀门选用

关于汽轮机旁路系统与阀门选用 在火电机组的热力系统中，汽轮机旁路系统已成为中间再热机组热力系统中的一个重要组成部分。当锅炉与汽轮机的运行工况不相匹配时，锅炉生产的蒸汽量与汽轮机所需蒸汽量之间的差值可以不进入汽轮机而经旁路减压减温后直接引入凝汽器。中间再热式机组的旁路系统，是单元式机组启停或事故工况时的一种重要的调节和保护系统，尽管旁路系统的设置会使得投资增加，但却能以保护再热器、缩短启动时间、减少启动热损失、增加机组运行的灵活性及延长机组使用年限等效益而得以补偿。旁路系统主要由调节阀和控制装置两部分组成，其连接型式、功能选取、容量大小等等对于机组的运行有着很大影响。 1旁路系统结构 汽轮机旁路系统一股采用高、低压2级串联布置型式，2级串联旁路系统适应性广，既适用于基本负荷机组，也适用于调峰负荷机组，还适用于高压缸启动或中压缸启动机组。在我国300MW机组上广泛应用。 2级串联旁路系统由高压旁路和低压旁路串联布置组成（图1），蒸汽由主汽阀前引出，首先经过高压旁路，其压力和温度降到汽轮机高压缸排汽参数，再进入再热器，然后，再热的蒸汽经过低压旁路，进一步降低其参数，引入凝汽器喉部。国产旁路执行机构主要分为电动和液动两种方式（表1），国产旁路系统一般采用电动方式。进口旁路系统有液动、电动和气动方式。

2阀门类型 在旁路系统中，阀门是重要的装置之一。典型的150MW机组中，15%～40%容量高压旁路系统阀门一般包括减温减压阀（BP）、喷水隔离阀（BD）和喷水调节阀（BPE），低压旁路系统阀门一般包括减温减压阀（LBP）和喷水调节阀（LPE），此外还可以根据用户需要选配低压旁路喷水隔离阀（LBD）及三级减温水调节阀（TSW）。 3阀门安装 为保证汽轮机和旁路系统安全、延长阀门寿命、可靠使用和调节精度，以及汽轮机旁路系统的经济效益的最大发挥，阀门正确安装不可忽视。 表1旁路系统执行机构技术对比 图12级串联旁路系统 （1）管路配置

汽轮机旁路系统的构成、作用及工作原理

汽轮机旁路系统的构成、作用及工作原理 发布时间：2010-4-13 9:54:00 点击数：45 汽轮机旁路系统是现代单元机组热力系统的一个组成部分。它的功能是，当锅炉和汽轮机的运行情况不相匹配时，即锅炉产生的蒸汽量大于汽轮机所需要的蒸汽量时，多余部分可以不进入汽轮机而经过旁路减温减压后直接引入凝汽器。此外，有的旁路还承担着将锅炉的主蒸汽经减温减压后直接引入再热器的任务，以保护再热器的安全。旁路系统的这些功能在机组启动、降负荷或甩负荷时是十分需要的。 例如，当机组冷态启动时，在汽轮机冲转、升速或开始带负荷时锅炉产生的蒸汽量要比汽轮机需要的蒸汽量大，此时旁路系统可作为启动排汽用。这样，锅炉可以独立地建立与汽轮机相适应的汽温和汽压，保证二者良好的综合启动，从而缩短了机组的启动时间，也延长了汽轮机的使用寿命。与向空排气相比及回收了工质，又消除了噪音污染在机组迅速降负荷时，要求汽轮机迅速关小主气门，而同时锅炉只可能缓慢的降负荷，即锅炉跟不上要求，此时旁路系统起着减压阀的作用。这种情况下，旁路系统的存在使锅炉能独立与汽轮机而继续运行。降负荷幅度越大，越迅速，越显示其优越性。对于甩负荷事故情况，旁路系统能使锅炉保持在允许的蒸发量下运行，把多余的蒸汽引往凝汽器。让运行人员有时间去判断甩负荷的原因，并决定锅炉负荷是应进一步下降还是继续保持下去，以便汽轮发电机组很快重新并网。 可见，旁路系统十分有利于单元机组的启动，也使机组运行具有很好的适应性，保证了启、停工况时的正常工作，并能在负荷急剧变动时起重要的保护作用。关于旁路系统的成本，由于它具有减少机组的启动损失、缩短启动时间、汽轮机能在低应力下启动以及投运方便等益处而能很快回收。常用的汽轮机旁路有高压旁路(亦称I级旁路)、低压旁路(亦称Ⅱ级旁路)和I级大旁路。高压旁路可使多余蒸汽不进入汽轮机高压缸而直接进入再热器，蒸汽的压力和温度通过减温减压装置使蒸汽参数降至再热器人口处的蒸汽参数。低压旁路可使再热器出来的蒸汽部分进入或不进入汽轮机的中低压缸而直接进入凝汽器，通过减压减温装置将再热器出口蒸汽参数降至凝汽器的相应参数。I级大旁路是把过热器出来的多余蒸汽经减压减温后直接排入凝汽器，即把整台汽轮机全部旁路掉。旁路的几种基本连接形式见图1。 无论是哪一种旁路，一般都是由减温减压阀、减温水调节阀、管道及控制装置所组成。 选用何种旁路，主要取决于锅炉的结构布置，再热器的材料以及对机组的运行要求(既是带基本负荷还是担任调峰)。原则上讲，如果再热器布置在烟气高温区，在锅炉点火及甩负荷情况下必须通汽冷却时，宜采用高、低压旁路串联的双级旁路系统，如图1(a)所示；或者用高压旁路与工级大旁路并联的双级旁路系统，如图1(b)所示；如果再热器布置在烟气低温区域或允许在一定的时间内干烧而不要求通汽冷却，则可采用I工级大旁路的单级旁路系统，见图1(c)，以简化操作与维护，节约投资。总之，上述3种旁路可根据需要，任意组合。 旁路系统容量的选择，一般是根据机组的调峰能力、环保噪声要求以及对介质的回收要求来决定。机组调峰幅度越大，环保噪声要求和介质回收要求越高，旁路容量也要求越大。但是，旁路容量选择越大，相应设备投资和运行维修费用也越高，故应合理配置。在国内，旁路容量一般选择30％一40％的额定蒸发量。有些发达国家选用较大的容量，有的甚至达到100％的额定蒸发量，用不着再向空排汽，还可节省掉锅炉安全阀。 二、高低压旁路系统的构成、作用及工作原理 根据电力工业的发展情况看，300MW机组采用高、低压二级串联旁路形式越来越多，因此，下面就300MW 机组的高、低压旁路系统作介绍。 参看图7-2，锅炉来的过热蒸汽不需要全部进入高压缸时，可以走高压旁路。在旁路中高压旁路阀对蒸汽进行节流减压，并喷水降温，使之达到再热器的人口参数，进入再热器高压减温水调节阀起温度控制作用，减温水隔绝阀起压力调节作用，在旁路不用时起隔绝作用。整个高压旁路在工作时的整体配合是由

汽机旁路知识介绍

汽机旁路知识介绍 根据自己学习总结介绍了，汽机旁路系统的配置、用途、功能及控制与保护。列举了执行机构（气、液、电动）品牌厂家和其余汽机旁路的生产厂家。并对汽机旁路亚临界、超临界和超超临界机组材料的选用；Cv值的计算；旁路喷水调节阀流量的确定；管道流速的选择与口径的确定等问题进行了分析。对喷嘴等关键部件进行了思考。 一、汽轮机旁路概述 汽轮机旁路系统是与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统。它由蒸汽旁路阀门、旁路阀门控制系统、执行机构和旁路蒸汽管道组成。其作用是将锅炉产生的蒸汽不经过汽轮机而引到下一级压力和温度的蒸汽管道或冷凝器。 蒸汽旁路系统有两种：一种是将锅炉产生的蒸汽直接引入冷凝器，这种旁路系统称为大旁路。另一种是由高、低压两级旁路系统组成：旁路汽轮机的高压缸而将蒸汽从锅炉引入再热器的称为高压旁路；旁路汽轮机的中、低压缸而将蒸汽从再热器出口引入冷凝器的称为低压旁路。 大型火电机组都采用高参数、中间再热式的热力系统，采用一机一炉的单元配置。在这种机组中，一台锅炉只向一台汽轮机供汽，这就要求锅炉的产汽量与汽轮机的耗汽量保持平衡。而实际上汽轮机的空载流量仅为汽轮机额定蒸汽流量的2％～5％，远远小于锅炉的最低稳定燃烧蒸发量（30％～50％）。锅炉在更低的燃烧率下不能稳定运行。因此必须有其它的蒸汽管道，作为锅炉的负载，承担其余的蒸汽流量。另外当事故工况下汽轮机甩去负荷或停机时，大量的多余蒸汽必须通过旁路阀门而排入冷凝器，减少锅炉安全门起跳，同时避免大量蒸汽排入大气。因此在中间再热机组中配置蒸汽旁路系统可以改善锅炉和汽轮机特性上的差异，提高机组的安全性和经济性。 汽机旁路系统首先用于欧洲的直流炉中,几乎所有的欧洲国家均使用了高低压汽机旁路系统,包括汽包炉.高压旁路把来自锅炉过热器的蒸汽排到再热器,低压旁路把来自再热器的蒸汽排到凝汽器,欧洲国家的旁路通常为100%的容量,中国的系统主要容量多选用在40%MCR,并且具有安全保护功能.为了满足大型汽轮机组启动运行和安全的需要,给机组配置旁路装置和切实可行的控制系统是十分必要的,旁路系统主要有电动和液动两大流派,气动系统主要应用于中小型机组. 旁路系统装置是火电机组重要的辅助设备,旁路系统设备的可靠性对电厂安全和经济运行影响较大,而系统设备的设计、安装、调试对旁路的运行效果有很大的影响。 二、典型汽轮机旁路系统配置 高压旁路系统阀门一般包括：减温减压阀（BP）、喷水隔离阀（BD）和喷水调节阀（BPE）,低压旁路系统阀门一般包括：减温减压阀（LBP）和喷水调节阀（LPE）此外还可以根据用户需要选配低压旁路喷水隔离阀（LBD）及三级减温水调节阀（TSW）。 三、汽轮机旁路系统用途