石嘴山旁路系统及操作说明

旁路系统及操作说明书 新华控制工程有限公司 XIN HUA CONTROL ENGINEERING CO,.LTD 中国 上海 SHANGHAI . CHINA 目 录 一、 汽轮机旁路系统简介 二、 汽轮机旁路系统功能 三、 旁路控制系统及其组成 四、 旁路运行方式 五、 旁路的保护与联锁 六、 旁路系统操作简介 附图 1. BPC-I旁路调节系统图 2. BPC-I控制柜装配图 3. 旁路通讯电缆连接图 4. 旁路启动曲线 汽轮机旁路系统简介 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、EH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5％～8％，远远小于锅炉的最低蒸发量（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。北重330MW机组一般都采用70%BMCR容量的高压、2×65%BMCR低压两级串联旁路系统。

对于北重中压缸启动机组来说，旁路控制系统的作用更显得突出，旁路控制品质的好坏直接关系到机组的正常运行。旁路控制器和其他系统之间有着许多信号的联系，特别是与汽机控制系统DEH。如果能有机的结合DEH控制系统的资源，旁路控制器可以更精确满足旁路控制的要求，并可以简便地实施安全功能或快开或快关功能。配合汽机更好的完成切缸及反切缸功能，保证处于较高应力下的阀门和管道的寿命，对提高旁路控制系统的品质及旁路控制系统功能的完善有着很重要的意义。

汽轮机旁路系统功能 1. 改善机组启动性能，缩短启动时间 在启动过程中，旁路控制系统控制旁路阀门打开，使旁路系统作为锅炉的负载以便锅炉以较大的燃烧率启动，实现快速升温，升压，并将多余的蒸汽由旁路阀门直接引入冷凝器，可以使中间再热机组作为调峰机组，参与一次调频， 2. 减少汽轮机热应力。

采用两班制或调峰运行的机组，启停频繁，由于锅炉和汽轮机的加热、冷却特性不同，使得在重新冲转时，锅炉出口的蒸汽温度与汽轮机的金属温度不匹配，从而造成汽轮机大型金属部件的热应力疲劳。采用旁路控制系统可以使锅炉汽温与汽轮机金属尽可能匹配。

3. 提高机组负荷适应性 正常运行的机组快速降负荷时，汽轮机快速关小调节阀门。这样，锅炉产生的蒸汽量和汽轮机通流量之间就会不平衡。旁路控制系统控制旁路阀门排放多余的蒸汽，维持锅炉侧的汽水平衡。

4. 事故工况下，保护机组，回收工质 在发电机甩去全负荷或汽轮机故障停机时，旁路门迅速打开，防止超温超压，同时减少或避免锅炉再热器安全门起跳，避免了汽水损失，回收了工质，提高了经济性。

BPC-I旁路控制系统及其组成 旁路控制系统是保证中间再热机组安全可靠经济运行不可缺少的调节系统之一。旁路控制系统结合了数字控制器的稳定可靠与高压抗燃油快速的特点，用于控制蒸汽旁路系统的阀门，并保护锅炉再热器等设备。BPC与汽轮机数字电液控制系统DEH，给水泵汽轮机数字电液控制系统MEH构成了汽机岛热控系统。旁路控制系统采用与DEH系统相同的硬件结构和软件平台，通过公用的工程师站和操作员站对系统进行维护和操作显示。用户能够随时在线或离线对旁路控制系统的控制算法进行组态、修改、上装和下装。旁路控制系统中的数据可以通过数据高速公路与其它系统实现数据通讯和数据共享。旁路控制系统由电子控制柜、DPU 、I/O控制卡件电源、、I/O控制卡件、端子板、阀门定位器（也可以放在就地）、电缆等组成。

电子控制柜 旁路控制系统采用独立的控制柜。该电子控制柜由控制柜、电源、分散处理单元、输入/输出卡、站控制卡及相应端子板等组成。各种现场压力、温度及开关量信号通过端子板，进入输入输出卡件，再送到分散处理单元内进行运算和处理，得到控制各阀门的指令后经AO卡输出4-20mA信号到各阀门相应的定位器，定位器根据输入指令信号输出电流脉冲通过控制就地阀门的比例阀来控制旁路阀门的开度。同时，阀门的实际开度也反馈到旁路各阀门相应的定位器，形成闭环控制。

旁路运行方式 1． 启动方式：
过程：最小开度控制10% 最小压力控制1 MPa 当压力大于1 MPa 高旁阀开大到15%延时退出最小开度控制 进入最大开度控制40%。最大开度和最小开度可由操作人员设定。

条件：旁路投入；
高旁在自动位；
主汽压力小于冲转压力；

定压运行 当主汽压大于冲转压力延时进入定压方式，维持机前主汽压。

2． 滑压运行 汽机由中缸转入高缸运行，切缸时高调门逐渐开启，主汽压慢慢下降，旁路维持主汽压的同时逐渐关闭，当高旁阀开度小于2%时自动进入滑压运行方式，高旁给定压力在当前主汽压数值上叠加一个偏置，同时高旁给定压力以一定的速率跟踪主汽压的变化。

旁路的保护及联锁 1． 高旁开度大于2%自动开启高旁喷水隔离阀；
自动置高旁喷水调节阀为自动方式；
切当高旁喷水隔离阀开启正常后自动置高旁喷水调节阀开度高限为100%；
自动置低旁压力阀一个最小开度 2．低旁开度大于2%自动开启低旁喷水隔离阀；
自动置低旁喷水调节阀为自动方式；
当低旁喷水隔离阀开启正常、不在高压缸且不在中压缸控制时，自动置低旁喷水阀开度一个最小开度。

3． 高旁快开联动低旁快开，联动喷水快开 4． 压力阀快关联动喷水阀快关 一、 快开、快关 设计时考虑快关优先，即当压力阀的快开、快关条件同时存在时快关屏蔽快开。当旁路发生快开时自动置相应的压力阀及喷水阀为自动方式；
当旁路发生快关时自动置相应的压力阀及喷水阀为软操方式。快开条件如下：
1、 高旁快开：前提条件是汽机在高缸运行，考虑汽机发生快开条件时可能已进入中缸运行，采用记忆发生快开条件的前一状态；
发生快开条件前一时刻的调压值大于30%。；
没有高旁快关信号。在上述三个条件满足的情况下，当BPC接受到如下信号时高旁快开：
a、 汽机跳闸 b、 发电机解列（主开关）
c、 汽机超速 d、 甩负荷带厂用电及局域网工况 高旁快开时通过动作就地的快开电磁阀，根据不同的调压信号发不同脉冲长度的信号，实现不同的快开位置，快开的瞬间指令根据预先设置的开度跟踪，快开结束后进入压力或温度调节方式。

2、 高旁快关：当高旁后温度大于390℃时，高旁通过伺服指令发生快关，直到温度小于390℃时自动进入调节方式。

3、 低旁快开 a、 高旁快开联动低旁快开 b、 再热汽压大于4.4 MPa 4、 低旁快关 a、 凝汽器温度高 b、 真空低 c、 凝汽器液位高 d、 喷水压力低（各自关相应的压力阀）
滑压期间的调节开启 汽机在高压缸运行，旁路投入、处于滑压运行、高旁阀在自动的情况下，旁路系统根据主汽压的变化速率及超压情况调节开启。

1、 主汽压每分钟的升压率大于(△P +Prate)时实际压力大于给定压力,高旁自动调节开启维持当前主汽压，进入定压运行，当主汽压下降到当前设定值以下后，高旁调节关闭，开度小于2%后又自动进入定压运行。

2、 主汽压大于18.25 MPa，旁路系统自动进入定压调节方式，压力定值为18.25 mPa，当主汽压下降到当前设定值以下后，高旁调节关闭，开度小于2%后又自动进入定压运行；
如主汽压继续上升到18.75 MPa时，BPC直接输出一个开度低限，在此基础上进行调节压力定值仍为18.25 MPa。

反切缸功能 1、 当汽机在高压缸运行且DEH侧计算高压缸流量小于一定值时，DEH自动将高缸运行切换到中缸运行，此时由于高压缸不进汽，必须开启高旁来维持中压缸的汽源。具体设计方案如下：汽机切缸开始的瞬间，旁路按一定的速率直接开启到一定开度并进入定压调节方式，维持反切缸瞬间的主汽压，只要锅炉出力足够就能维持中压缸运行。反切缸之后运行人员应根据机组工况可能需调整高旁压力的给定值。

旁路系统操作简介 旁路系统共有三幅画面：旁路操作、旁路系统和旁路趋势，锅炉点火之后，运行人员点击旁路操作画面上的“旁路投入”带灯按钮，此时“旁路投入”背景变红，旁路已投入，（如在旁路投入时再点击“旁路投入” 按钮并确认的话，则旁路退出，所有阀关闭）。运行人员把各旁路阀投入自动，检查画面上无报警显示，当旁路系统有报警的话，在旁路画面上会显示亮色的相关报警字样，在定压运行时，自动状态，运行人员可通过模拟量或增、减按钮来设定高旁压力阀，高旁喷水阀及低旁压力阀的压力或温度定值，运行人员输入一个定值后旁路系统回按一定的速率上升或下降到设定值，在软操情况下运行人员可通过点击增、减按纽或常按增、减按纽来改变阀位输出，当常按增、减按纽超过3秒后每秒的输出速率增加一倍，当旁路系统出现快开、快关、闭锁、油系统故障时，相应的报警字样会由不显眼的颜色变为亮色。低旁在自动时运行人员的压力设定范围为1.3～1.5 MPa，在中缸控制时低旁压力最大设定值为1.5 MPa，不管运行人员设定多少压力，当汽机由高缸切换到中缸时，系统默认低旁压力设定值为1.5 MPa。