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

目录

摘要................................................................................................................................................ I Abstract ............................................................................................................................................ I I 目录.............................................................................................................................................. I II 1引言.. (1)

1.1 旁路控制系统的简介 (1)

1.2 旁路控制系统的功能 (2)

2旁路控制系统 (4)

2.1旁路控制系统的组成 (5)

2.1.1旁路调节阀 (5)

2.1.2液压动力单元和液压执行机构 (6)

2.2旁路控制系统的工作方式 (6)

2.2.1启动方式 (6)

2.2.2运行方式 (6)

2.3旁路控制系统的控制方式 (8)

3分散控制系统 (9)

3.1分散控制系统简述 (9)

3.2 Symphony控制系统设计中采用的各种模件及其介绍 (10)

3.3针对硬件的说明 (11)

3.4设计中用到的部分功能码 (11)

4汽轮机组旁路控制系统设计 (13)

4.1设计思想 (13)

4.2高压旁路控制系统 (14)

4.2.1高压旁路控制系统的主要作用 (14)

4.2.2高压旁路控制系统的工作原理 (14)

4.2 低压旁路控制系统 (18)

5汽轮机组旁路控制系统分析 (21)

5.1高压旁路压力控制分析 (21)

5.1.1自动控制分析 (21)

5.1.2手动控制分析 (22)

5.2高压旁路温度控制分析 (23)

5.2.1自动控制分析 (23)

5.2.2手动控制分析 (24)

5.3低压旁路温度控制分析 (24)

5.3.1自动控制分析 (24)

5.3.2手动控制分析 (25)

5.4低压旁路压力控制分析 (25)

5.4.1自动控制分析 (25)

5.4.2手动控制分析 (26)

6结论 (27)

致 (28)

参考文献 (29)

1引言

1.1 旁路控制系统的简介

汽轮机旁路控制系统(BPC)是指与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统。它由管道、阀门和控制机构等组成,其作用是在机组启动或事故状态下降锅炉产生的蒸汽不经过汽轮机而直接引入再热器或凝汽器[1]。

中间再热机组的旁路,主要有单级大旁路系统、两级串联旁路系统和三级旁路系统三种结构型式。单级大旁路是指将过热器出来的蒸汽经减温减压后直接引入凝汽器,而不进入汽轮机做功的旁路系统。该旁路与整个汽轮机并联,如图1.1所示。这种旁路系统的特点是设备简单,但不能保护再热器,故只能用在再热器不需要保护的机组上。

图1.1 单级大旁路系统

两级串联旁路由高、低压两级旁路串联构成,其中高压旁路将过热器出来的蒸汽经减温减压后直接引到再热器入口,与高压缸并联;低压旁路将再热器出来的蒸汽将减温减压后直接引到凝汽器入口,与中低压缸并联,如图1.2所示。三级旁路系统是指既有单级大旁路又有两级串联旁路的旁路系统[2]。早先采用一级大旁路结构方式,目前用得比较多的是两级串联旁路系统。因为两级串联旁路系统功能较全,系统组成也不复杂,且能适应较多的运行工况。

图1.2 两级串联旁路系统

汽轮机旁路系统是随发电机组的发展而产生和发展的。中、低压发电机组系统简单,启停相对比较容易,所以一般不设旁路系统。而对于大型火电机组都采用中间再热式热力系统,构成一机一炉的单元配置,由于汽轮机的锅炉运行特性的不同而带来机炉之间的不协调等问题,所以大都设有旁路系统。

汽轮机旁路系统的容量是指经旁路系统的最大蒸汽量占锅炉额定蒸发量(MCR Maximum Continuous Rate 最大连续出力)的百分数。一般来说,旁路系统的容量越大,相应的调节和保护作用越强。欧洲比较重视旁路系统调节与保护作用,旁路容量比较大,可达50%~100%MCR,而日本、美国相对不太重视,旁路容量一般仅为20%~30%MCR。旁路容量越大,其调节与保护作用越强,容量越小,功能也相对受到限制。国内多数涉及采用旁路容量是30%~50%MCR之间,少数引进机组旁路容量高达100%MCR。

国内大型火电机组使用较多的是瑞士苏尔寿公司生产的带液压执行机构的旁路控制系统和德国西门子公司生产的带电动执行机构的旁路控制系统。由于电动执行机构相对来说驱动力矩小,执行动作较慢,所以主要用于200MW及300MW机组,而液动执行机构力矩大,动作快,主要用于300MW及600MW机组。但目前电动执行机构在性能方面做了很大改进,所以当前也有600MW机组采用电动执行机构的旁路控制系统。

旁路系统的调节阀,特别是高压旁路的温度、压力调节阀在高温、高压条件下工作,所以要求较高。进口阀门调节特性好。打得开、关得严,执行机构动作灵活、可靠,这是进口旁路系统大都能正常投入运行的重要原因[3]。

1.2 旁路控制系统的功能

汽机旁路控制系统有启动、溢流和安全三项功能,这三项功能在调峰运行机组上的作用更为明显。当单元制机组实行两班需要尽量缩短热态启动时间,以提高对负荷适应性,仅在配合了汽机旁路后机组才能适应电网对这种运行方式的要求。

汽机旁路控制系统一般具有以下功能:

(1)改善机组启动性能:机组冷态或热态启动初期,当锅炉输出的蒸汽参数尚未达到汽机冲转条件时,这部分蒸汽就由旁路控制系统通流到凝汽器,以回收汽水和热能,适应系统暖管和储能的要求。特别是在热态启动时,锅炉可用较高的燃烧率、较大的发汽量运行,加速提高汽温,使之尽快与汽轮体身的金属温度匹配,从而缩短启动时间。

(2)弄够适应机组定压和滑压运行的要求:在机组启动过程中,可以控制新蒸汽压力和中压缸进汽压力;而转入正常运行时,监视调节锅炉出口压力,防止炉膛超压。

(3)保护再热器:在汽机启动过程中或者汽机突然跳闸甩负荷时,旁路控制系统可保证再热器有一定的蒸汽流量,使其获得足够的冷却,防止干烧而损坏再热器,从而起保护作用。

(4)实现机组快速切符合功能:在事故突发状态下缩短安全门动作时间或完全不起跳,节约补给水。当电网发生事故时,可以使机组保持空负荷或只带厂用电运行;当出现汽机事故时,如果有关系统正常,则允许停机不停机时间,有利于整个系统的稳定。

(5)协调锅炉主蒸汽压力:在正常运行工作情况下,如果汽机外负荷变化频繁而波动太大,将利用旁路系统帮助锅炉、汽机协调控制系统调节锅炉主蒸汽压力以适应负荷变化。

2旁路控制系统

2.1旁路控制系统的组成

2.1.1旁路调节阀

旁路调节阀室旁路系统完成减压、减温和流量调节的主要部件[7]。图2.1是600MW 机组高低压两级串联旁路系统的示意,从图中可看出旁路系统的调节阀主要有:(1)高压旁路调节(减压)阀(BP);

(2)高压旁路喷水调节阀(BPE);

(3)高压旁路喷水隔离阀(BD);

(4)低压旁路调节(减压)阀(LBP);

(5)低压旁路喷水调节阀(LBPE)。

根据需要,有些机组的旁路系统还设计有低压旁路喷水隔离阀(LBD)、低压旁路三级减温水阀(TSW)。

图2.1 串联旁路示意图

高压旁路减压减温调节阀的主要作用是对主蒸汽进行减温、减压,使其下降到正常条件下高压汽轮机的排汽压力和温度值。高压旁路喷水隔离阀的作用是当旁路阀关闭后作为隔离阀,使减温水可靠切断,防止减温水漏入再热器甚至汽轮机,保证汽轮机和锅炉的安全。该阀位开关型阀门,因此,采用二位逻辑控制。低压旁路调节阀装于低压旁路,它将

中压参数整齐减压至凝汽器进口压力参数,是汽轮机旁路中体积最大的阀门。低压旁路喷水调节阀工作时,可根据低压旁路调节阀出口温度信号调节减温水水量。

2.1.2液压动力单元和液压执行机构

液压动力单元是指旁路系统液压油站,它为执行器提供动力油。液压动力单元由两台主油泵,充油阀,蓄能器,减压阀,释放阀,单向阀、P1、P2、P3三个取压口、循环过滤泵、风扇冷却器和过滤器组成。3个取压口分别为:P1口向高压旁路系统供油,P2口向快开系统蓄能器供油,P3口向低压旁路系统供油。

液压执行机构的作用是接受地电子控制装置输出的阀位指令信号,控制相应旁路阀门的开启或关闭。它采用模块化设计,包含以下部件:执行器ASM、控制装置PV、定位装置PVR、步进控制装置APL、安全控制系统SSB、安全旁路系统SBE。

2.2旁路控制系统的工作方式

2.2.1启动方式

旁路系统的启动方式有三种:冷态启动、热态启动和重启动方式[11]。

启动方式的选择由锅炉主蒸汽压力p

T 的大小决定,设高压旁路的最小压力设定值为p

min

,

冲转压力位p

sync

当p

T

min

时,为冷态启动方式;冷态启动时,高压旁路系统的启动曲线如图2.1所示。

机组从启动、锅炉点火直到带负荷运行的过程中,旁路控制系统经历了启动方式、压力控制方式、跟踪方式三种控制方式。

当p

min

T

sync

时,为热态启动方式:在汽轮机冲转之前,主蒸汽压力设定值跟随实际

压力,负的压力变化率被置0,即不允许压力下降,只允许上升。阀门开度保持设定开度

Y min ,直到压力升至冲转压力p

sync

,转入定压运行方式,进行定压启动。后边的过程同冷态

启动方式。

当p

T >p

sync

时,为重启动方式:这种方式用于短时间跳闸而锅炉压力仍维持在一定值的

重启动。此时压力设定值跟随实际压力值,正的压力变化率被置0,即不允许压力升高,只允许降低,跟踪偏压d

p

解除。一旦锅炉重新产生蒸汽,压力开始增加,旁路阀将打开以确保蒸汽流过而冷却再热器。

2.2.2运行方式

旁路系统启动工作方式是指机组冷态启动时,旁路系统的工作方式。从原理上讲,机组冷态启动时,旁路系统存在三种运行方式:阀位运行方式、定压运行方式,三种方式之间的逻辑关系如图2.2所示。

图2.2 三种工作方式图

(1)阀位工作方式:阀位方式也称启动方式,这是锅炉点火到汽轮机冲转前的旁路运行方式。锅炉点火后至汽轮机冲转之前,为了保护过热器和再热器,应有适量的蒸汽流过,在蒸汽循环的过程中,使得压力和温度得以提高,这要依靠调节旁路阀开度来满足启动参数要求。随着传热过程的进行,工质压力和温度不断提高,为了满足启动曲线要求,高压旁路阀也逐渐开打,直达到所设定的最大开度。在这一阶段,高压旁路压力先设为初值压力设定值,该设定值低于冲转压力,使工质在启动初期以较慢的速率升温升压。而主蒸汽压力设定值也按给定值发生器所设定的升压率逐渐增加。给定值发生器还具有限制主蒸汽压力上升速率的功能。当旁路开度达到最大之后,保持最大开度不变,于是主蒸汽压力、温度逐渐上升,随着主蒸汽压力的上升,其设定值也相应升高。低压旁路的情况与高压旁路相似。

(2)定压工作方式:在高压缸启动方式下,当主蒸汽压力上升到所设定的压力值(冲转压力)时,自动转为定压运行方式,汽轮机高压调节阀开启,汽轮机开始进汽。随着汽轮机调节阀的开大,进入汽轮机的蒸汽流量逐渐增大,为了保持主蒸汽压力稳定不变,旁路调节阀会逐渐关小,让主蒸汽流量由旁路系统切换到主蒸汽系统上,直至旁路阀完全关闭。当所有旁路阀全关且再热蒸汽压力小于某一值后,DEH系统选择“旁路切除”方式。至此,高压旁路定压方式结束。所有旁路阀门保持关闭状态,但旁路系统仍处于热备用状态。

在中压缸启动方式下,高压旁路阀保持最大开度,主蒸汽压力按运行人员设定的升压

率上升,再热蒸汽压力也随之上升。当主蒸汽压力升高到所设定的压力值时,旁路系统自动转为定压运行方式,这时压力设定值保持一定,以保证汽轮机启动时的主蒸汽压力稳定,实现定压启动。当满足冲转条件所要求的主蒸汽压力和主蒸汽温度时,汽轮机开始冲转升速,随着耗汽量增加,高压旁路阀相应关小,以维持机前主蒸汽压力为给定值。在汽轮机升速到3000r/min并网带上初负荷后,旁路系统仍然处于定压运行状态,高压旁路阀起调节主蒸汽压力作用。当主蒸汽压力大于设定点时,高压旁路阀打开,当主蒸汽压力小于设定点时,高压旁路阀关闭。

随着锅炉燃烧率的增加,汽轮机负荷逐渐上升,高压旁路阀应逐渐关闭。最后高压旁路阀完全关闭时,主蒸汽压力的控制由单元机组CCS控制系统来完成,旁路系统自动切至滑压运行方式。

(3)滑压工作方式:滑压工作方式又称为旁路跟踪方式或称旁路热备用方式。这时旁路控制系统给出的主蒸汽压力设定值和再热蒸汽压力设定值自动跟踪主蒸汽压力和再热蒸汽压力实际值,并且只要蒸汽压力的升压率小于所设定的升压率限制值,压力定值总是

稍大于实际压力值,即p

定值=p

实际

+Δp,以保证汽轮机正常运行时旁路阀严密关闭。运行中

若主蒸汽压力出现大的扰动,旁路阀将在较短时间内快速打开。当扰动消失后,压力定值大于实际压力,旁路阀再次关闭,维持主蒸汽压力的稳定。

2.3旁路控制系统的控制方式

旁路控制系统为用户提供两种控制方式,给用户根据现场实际情况选择使用。为自动和手动方式,两种方式的优先级后者高于前者,并且两种方式之间互相跟踪,切换时无扰动。在任何一种控制方式下,旁路系统都有阀门之间的连锁和保护功能[。

3分散控制系统

3.1分散控制系统简述

Symphony DCS (分散控制系统)是美国BAILEY公司推出的面向工业企业,自动化控制管理的一种新型控制系统,它是一种集中了多种高新科技的新型仪表控制系统,设计理念是“分散控制,集中管理”原理结构比较复杂。从控制仪表的角度看,它是继组件组装式模拟仪表之后的新一代控制仪表系统,采用了以微处理器为核心的不同功能组件,构成包括数据采集,运算处理控制输出等功能的连续控制和顺序控制系统,这些组装式模件安装在一个个标准规格的机柜中直接与工业现场连接,构成控制系统。

从信息系统的角度来看,分散控制系统是一个数字通信网络,具有不同功能的部件。诸如,过程控制单元,操作控制单元,数字逻辑站,计算机接口单元等作为通信网络一个个节点,实现信息的传递与交换,从控制的角度来看,分散控制系统是一种分级控制系统,包括直接对过程进行控制的过程控制级,控制管理级,以及生产管理级。从系统的物理实现来看,又可分为硬件系统和软件系统,硬件系统以微处理器为基础的功能模件处于管理级上的计算机,过程通道接口及传输线路,各种专用的和通用的外部设备,人机联系设备等软件系统包括系统管理的操作系统,数据库系统和一系列模块化功能软件,用户能以某种十分简单的方式进行系统的设计无需编写应用软件程序。

过程控制级:直接与生产过程相连接,承担过程信号的输入,运算处理,控制量输出的设备要有构成直接数字控制系统的闭环控制站也中现场控制站,现场控制单元或基本控

制器以及承担数据采集功能的数据站或过程输入输出单元,现场控制站的组成包括机柜、控制器模件、模拟量输入输出模件,数字量控制模件,数字量输入输出模件等一些模件组成,它能实现连续控制,顺序控制,算术运算,报警检查,过程I/O处理和通信等等。控制管理级主要实现工业过程的分散控制,实现系统的集中显示和操作与管理。主要设备有操作控制站,工程师站和通信设备等。工程师站具备操作控制站的部分功能外,要用与对控制系统的组态,参数调整和系统维护等任务。数据通信系统是将过程控制级与控制管理级连接在一起的桥梁。数据通信传输介质是一条采用双绞线或同轴电缆构成的高速通信线路即DHW数据调整公路。现场控制站(PCU)操作接口单元控制台(OIU)管理命令系统(MCS)及计算机接口单元(CIU)都通过通信接口电路接到数据高速公路上,通信网络结构有星形、环形、总线形美国L&N公司的MAX-1000使用星形DCS网络结构,Bailey公司的Symphony采用环形网络结构[11]。

3.2 Symphony控制系统设计中采用的各种模件及其介绍

(1)多功能处理器MFP

多功能处理器是Symphony模件系统中功能最强的一种模件。它相当于计算机控制系统中的主机部分,由它完成用户设计的模拟和数字控制策略。

MFP最多可支持64个子模件,除ASM系列子模件不支持外,其余全可以。MFP可以1:1地冗余配置,一个工作,另一个备份,二者之间有一个1M给水量扰动下的水位变化的动态特性Baud的冗余链。主MFP工作时,副MFP随时拷贝主MFP的一切数据,一旦主MFP故障,副MFP在15ms内自动投入。冗余配置还可以进行在线组态,即不停机地在副MFP上进行控制方案修改,修改完毕再把副MFP更换为主MFP。

MFP可带64个模拟控制手操站(SAC)、8个数字逻辑手操站(DLS)。

(2)控制输入输出子模件

Symphony系统中的子模件相当于计算机控制系统中的过程通道,它为主机(即MFP)提供过程输入(即模拟量输入和开关量输入)和过程控制输出信号(即模拟量输出和开关量输出)。控制输入输出子模件(CIS02)是Symphony系统中功能最强的一种子模件,它集模拟量过程通道和开关量过程通道于一体,具有4个模拟量输入、2个模拟量输出、3个开关量输入和4个开关量输出通道。

(3)子模件扩展总线

Symphony子模件扩展总线是高速同步并行总线,在主模件和子模件之间提供通讯路径,主模件执行控制功能,子模件执行输入/输出功能。子模件和主模件的板边连接器P2连接子模件扩展总线。

子模件扩展总线是模件安装单元(MMU)后板上的12条平行线。一个位于MMU后板上连接插座中的12位跨接器连接主模件和子模件之间的总线。通过扁平电缆还可以把总线扩充到6个MMU。

(4)模拟控制站SAC 与数字逻辑站DLS

模拟控制站提供单个回路的控制和监视功能,而且还具有接点或4-20mA电流输出的

手动控制和旁路能力。它类似于常规仪表控制系统中的手动操作器,只是功能更强大。SAC 实质上就是一个专用的微机监控系统。SAC和CIS并行工作,主模件MFP协调他们的工作。数字逻辑站实质上是一个按扭和指示灯站,提供按扭输入和指示灯输出,相当于常规仪表控制系统的操作按扭和指示灯。它通过端子单元TLS与数字模件DSM相连,实现与主模件的通讯。一个DSM最多可以连接8个DLS,而一个MFP也最多带8个DLS。

3.3针对硬件的说明

总线(CONTROL WAY)共可带32个节点,子总线可带64个子模件,速度为500波特,过程控制单元(PCU)为控制系统的核心部分,有它完成闭环控制、顺序逻辑控制和数据采集,PCU所能实现的一切功能都是由它所包括的各种模件体现出来的,每个PCU最多可带32个主模件,主模件在控制通道上通讯的“标记号”叫做模件地址,它与模件在PCU 中的位置,而5位二进制排列级件和现场信号的连接必须经过相应的端子模件或端子单元[15]。

多功能处理器(MFP)为Symphony系统中功能最强的一种模件,相当于计算机控制系统中的核心部分,由它完成用户设计的模件和数字控制策略。

3.4设计中用到的部分功能码

(1)功能码156:增强PID控制器

说明:增强型PID控制器功能码完成PID控制器的功能。这个功能块具有位置或速度型控制限制算法,它还提供一个防复位终止功能。

(2)功能码9:模拟量切换器

说明:这个输出等于所选择的输入,所选择的状态由外加信号来确定。这个功能码选

择两个输入中的一个,取决于布尔输入。它还有两个时间常数,提供两个方向的无扰动切换。

(3)功能码80:控制站(MFC)

说明:控制站(MFC)功能码提供MFC和下列接口设备之间的接口:数字控制站(DCS)、操作接口单元(OIU)、命令管理系统(MCS)和计算机接口单元(CIU)。它提供基本控制“串级控制和比例设定点控制”加手动/自动站切换。不能把这个功能码放在编号高于1023的块上,因为目前工厂环路的信息规模只允许这个环路为进行控制调用到1023块为止。

(4)功能码2:手动设定常数

说明:这项功能提供一个人工调整的输出,这个输出可用做其它块的输入,即这个功能块产生一个可调的模拟输出且带有工程单位。

4汽轮机组旁路控制系统设计

4.1设计思想

本次毕业设计题图是汽轮机组的旁路设计。旁路控制系统(高、低压旁路控制系统)包括高旁压力控制、高旁温度控制, 低旁压力控制、低旁温度控制以及联锁保护功能。高、低旁温度控制是控制高、低旁阀后温度为一定值, 高、低旁压力控制存在较多的回路切换。高旁系统的过程控制分为最小开度控制、最小压力控制、升压控制、定压控制、跟随控制和汽机跳闸等6个阶段。低旁系统的过程控制相应的分为阀关控制、升压控制、定压控制、跟随控制和汽机跳闸等5个阶段。

锅炉点火后, 高旁工作在最小开度方式, 低旁工作在阀关方式, 随着蒸汽的不断产生, 主汽压力渐渐达到最小压力值, 再热汽也达到最小值。为保持主汽压力维持在最小压力, 旁路逐渐开启。当开度达到一定值时, 压力按照机组不同启动状态(冷、温、热态) 下的曲线升压, 直到主汽、再热蒸汽压力达到冲转压力。机组冲转、并网、带负荷后, 高、低压旁路由于进入汽机蒸汽量的增多而逐渐关闭, 旁路工作在跟随方式下,启动过程结束。

汽机跳闸后, 旁路快速开启, 以保护机组的安全。

4.2高压旁路控制系统

4.2.1高压旁路控制系统的主要作用

高压旁路系统的作用主要是在机组启动过程中,通过调整高压旁路阀的开度来控制主蒸汽压力,以适应机组启动各阶段对主蒸汽压力的要求。

高压旁路它由主蒸汽压力控制系统、喷水减温控制系统和喷水隔离阀控制系统三部分组成。主蒸汽压力控制系统又包括压力设定值发生器、压力控制器和阀位控制器三部分。

4.2.2高压旁路控制系统的工作原理

4.2.2.1高压旁路压力控制系统

高压旁路压力控制系统原理如图4.1高压旁路压力控制系统主要由比例控制器P、压力定值发生器RIB、比例积分控制器PI1及切换继电器KE、KF等组成。

压力定值发生器RIB的工作原理:它由压力变化率限制器和上、下限幅环节组成。当输入压力定值的变化率小于设定的变化率Δp/Δt时,输出压力定值等于输入压力定值:当输入压力定值的变化率大于设定的变化率时,按设定的压力变化率形成输出压力定值;当

时,输出压力定值取压力上限值;当输入压力定值低于压输入压力定值高于压力上限p

max

时,输出压力定值取压力下限值。

力下限p

min

DEH系统常用术语中英文对照

DCS----分散控制系统 DAS----数据采集和处理系统 CCS-----机炉协调控制系统 SCS-----辅机顺序控制系统 FSSS-----锅炉炉膛安全监视系统 MEH-----给水泵汽轮机控制系统 TBC-----汽轮机旁路控制系统 EMS-----电气量控制系统 DEH-----数字式电液控制系统 ETS-----汽轮机紧急跳闸系统 DAS data acquisition system,数据采集系统:对生产过程中参数或设备状态进行巡回检测,并经处理后进行显示、打印、报警的计算机系统。用于作为分散控制系统的一部分时称“数据采集系统”(data acquisiti on system,DAS)。 MCS,模拟量控制系统 modulating control system(MCS)模拟量控制系统 实现钢炉、汽轮机及辅助系统参数自动控制的总称。在这种系统中,常包含参数自动控制及偏差报警功能,对前者,其输出量为输人量的连续函数。在对外文件中也可称闭环控制系统CCS(closed loop control System)。 FSSS,炉膛安全保护系统 furnace safety supervisory system(FSSS)炉膛安全监控系统 当锅炉炉膛燃烧熄火时,保护炉膛不爆炸(外爆或内爆)而采取监视和控制措施的自动系统。包括炉膛安全系统furnace safety system(FSS)和燃烧器控制系统burner control system(BCS)。SCS,顺序控制系统(程序控制系统) sequence control system(SCS)顺序控制系统 对某一工艺系统或主要辅机按一定规律进行控制的控制系统(属于开环控制或逻辑控制之列)。BBPS, TBPS, DEH,汽轮机共频电液调节

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

一些关于旁路系统的知识

一些关于旁路系统的知识,和大家共享 旁路系统的作用 1) 保护再热器 正常工况时,汽轮机高压缸排汽通过再热器将蒸汽再热至额定温度,同时也使得再热器得以冷却保护。在锅炉点火、汽轮机冲转前及停机不停炉、电网事故或甩负荷等工况时,自动主汽门已全关,汽轮机高压缸没有排汽来冷却再热器,使再热器处于干烧状态。采用高压旁路引来新蒸汽经减压减温后,引入再热器使其起到冷却保护作用。 2) 协调启动参数和流量,缩短起动时间,延长汽轮机寿命 ①单元式机组多采用滑参数启动,先以低参数蒸汽冲转汽轮机,再随汽轮机升速、带负荷需要,不断提高锅炉出口汽压、汽温和流量,使锅炉产生的蒸汽参数与汽轮机的金属温度相适应,以控制各项温差在允许范围,保证均匀加热汽轮机。如只靠调整锅炉的燃料或蒸汽压力难以实现,热态启动尤为困难,设置了旁路系统就可满足上述要求。②大机组新汽管道直径大、管壁厚、热容量大、需大量蒸汽来暖管,使新汽管道的壁温高于汽轮机冲转参数要求的温度值。如没有旁路系统而仅靠疏水管排放,要达到冲转参数要求可能需要几十小时。可见,采用了旁路系统可加快启动速度,缩短并网时间,节省运行费用。③我国中间再热式大机组必需承担高峰,启停变工况运行频繁。一般冷态启动一次汽轮机寿命损耗率约为0.1%,而热态启动约为0.01%,两者相差10倍左右。金属温度变化幅度和金属温升率越小,其寿命损耗率越小。采用旁路系统可满足机组启停时对汽温的要求,严格控制汽轮机的金属温升率,可减少汽轮机的寿命损耗,延长其寿命。 3) 回收工质和热量、降低噪声 燃煤锅炉如投油助燃,其最低稳燃负荷,一般不低于锅炉额定蒸发量的50%,而汽轮机的空载汽耗量,一般仅为汽轮机额定汽耗量的5%~7%,单元式机组启停或甩负荷时,锅炉蒸发量与汽轮机所需蒸汽量两者不平衡时会有大量剩余蒸汽,如排入大气,将造成大量工质损失和严重的排汽噪音。设置了整机旁路或高低压两级串联旁路,即可回收这些大量剩余蒸汽到凝汽器中去,又可减少热损失,降低严重排汽噪音。 4) 防止锅炉超压,兼有锅炉安全阀作用 机组故障锅炉紧急停炉时,旁路系统快速打开,将剩余蒸汽排出,防止锅炉超压,减少锅炉安全阀的起跳次数,保证安全阀的严密性。若高压旁路的容量为100%的锅炉最大容量,即可兼有锅炉过热器出口安全阀的作用。 5) 电网故障或机组甩负荷人时,锅炉能维持热备用状态或带厂用电运行 电网故障时,旁路系统快速投入,使锅炉维持在最低稳燃负荷下运行,或机组空负荷运行、带厂用电运行。汽轮机甩负荷时,可实现停机不停炉,争取时间让运行人员判断甩负荷原因,以决定锅炉是再降负荷,还是继续保持,需要时机组可迅速重新并网带负荷,恢复至正常状态,使重新启动时间大为缩短,因而能适应调峰运行的需要。

热工自动化常用英文缩写字母含义

热工自动化常用英文缩写字母含义 AA:交流电流电量单点隔离输入模件 A/D:模/数转换 A/M:自动/手动 ABC:锅炉自动控制 ABS: AC:交流电 ACC燃烧自动控制: ACGIE:美国政府工业卫生联合会 ACK/NAK:确认/否认 ACP:辅助控制盘 ACS:自动控制系统(变频控制系统) ACT:执行机构或探头测量集电极接线 ADP:报警显示板 ADS:自动调节系统(电网总调遥控) ADSDOWN:遥控减 ADSPERM;遥控允许 ADSUP:遥控增 ADV:先进控制系统 AE:送风指令控制偏差 AEH:模拟式电液控制系统 AFC:送风控制系统 AGC:自动发电量控制(电网总调) AI:模拟量输入 AIEE:美国电气工程师协会 AIMLST:报警一览 ALD:实际负荷指令 ALE: ALERT:报警 ALMHIS:查询历史报警模块 ALMLST:报警一览模块 AM;数值量 AMM,LMM:逻辑主模块 AMM:模拟量主模件 AMR:电量计量与自动秒表功能 AM/FM/GIS:配电网地理信息系统 AND:与电路制造逻辑乘积的电路,即输入方面有一个就是0时,输出也就是0。ANSI:美国国家标准化协会 ANALOG:模拟量处理板 AO:模拟量输出 AOI:光学检查仪 AOM:模拟量输出模件 AP:应用处理机(多功能交流电单点隔离输入模件)

APC:电厂自动控制 APS:常用电 API:标准数据交换方式 AQZ:交流电量同期管理模件 AR:辅助继电器区 ARP:辅助继电器盘 ASCⅡ:美国标准信息交换码 ASDOWN:同期减 ASL:挂闸 ASM:模拟量子模件 ASME:美国机械工程学会 ASNT:美国非破坏性实验学会 ASPERM:同期允许 ASS:电气同期 ASS:自动同期系统 ASSISTANTS:向导 AST:停机保护 AST:主汽门跳机电磁阀 ASTM:美国材料实验学会 AST电磁阀:停机电磁阀 ASUP:同期增 ATC:汽轮机自起停控制系统 AUC: 自动电压控制 AUN:自动 AUTCAD:电子文档 AUTO:自动 AUTOSYN:自动同步 A V:交流电压电量单点隔离输入模件 A VI:电压与电流单点隔离输入模件 A VR:自动励磁调节系统(发动机自动电压调节装置) AWS:美国焊接协会 B C;通讯控制卡或基本控制器 BANDWIDTH:带宽 BASE: BC;I/O通讯卡(基本控制器) BCD:二~~十进制码 BCNET:网络型站控制卡 BCS:燃烧器控制系统 BD:锅炉负荷指令 BECR:炉额定负荷 BEM:单片微机控制器 BF:锅炉跟踪 BFA:炉跟踪自动 BFC:锅炉燃烧控制

旁路系统作用

旁路控制系统BPC,英文全称:Bypass control system。[1] 一、旁路系统的组成 汽机旁路系统是指与汽轮机并联的蒸汽减压系统,通过管道、阀门和控制机构将锅炉产生的蒸汽不经汽轮机而直接引入再热器或凝汽器。 二、旁路系统的功能 旁路系统的作用是在机组启动时,加快启动速度,改善启动条件。 1.高、低压旁路系统可以较快地提高新蒸汽和再热蒸汽的温度,以满足汽缸温度对汽温的要求(热态启动要求进汽温度必须大于汽缸温度50°C以上),从而改善了启动条件,加快了启动速度。 2.可采用中压缸启动方式,即主蒸汽经高压旁路、再热器,进入中压缸,高压缸处于真空暖机状态,机组带负荷后高压缸再进汽,此种方式对高压缸的热膨胀控制要求降低了。 3.回收工质,为重新快速启动创造了条件。 4.在机组正常运行时,起超压保护作用。 5.保护再热器。 三、旁路系统的容量 旁路系统的容量一般有两种:100%Dh和30%Dh。据统计,一般欧洲国家的机组比较重视和依赖旁路控制系统的调节和保护作用,因而配置100%Dh旁路系统;从日本和美国引进的机组均配置30%Dh旁路系统。 四、旁路系统的基本内容 1.高压旁路系统 锅炉出口蒸汽绕过汽机高压缸经减压减温进入再热器冷段,在此过程中通过调节旁路阀开度,来控制锅炉出口汽压和再热器冷段蒸汽温度。 高压旁路系统的功能为: (1)通过调节高压旁路阀开度,来调节汽机高压缸入口蒸汽压力为定值: (2)调节喷水阀开度,使高压旁路出口温度保持在设定值,不使再热器入口蒸汽超温;

(3)在甩负荷或紧急停机时,高压旁路控制系统应具有快速打开旁路阀和喷水阀的功能。 2.低压旁路系统 再热器出口蒸汽绕过中压缸,经减压、减温进入凝汽器,用来控制再热器出口汽压及进凝汽器的汽温。 低压旁路系统的功能为: (1)再热器汽压调节; (2)低压旁路出口蒸汽温度调节; (3)超压和甩负荷保护; (4)再热蒸汽压力自动设定; (5)凝汽器低真空保护。 低压旁路出口蒸汽排入凝汽器内,但不能对凝汽器的真空和水位造成影响。 在以下情况时应关闭低压旁路: (1)凝汽器真空低; (2)凝汽器温度高; (3)凝汽器水位低; (4)喷水阀出口压力低; (5)喷水阀打不开。 加热器端差还有上下端差的概念,加热器上端差=汽侧抽汽压力对应的饱和温度-水侧出口温度,下端差=汽侧疏水温度-水侧进口水温。 《火电厂除氧器运行性能试验(DL/T 1141-2009)》的目的是提供试验规则和程序,用于测定除氧器的以下性能: (a)除氧器水中剩余溶解氧含量; (b)端差,指除氧水的温度与除氧水表面的蒸汽压力下相应的饱和温度之差。 《火电厂除氧器运行性能试验(DL/T 1141-2009)》适用于除氧加热器和具有表面式排气凝结装置或者装备有混合式排气凝结装置的除氧器。本标准说明了除氧器中水的溶解氧量在75ug/L以内的试验方法和程序。《火电厂除氧器运行性能试验(DL/T 1141-2009)》也说明了测定端差的方法。

发电厂专业英语缩写

发电厂专业英语缩写对照 缩写原文解释 AGCAutomaticGenerationControl自动发电控制 ADRE汽轮机故障诊断系统 ADS自动调度系统(AGC中调度指令) ALD实际负荷指令 AMRAutomaticMessageRecording自动抄表 ASL汽机挂闸 DEHDigitalElectronicHydraulicControl数字电液调节系统DMSDistributionManagementSystem配电管理系统DPUDistributedProcessingUnit主控制器(分布式处理单元)DSMDemandSideManagement需求侧管理 EH高压抗燃油 EMSEnergyManagementSystem能量管理系统 ENG工程师站 EOP紧急事故油泵 EOST超速试验ETSEmergencyTripSystem危急遮断系统(汽机紧急跳闸系统)

EWSEngineeringWorkingStation工程师工作站 FAFeederAutomation馈线自动化 FCB机组快速减负荷 FCSFieldbusControlSystem现场总线控制系统 FDEM流量 FSSFuelSafetySystem燃料安全系统 FSSSFurnaceSafeguardSupervisorySystem炉膛安全监控系统 FTUFeederTerminalUnit馈线远方终端 FUEL燃料风(即:一次风,风粉混合物) GC高压调节阀门控制 GISGasInsulatedSwitchgear气体绝缘开关设备 MCS模拟量控制系统 NCSNetControlSystem网络监控系统 OA操作员自动控制 OCS开关量控制系统 OPU操作站 OISOperatorInterfaceStation操作员接口站 OMSOutageManagementSystem停电管理系统 OFA过燃风{又称燃尽风,占总二次风量的20%,用于降低NO X(NO和NO2的统称)生成量} OFT燃料油跳闸 OPC超速保护控制

第12章 汽轮机自启动旁路和旁路控制系统(王4万字)

第一章汽轮机自启停和旁路控制系统 第一节汽轮机自启停系统 一、概述 汽轮机自启动指汽轮机启动过程中的各步序都自动完成,即从暖阀到日标负荷,包括选择目标转速、升速率、高低速暖机时间、初负荷保持时间、目标负荷、升负荷率等。汽轮机在启动过程中要测定和控制转子热应力、汽缸及主要阀门的有关温差,使其在允许条件下,以最快速度升速,以缩短启动时间;在给机组加载或减载时,应根据应方是否在允许范围内,决定加裁或减载速率,尽可能地提高机组响应外界负荷的能力,又将汽轮机的寿命消耗控制在正常范围以内;还要控制汽轮机各辅助系统和辅机的运行。在升速期间,机组升速到第一次保持转速时,一方面进行速度保持,一方面定时计算转子最大应力,直到计算出的结果小于允许应力时便中断保持,将速度升到上一档并保持转速。在给机组加载或减载时,随着应力的增加,加载率就会自动降低,如果超过了允许应力水平时,就保持负荷,允许应力是可以由操作员选择的,其数值相对于寿命消耗而变化。高、正常和低的寿命消耗对应的应力限值不一样,当采用较高的应力限值时就意味着选择了较高的寿命消耗。在启动全过程中,还要监视汽缸及主要阀门的有关温差,如果有任何温差接近其限值,就要开始保持加热量不变或者负荷不变。因此汽轮机启动和加载/减载是一个极其复杂的测定和控制过程.对于大型再热机组其任务尤为繁重。 汽轮机自启动系统(TAS)又称自动汽轮机控制(A TC),要具有极其复杂的测定、计算和控制功能,一般要通过使用计算机方能实现。平圩电厂、北仑港电厂的600MW机组汽轮机自启动功能是内汽轮机的DEH系统来实现的;华能上海石洞口二厂600MW超临界机组的自启动系统的功能扩大到整个单元机组的自启动.从锅炉点火前的机、炉辅机的启动、锅炉点火、升温升压、制粉系统(磨煤机组)的投运等,直到带满负荷,均由机组自动管理系统(UAM),即机组自动启动系统发出指令,在操作人员少量干预下自动完成。例如,磨煤机组启动台数需操作员预先手动设置后自动完成启动。其机组自动管理系统(UAM)由分散控制系统N-90的硬件和软件来实现。 二、汽轮机的启动过程基本步骤: a.暖管、暖阀; b.冲车至暖机转速;

旁路系统的作用

-- 汽轮机旁路系统的主要作用有: 1. 保护再热器。机组正常运行中,汽轮机高压缸排汽进入再热器,再热器可以得到充分冷却。但在启动过程中,汽轮机冲车前,或在机组甩负荷而高压缸无排汽时,再热器因无蒸汽流过或蒸汽流量不足,就有超温烧坏的危险。设置旁路系统,使蒸汽流过再热器,便达到冷却再热器的目的; 2. 改善启动条件,加快启动速度。单元机组普遍采用滑参数启动方式,为了适应汽轮机启动过程中在不同阶段(暖管、冲车、暖机、升速、带负荷)对蒸汽参数的要求,锅炉要不断地调整汽压、汽温和蒸汽流量。单纯调整锅炉燃烧或运行压力,很难达到上述要求。采用旁路系统就可改善启动条件,尤其在机组热态启动时,利用旁路系统能很快地提高主蒸汽和再热蒸汽的温度,缩短启动时间,延长汽轮机寿命。对于大容量机组,当发电机负荷减少、解列或只带厂用电负荷,以及汽轮机甩负荷时,旁路系统能在几秒钟内完全打开,使锅炉逐渐调整负荷,并保持在最低稳定燃烧负荷下运行,而不必停炉,在故障消除后可快速恢复发电,从而减少停机时间和锅炉的启停次数,大大缩短了单元机组的重新启动时间,有利于系统稳定; 3. 回收工质,消除噪声。机组在启停过程中,锅炉的蒸发量大于汽轮机的消耗量,在负荷突降和甩负荷时,有大量的蒸汽需要排出。多余的蒸汽若直接排向大气,不仅损失了工质,而且对环境产生很大的噪声污染。设置旁路系统,可以达到回收工质和消除噪声的目的。另外,在机组突降负荷或甩负荷时,利用旁路系统排放蒸汽,可减少锅炉安全门的动作。 4利用旁路实现中压缸启动。 高、低压旁路系统有如下功能: (1) 改善机组启动性能。机组冷态或热态启动初期,当锅炉给出的蒸汽参数尚未达到汽轮机冲转条件时,这部分蒸汽就由旁路系统流到凝汽器,以回收工质,适应系统暖管和储能的要求。特别是在热态启动时,锅炉可用较大的燃烧率和较高的蒸发量运行,加速提高蒸汽温温,使之与汽轮机的金属温度匹配,从而缩短启动时间。 (2)能够适应机组定压和滑压运行的要求。在机组启动时可以控制主蒸汽压力和中压缸进汽压力;正常运行时,监视锅炉出口压力,防止超压。 (3)启动工况或者汽轮机跳闸时,旁路系统可保证再热器有一定的蒸汽流量,使其得到足够的冷却,从而起保护作用。 (4)事故状态下缩短安全阀动作时间或完全不起座,节约补给水。电网事故时机组可以短时间保持低负荷带厂用电;汽轮机事故时,允许锅炉处于热备用状态,停机不停炉,故障排除后能迅速恢复发电。减少停机时间,有利于整个系统的稳定。 总之,高、低压旁路系统具有启动、溢流和安全三项功能。

旁路系统的作用

旁路系统的作用 1)保护再热器 正常工况时,汽轮机高压缸排汽通过再热器将蒸汽再热至额定温度,同时也使得再热器得以冷却保护。在锅炉点火、汽轮机冲转前及停机不停炉、电网事故或甩负荷等工况时,自动主汽门已全关,汽轮机高压缸没有排汽来冷却再热器,使再热器处于干烧状态。采用高压旁路引来新蒸汽经减压减温后,引入再热器使其起到冷却保护作用。 2)协调启动参数和流量,缩短起动时间,延长汽轮机寿命 ①单元式机组多采用滑参数启动,先以低参数蒸汽冲转汽轮机,再随汽轮机升速、带负荷需要,不断提高锅炉出口汽压、汽温和流量,使锅炉产生的蒸汽参数与汽轮机的金属温度相适应,以控制各项温差在允许范围,保证均匀加热汽轮机。如只靠调整锅炉的燃料或蒸汽压力难以实现,热态启动尤为困难,设置了旁路系统就可满足上述要求。 ②大机组新汽管道直径大、管壁厚、热容量大、需大量蒸汽来暖管,使新汽管道的壁温高于汽轮机冲转参数要求的温度值。如没有旁路系统而仅靠疏水管排放,要达到冲转参数要求可能需要几十小时。可见,采用了旁路系统可加快启动速度,缩短并网时间,节省运行费用。③我国中间再热式大机组必需承担高峰,启停变工况运行频繁。一般冷态启动一次汽轮机寿命损耗率约为0.1%,而热态启动约为0.01%,两者相差10倍左右。金属温度变化幅度和金属温升率越小,其寿命损耗率越小。采用旁路系统可满足机组启停时对汽温的要求,严格控制汽轮机的金属温升率,可减少汽轮机的寿命损耗,延长其寿命。

3)回收工质和热量、降低噪声 燃煤锅炉如投油助燃,其最低稳燃负荷,一般不低于锅炉额定蒸发量的50%,而汽轮机的空载汽耗量,一般仅为汽轮机额定汽耗量的5%~7%,单元式机组启停或甩负荷时,锅炉蒸发量与汽轮机所需蒸汽量两者不平衡时会有大量剩余蒸汽,如排入大气,将造成大量工质损失和严重的排汽噪音。设置了整机旁路或高低压两级串联旁路,即可回收这些大量剩余蒸汽到凝汽器中去,又可减少热损失,降低严重排汽噪音。 4)防止锅炉超压,兼有锅炉安全阀作用 机组故障锅炉紧急停炉时,旁路系统快速打开,将剩余蒸汽排出,防止锅炉超压,减少锅炉安全阀的起跳次数,保证安全阀的严密性。若高压旁路的容量为100%的锅炉最大容量,即可兼有锅炉过热器出口安全阀的作用。 5)电网故障或机组甩负荷人时,锅炉能维持热备用状态或带厂用电运行电网故障时,旁路系统快速投入,使锅炉维持在最低稳燃负荷下运行,或机组空负荷运行、带厂用电运行。汽轮机甩负荷时,可实现停机不停炉,争取时间让运行人员判断甩负荷原因,以决定锅炉是再降负荷,还是继续保持,需要时机组可迅速重新并网带负荷,恢复至正常状态,使重新启动时间大为缩短,因而能适应调峰运行的需要。常见的旁路系统形式 1 三级旁路系统 2 两级旁路串联系统

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

汽轮机旁路系统的功能及其选择

汽轮机旁路系统的功能及其选择 摘要:汽轮机旁路是单元制大型火力发电厂的重要辅助系统,旁路系 统设计直接关系到机组的运行方式和控制策略。发达国家中,大型机组担 当调峰任务很重,旁路系统带来的好处相当明显。在我国,大容量再热式 机组都采用单元制系统,为了便于机组启停、调峰、事故处理和适应特殊 运行方式,绝大多数再热式机组也都设置了旁路系统。但事实上,不同型 式的汽轮机,其旁路系统的容量和功能应不尽相同。 关键词:汽轮机旁路系统;功能与作用;功能选择 一、汽轮机旁路的功能与作用 考虑到汽轮机的空载流量与锅炉的最低负荷不一致,以及低负荷时中 间再热器的保护问题,中间再热式机组应设置旁路系统,每一级旁路中都 装有减温减压器。当汽轮机的负荷低于锅炉稳定燃烧的最低负荷时,锅炉 多送出的蒸汽可经过降压减温后送入再热器或低参数的蒸汽管道或直接排 入凝汽器以回收工质。当汽轮机负荷很低而使流经锅炉再热器的蒸汽量不 足以冷却锅炉再热器时,绕过高压缸且经过旁路系统减温减压器冷却的蒸汽,可进入锅炉再热器进行冷却,从而保护再热器。 1、缩短机组启动时间及汽机冲转过程中协调蒸汽参数和流量 汽轮机滑参数热态启动时,蒸汽进入气缸与气缸内壁接触,蒸汽温度 上升较快,由于汽缸壁较厚且高中压缸为多层缸缸结构,传热到外壁需经 较长时间,汽缸内、外壁容易出现较大的温差。当汽机滑参数冷态启动时,汽缸壁温较低,而锅炉来的过热蒸汽温度很高,导致主蒸汽温度与气缸和 转子温度不协调,容易引起汽轮机汽缸及其他部件热应力过大,缩短机组

使用寿命。故在机组启动期间,除监视汽缸内、外壁温差外,还必须控制 好金属温度的升降速度。 一般来讲,单元机组在启动过程中,锅炉蒸汽温度与汽机汽缸金属温 度不协调是由锅炉的特性决定,先以低参数蒸汽冲转汽轮机,之后随着汽 轮机升速、并网、带负荷的要求,不断提高主蒸汽的参数和流量。所以机 组启动时间的长短取决于锅炉达到汽轮机冲转要求的蒸汽参数(包括主蒸 汽和再热蒸汽)的时间,而锅炉升温、升压速度取决于锅炉疏水管的排放。如果只靠疏水系统的,达到冲转参数需几十个小时。旁路系统正是为达到 快速启动的目的而设计的,它可提高锅炉升温、升压速度,使蒸汽参数维 持在合适的水平,以满足汽轮机冷、热态启动所需的条件,匹配协调锅炉 主蒸汽温度与汽轮机温度,缩短机组启动时间,防止气缸、转子等部件产 生过大的热应力和热变形。 2、停机不停炉或带厂用电运行功能 汽机旁路系统的设置使因电气故障,机组甩负荷,锅炉单独运行成为 可能。当系统电气故障,旁路系统快速投入,使锅炉能维持在最低稳定负 荷运行而不必停炉,这一最低负荷决定了汽轮机的容量。其次,在整机启 动过程中,经常由于辅助设备出现故障,致使锅炉停炉,使正常的启动过 程被延误。这时,汽机旁路系统将会发挥巨大的作用。使用旁路系统则不 必停炉,故障消除后,即可迅速使汽机进行冲转,并网,带负荷,缩短了 机组总启动时问。调峰机组停机后,旁路系统的存在使得锅炉在最低稳燃 负荷下运行,汽轮机可在最短时间内再启动从而完成调峰任务。 3、保护再热器,回收工质及防止锅炉超压功能 当锅炉点火、汽轮机启动冲转或紧急停炉时炉膛出口烟温无法控制时,高压缸主汽门关闭而没有排气进入再热器使之冷却导致再热器处于干烧状

旁路系统简介

旁路系统简介 、旁路系统组成及作用单元制机组一般都设置有旁路 系统,以配合汽轮机发电机组的启动运行。旁路系统一般分 为高压旁路和低压旁路两级串联系统,旁路系统的容量可以 有不同的配置方式。 旁路系统的容量, 有 100% 、60% 、40% 、 30% 、20% 、5%等多种形式。 但在美国也有现代大容量机组 不设置旁路系统的情况。高、低压旁路采用不同的容量,比 如有机组配置了 100% 高压旁路,而低压旁路只为 50% 容量, 但大多两极旁路系统配置一致。在旁路系统有的采用电动形 式,有的采用气动形式,早期也有采用液压形式。就旁路控 系统的机组,旁路控制系统一般整合到了 DCS 系统中 压旁路系统中设置有一级减温减压装置,低压旁路中设置有 两级减温减压装置。一级旁路设置在主汽门前主蒸汽管道和 高压缸排汽逆止门后再热蒸汽管道之间。低压旁路设置在热 再热管道和凝汽器之间,其中低压旁路的第二级设置在凝汽 器的喉部位置。在机组不需要进汽时,主蒸汽通过高压旁路 减温减压后进入再热器。热再热蒸汽经低压旁路减温减压后 排入凝汽器。高压旁路的减温水取自给水泵出口的给水,减 温水经高压减温水隔离阀和高压喷水调节阀进入高压蒸汽 减压阀。低压旁路的减温水取自凝结水精处理系统后的凝结 制系统来看,早期的有专门的旁路控制系统,在采用 DCS 。高

水。减温水经低压减温水隔离阀和低压喷水调节阀进入低压 蒸汽减压阀。旁路系统的作用: a .机组启动时,通过旁路将不符合参数要求的蒸汽排入凝汽器,尽快使锅炉出口的汽温、汽压和汽轮机冲转时要求的汽温、汽压相匹配,从而缩 短启动时间,减少工质损失。减少启动费用。 b .在汽轮机 跳闸后,将锅炉产生的多余蒸汽导入凝汽器,锅炉维持在最电机甩负荷后,通过旁路将多余蒸汽排入凝汽器,锅炉在最 低负荷下稳定运行,实现停机不停炉的运行方式。 c .在发 低负荷下稳定运行,维持汽轮机空转或带厂用电运行。d.锅炉汽压过高时,旁路开启,减少对空排汽,避免锅炉超压及回收工质。 e .保护再热器,在锅炉点火至汽机冲转前或汽轮机跳闸锅炉带最低稳燃负荷运行时,由旁路系统为再热器提供一通流回路,使再热器得到充分冷却,避免干烧损坏。 、旁路系统控制与保护功能旁路系统配有完善的调节、控制和保护功能,基本概况如下: 1. 高压旁路控制系统1.1 过热器出口蒸汽压力控制在机组启动初期,高压旁路用来控制启动过程的蒸汽压力。高旁的压力设定值为主蒸汽的压力设 定值。(1)最小阀位控制:控制旁路为最小阀位开度Ymin, 以保证锅炉启动时蒸汽能立即进入过热器及再热器,始终保 持这一开度直至主汽压力达到最小压力设定值Pmin。(2) 最小压力控制:通过开大旁路阀维持最小压力pmin ,随着锅炉燃烧率增加逐步开大旁路,直至预先设定的最大阀位开度

发电厂专业英语缩写

发电厂专业英语缩写对照缩写原文解释 AGC Automatic Generation Control 自动发电控制ADRE 汽轮机故障诊断系统 ADS 自动调度系统AGC中调度指令 ALD 实际负荷指令 AMR Automatic Message Recording 自动抄表 ASL 汽机挂闸 ASS Automatic Synchronized System 自动准同期装置ATC 汽机自启停控制系统 ATS Automatic Transform System 厂用电源快速切换装置AUX 辅助风即:二次风,预热器来 AVR Automatic Voltage Regulator 自动电压调节器 BCS Burner Control System 燃烧器控制系统 BF 锅炉跟随

BFPT 给水泵汽轮机 BMS Burner Management System 燃烧器管理系统 BOP 轴承润滑油泵 BP 高压旁路 BPC 汽机旁路控制系统 BTC 基本控制系统 BTG——锅炉汽轮发电机 CCBF——协调控制锅炉跟随方式 CCS Coordinated Control System 协调控制系统CCTF——协调控制汽轮机跟随方式 CIS Consumer Information System 用户信息系统CRMS Control Room Management System 控制室管理系统CRT Cathode Ray Tube 阴极射线管 DA Distribution Automation 配电自动化 DAS Data Acquisition System 数据采集与处理系统

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)。 、汽轮机旁路系统用途 当锅炉汽机在非匹配状态下运行时,锅炉产生的蒸汽量和汽机所需要的蒸汽量的差值可以不通过汽机和汽缸流通部份,而是通过蒸汽机并联的一、二级减温减压装置(亦即高、低压旁路装置)将较高的蒸汽压力、温度隆低到所需的蒸汽参数,其后将蒸汽引入

分散控制系统介绍概要

精品文档 分散控制系统 (DCS介绍 一、系统概况 : 1.DCS 系统的特点 DCS系统也称分布式控制系统, 其实质是计算机技术对生产过程进行集中监 视、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技术。其功能特点是 : 通用性强、系统组 态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规 范化、调试方便、运行安全可靠等。 2.分散控制系统的构成 作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统, 它以多层计算机网络为依 托 , 将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起 , 实现各部分信息 的共享的协调工作 , 共同完成控制、管理及决策功能。 1其硬件设备由管理操作应用工作站、现场控制站和通信网络组成。 管理操作应用工作站包括工程师站、操作员站、历史数据站等各种功能服务 站。 A. 工程师站提供技术人员生成控制系统的人机接口, 主要用于系统组态和维护,技术人员也可以通过工程师站对应用系统进行监视。 B. 操作员总理提供技术人员与系统数据库的人机交互界面, 用于监视可以完成数据的状态值显示和操作员对数据点的操作。 C. 历史站保存整个系统的历史数据, 供组态软件实现历史趋势显示、报表打印 和事故追忆等功能。 现场控制站用于现场信号的采集处理, 控制策略的实现 , 并具有可靠的冗余保 证、网络通信功能。

通信网络连接分散控制系统的各个分布部分, 完成数据、指令及其它信息的传递。为保证 DCS可靠性 , 电源、通信网络、过程控制站都采用冗余配置。 2分散控制系统的软件是由实时多任务操作系统、数据库管理系统、数据通信 软件、组态软件和各种应用软件组成。 3分散控制系统在结构上采用模块化设计方法 , 通过灵活组态 , 合理的配置 , 可以实现火电机组的模似量控制系统(MCS、数据采集系统(DAS、锅炉燃烧控制和炉膛安全系统 (FSSS、顺序控制系统 (SCS等功能。 3.名词术语解释 DCS分散控制系统指控制功能分散、风险分散、操作显示集中、采用分布式结 构的智能网络控制系统。 DAS数据采集系统指采用数字计算机控制系统对工艺系统和设备的运行参数、 状态进行检测 , 对检测结果进行处理、记录、显示和报警, 对机组的运行情况进行运算分析 , 并提出运行指导的监视系统。 MCS模拟量控制系统指通过控制变量自动完成被控制变量调节的回路。 CCS协调控制系统指将锅炉 - 汽轮发电机组作为一个整体进行控制, 通过控制回路协调锅炉汽轮机在自动状态下运行给锅炉、汽轮机的自动控制系统发出指令 , 以适应负荷变化的需要 , 尽最大可能发挥机组的调频、调峰的能力 , 它直接作用的执行级是锅炉燃料控制系统和汽轮机控制系统。 SCS顺序控制系统指对火电机组的辅机及辅助系统, 按照运行规律规定的顺序( 输入信号条件顺序、动作顺序或时间顺序实现启动或停止过程的自动控制系统。 FSSS炉膛安全监控系统指对锅炉点火和油枪进行程序自动控制 , 防止锅炉炉膛由于燃烧熄火、过压等原因引起炉膛爆炸 ( 内爆或外爆而采取的监视和控制措施的自动系统。其包括燃烧器控制系统 BCS和炉膛安全系统 FSS。

分散控制系统介绍

分散控制系统(DCS介绍 一、系统概况: 1. DCS系统特点 DCS系统也称分布式控制系统,其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制一捉新型控制技术。其功能特点是:通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等。 2. 分散控制系统构成 作为一种纵向分层和横向分散大型综合控制系统,它以多层计算机网络为依托,将分布在全厂范围内各种控制设备数据处理设备连接在一起,实现各部分信息共享协调工作,共同完成控制、管理及决策功能。 1 其硬件设备由管理操作应用工作站、现场控制站和通信网络组成。 管理操作应用工作站包括工程师站、操作员站、历史数据站等各种功能服务站。 A. 工程师站提供技术人员生成控制系统人机接口,主要用于系统组态和维护,技术人员也可以通过工程师站对应用系统进行监视。 B. 操作员总理提供技术人员与系统数据库人机交互界面,用于监视可以完成数据状态值显示和操作员对数据点操作。 C. 历史站保存整个系统历史数据,供组态软件实现历史趋势显示、报表打印和事故追忆等功能。 现场控制站用于现场信号采集处理,控制策略实现,并具有可靠冗余保证、网络通信功能。

通信网络连接分散控制系统各个分布部分,完成数据、指令及其它信息 传递。为保证DCS可靠性,电源、通信网络、过程控制站都采用冗余配置。 2 分散控制系统软件是由实时多任务操作系统、数据库管理系统、数据通信软件、组态软件和各种应用软件组成。 3 分散控制系统在结构上采用模块化设计方法,通过灵活组态,合理配置,可以实现火电机组模似量控制系统(MCS、数据采集系统(DAS、锅炉燃烧控制和炉膛安全系统(FSSS、顺序控制系统(SCS等功能。 3. 名词术语解释 DCS分散控制系统指控制功能分散、风险分散、操作显示集中、采用分 布式结构智能网络控制系统。 DAS数据采集系统指采用数字计算机控制系统对工艺系统和设备运行参数、状态进行检测,对检测结果进行处理、记录、显示和报警,对机组运行情况进行运算分析,并提出运行指导监视系统。 MCS模拟量控制系统指通过控制变量自动完成被控制变量调节回路。 CCS协调控制系统指将锅炉-汽轮发电机组作为一个整体进行控制,通过 控制回路协调锅炉汽轮机在自动状态下运行给锅炉、汽轮机自动控制系统发出指令,以适应负荷变化需要,尽最大可能发挥机组调频、调峰能力,它直接 作用执行级是锅炉燃料控制系统和汽轮机控制系统。 SCS顺序控制系统指对火电机组辅机及辅助系统,按照运行规律规定顺序(输入信号条件顺序、动作顺序或时间顺序实现启动或停止过程自动控制系统。 FSSS炉膛安全监控系统指对锅炉点火和油枪进行程序自动控制,防止锅 炉炉膛由于燃烧熄火、过压等原因引起炉膛爆炸(内爆或外爆而采取监视和 控制措施自动系统。其包括燃烧器控制系统BCS和炉膛安全系统FSS。

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