汽机旁路系统控制原理
旁路控制
低压蒸汽转换阀内部结构图（Z型）
低旁减温减压阀装于低 压旁路（如图所示）， 将中压参数蒸汽减压至 凝汽器进口压力参数， 是汽机旁路中体积最大 的阀门、阀体最大内腔 φ600毫米左右，阀门角 式或Z型布置，内部结构 基本等同于高旁减温减 压阀。
低旁喷水调节阀
低旁喷水调节阀装于凝 汽器凝结水泵和低旁减 温减压阀之间，根据低 旁减温减压阀出口温度 信号调节水量，阀门呈 角型或Z型布置，介质从 阀瓣外围的节流圈小孔 （或窗口）进入，通过 阀座缩口至阀门出口， 阀门主要由阀体、阀盖、 阀杆、阀座组成（如图 所示），阀座密封面堆 有硬质合金。
旁路功能
改善机组冷态、温态、热态启动工况，大大缩短机组 启动时间，使机组提前带负荷运行。 满足停机不停炉工况，在汽机发生故障，机组解列时， 使锅炉与汽机脱钩单独运行，直至汽机故障消除，恢 复到满负荷运行。 满足汽机甩负荷工况，若与适当的执行器配合，旁路 阀门可快速开启，防止锅炉压力飞升。 若与适当的执行器配合，旁路可具有快、慢二种速度。 100%容量的汽机旁路具有安全功能（需特殊定制）。 在机组启停时，保护再热器免受过热损坏。 为某些辅机的试投运提供方便。 回收宝贵的工质等。
三级减温减压器为两级减压，一级减温的结构形
式。旁路来蒸汽进入一根蒸汽管，经过管末端开 孔区，汽流方向改变90°喷向设置在外壳壁的不 锈钢防冲蚀挡板。蒸汽通过开孔区的1000 个小孔 进行第一级临界膨胀降压，进入壳体继续扩容后 降压到0.1MPa，壳体外壁沿圆周方向分两组均布 有8 个离心式雾化喷嘴，减温水与蒸汽充分混合 汽化后达到减温的目的。经过第一级减温减压的 蒸汽通过开在圆柱形弧板上的5465个小孔，进行 第二级临界膨胀降压，最终充分扩散到整个排汽 装置区域。 排汽装置接受旁路蒸汽后，按空冷器面积及最高 冷却面积核算表明，排汽装置压力可维持在 0.065MPa，低于报警背压，排汽装置所承担的热 负荷是允许的。
汽机旁路系统简介
汽机旁路系统简介概述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。
因此，选择一套启闭及调节特性好的阀门、操作灵活便于维护且可靠性高的执行机构、经济实用且组态灵活型的控制系统从投资性价比的角度来看已是广大用户的共识。
1 旁路系统设计概况1. 功能设置1.1.1旁路系统有启动、溢流和安全三个主要功能（即三用阀功能），此外还有回收工质、暖管、清洗、减少汽阀和叶片侵蚀等功能。
A启动功能：其目的是为改善机组的启动特性而设置的。
可以提高锅炉在启动过程中的燃烧率；使蒸汽温度与汽轮机缸温得到最佳匹配；从而缩短机组启动的时间，减少寿命损耗。
B溢流功能：其目的实际为吸收机、炉之间的不平衡负荷而设置的。
可以排泄机组在负荷瞬变过度过程中的剩余蒸汽；调整稳定蒸汽压力；维持锅炉在不投油情况下的最低稳燃负荷。
C安全功能：取代锅炉安全阀的功能1.1.2采用高、低两极串联的旁路系统设有启动或溢流功能，可以分为如下两类：A以启动功能为旁路设置的主要功能，并附有稳定蒸汽压力，以及在事故工况下的保护功能。
可适应机组冷、热态等各种条件下的启动要求；定压、滑压运行；负荷变化过程的压力调节；保护过热、减少安全阀动作、回收工质等。
B以启动功能为旁路设置的基本功能，并设有溢流功能。
除能满足第A类功能外，还可适应：汽轮机甩负荷维持空负荷运行：汽轮机跳闸实现停机不停炉；电网故障机组带厂用电运行等各种运行方案。
汽轮机旁路系统
汽轮机旁路系统一、旁路系统技术和结构特点#3、#4机组采用高、低压两级串联旁路系统。
高压旁路容量为额定参数下40%BMCR的流量（Boiler Maximun Continuous Rating）；低旁旁路容量是高旁容量加上高旁减温水的流量。
正常启停均采用中压缸启动方式，在旁路系统故障不能投运的情况下，也可采用高压缸启动方式。
1.旁路系统的主要功能汽机旁路系统的型式、容量和控制水平与汽机及锅炉的型式、结构、性能及电网对机组运行方式的要求密切相关。
根据本机组的负荷性质、启动特点，该旁路系统主要有以下几方面功能要求：（1）调整主蒸汽、再热蒸汽参数，协调蒸汽压力、温度与汽机金属温度的匹配，保证汽轮机各种工况下中压缸启动方式的要求，缩短机组启动时间。
（2）协调机炉间不平衡汽量，旁路掉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。
使机组能适应频繁起停和快速升降负荷，并将机组压力部件的热应力控制在合适的范围内。
（3）在机组启动和甩负荷时，保护再热器不干烧和超温。
（4）回收工质，减少噪音。
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，减少甚至避免安全门动作。
2．旁路系统的设计原则本工程采用高、低压两级串联旁路系统。
由于该旁路系统是不兼带安全门功能的，即装设的旁路系统并不替代锅炉过热器出口的弹簧安全门和动力释放阀（PCV）的功能，且无停机不停炉或带厂用电的功能要求，因此确定旁路系统容量的因子，主要是根据各个工况的启动曲线来核算所需的旁路容量。
当然还需考虑机组的负荷变动率及锅炉的燃烧率能以多快的速度减少而不危及火焰的稳定性等因子，以满足快速升降负荷等功能要求。
3．旁路容量的选择旁路容量的选择对中压缸启动非常重要。
若高压旁路容量不够，势必会逼高主汽压力，此时锅炉很难保证主汽温度，而过高的主汽温度对高压缸及其转子极为不利，本机组当高排温度达420℃时即报警，435℃时即跳机；若低压旁路容量不够，势必会逼高再热汽压力，此时防止高压缸末级叶片过热的最小流量值增大，即必须提高此时的目标负荷值（即阀切换负荷值），否则高压缸调节级压力与高排压力比有可能过低而导致停机（为限制高压缸出现小流量高背压现象，防止高压缸末级叶片过热，汽机通常有如下保护：高压缸调节级压力与高排压力比为1.8时报警，为1.7时即跳机）。
汽轮机旁路控制系统
1．三级旁路系统
大旁路可维持锅炉在最低稳燃负荷下运行。
2．两级串联旁路系统
高压旁路系统为保护锅炉再热器以及机组起动间的暖管暖机而 提供汽源；低压分路系统将再热蒸汽引入凝汽器，可提供再热汽系 统暖管并回收工质。这种结构方式不仅可以保护再热器，而且基本 上能满足机组启动时蒸汽参数与汽轮机金属温度匹配的要求，当汽 轮机甩负荷时可使汽轮机保再热器出口压力控制回路 2．低旁后蒸汽温度的控制
四、凝汽器保护
通常出现下列情况之一时，应快速解列低压 旁路系统，即 （1）凝汽器真空低； （2）凝汽器温度高； （3）主燃料跳闸。 发生上述情况之一时，逻辑控制回路发出快关 指令，快速关闭低压旁路阔，并联锁关闭喷水 阀。
第三节 600MW机组旁路控制系统
完成下列几项任务：
（1）在机组启动时，将不符合参数要求的蒸汽排入凝汽 器，建立锅炉的启动负荷，直到蒸汽参数满足汽轮机 冲转要求，从而缩短机组（热态）启动时间，减少启 动期的工质损失。 （2）在汽轮机跳闸后，将锅炉产生的多余蒸汽导入凝汽 器，维持锅炉在最低负荷下稳定运行，以便汽轮机重 新快速启动，实现停机不停炉工况。 （3）在电气主开关跳闸后，汽轮机带厂用电[(7％～ 8 ％)MCR]，通过旁路将锅炉的多余蒸汽排入凝汽器， 维持锅炉在最低负荷下稳定运行。 （4）在机组部分甩负荷的情况，起超压保护作用。 （5）保护再热器，在锅炉点火至汽轮机冲转前或汽轮机 跳闸锅炉带最低稳定负荷运行时，由旁路系统为再热 器提供一通流回路，使再热器得到足够的冷却，避免 因干烧而损坏。
四、旁路控制系统组成
1．高压旁格控制系统 ．
（1） 主蒸汽压力及汽轮机甩负荷压力保护回路； （2） 主蒸汽压力自动给定和手动给定控制回路； （3） 高旁后蒸汽温度控制回路。
燃气轮机联合循环机组旁路控制说明
燃气轮机联合循环机组旁路控制说明王铭东方电气自动控制工程有限公司四川德阳618000摘要:本文对燃气轮机联合循环机组汽机旁路控制系统的调节方式、控制方式及其作用进行了简单的介绍和分析。
国内投 运的M 701F 型燃气轮机肩负着电网要求的日起停、调峰、调频需求。
其中旁路系统起到极其重要的功能性作用。
关键词：燃气轮机联合循环机组；旁路系统机械化工_________________________________________________________________________________科技风2〇17年8月上D 01：10.19392/j . cnki . 1671-7341.201715118燃气轮机联合循环机组由以下三部分构成:燃气轮机、蒸 汽轮机、发电机，机组的主要做功部分是燃气轮机和余热锅炉。
燃气轮机在做功的同时，将高温度的排气排人余热锅炉进行二 次利用，加热余热锅炉中的除盐水，进行蒸汽输出。
蒸汽进人 蒸汽轮机进行做功，旁路控制阀和主蒸汽调节阀用于调节气包 压力及控制蒸汽品质。
旁路控制参数的设定关系着机组的优 化运行。
本文着重介绍、分析了我公司联合循环燃机旁路系统 的逻辑和工作状况。
1旁路控制系统分析M 701F 型燃气轮机配置的旁路系统为100%流量阀门。
随着燃机的启动，旁路系统可以让余热锅炉出口蒸汽的温度、压 力快速提升，让汽机尽快进汽做功。
旁路系统还兼具着保护汽 轮机的功能，当机组发生跳机或甩负荷时，旁路系统迅速将主 蒸汽隔离，避免汽机超压。
旁路控制系统功能介绍：(>燃气轮机启动时，排气温度低，锅炉出口蒸汽温度、压 力不达标，旁路系统将这些蒸汽排人凝汽器，并尽快让蒸汽品 质达到进气要求提升汽机启动时间。
(d )燃气轮机运行时，旁路控制阀跟踪主蒸汽压力设定，配 合主蒸汽调节阀进行压力控制，避免蒸汽压力波动。
(,燃气轮机处于跳闸、甩负荷等极端状态时，旁路阀将蒸 汽隔离，避免汽机超压，确保机组安全。
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。
第六章 旁路控制系统(BPC)
• ⑥、安全控制系统 SSB：安全控制系统确保即使 核心供电故障，执行器能够按需可靠地定位到预 先确定的端位置。 根据要求，其中必需的能源来 自额外的液压蓄能器，该蓄能器的储存能量足够 一个或多个行程使用。它用于高、低旁阀的快开 和快关。按需配置。本系统在低旁都配置了SSB来 完成快关功能。 • ⑦、安全旁路系统 SBE：安全旁路系统允许阀门 打开，而不需要任何外部能量。只用由媒介（通 常是蒸汽）施加于阀门上的外力。系统主要应用 于连接高旁站和MSV或HSV类型安全阀操作的执行 器。它用于高、低旁阀的快开，按需配置（本系 统未配）。
二、低旁压力控制系统 1、工作原理 1）锅炉点火，汽机冲转前，汽机第一级压力P1=0，而压力设 定值受下限限制输出Prmin，这样在再热器压力小于Prmin之前， 压力偏差为负，控制器输出为0，强制最小开度Ymin 。 2）随着机组的启动，当再热汽压力达到并超过最小压力设定 值Prmin时，压力偏差为正，控制器输出Ys开始增大，以维持压 力等于最小值Prmin。 3）汽轮机冲转后，调节级压力P1开始上升，当由调节级压力 P1算出来的设定值KR×P1+ΔP>Prmin时，限幅器输出为P1计算出 来的值（KR×P1+ΔP），此时再热器出口压力应为KR×P1，因为 压力设定值比实际值大了一个偏差ΔP,所以阀门开始关小，直 至全关，进入滑压运行阶段。 4）随着机组负荷的增加，P1不断上升,压力定值也不断上升， 最终将保持在最大值Prmax, Prmax整定的值低于再热器安全门 动作值，这样，当再热器压力高于最大压力Prmax时，低压旁路 阀开启，进行泄流减压，而不造成安全门动作。
高压旁路压力调节回路原理
二、高旁温度控制系统
1、作用：保证减压阀后温度等于给定值。 2、分析：带PD校正的单级PI控制系统 1）PD：补偿测温元件的惯性 2）×：喷水量与蒸汽流量相匹配 不同负荷下，相同的温差对应不同的喷水强度。 三、喷水截止阀控制 1、作用：隔离 降压 2、原理：BD 与 BP阀连锁 BP开度＞2%时， BD自动打开 BP开度≤ 2％时， BD 自动关闭
第六讲旁路控制
单元机组协调控制系统6．旁路控制系统6．1旁路系统的组成与功能一、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温、减压系统，如图所示。
它由旁路管道、减压、减温阀门及控制机构等组成。
其作用是在机组启动阶段或事故状态下将锅炉产生的蒸汽不经过汽轮机而引入下一级管道或凝汽器。
将主蒸汽旁通汽轮机的高压缸引入到再热器为高压旁路；将再热蒸汽旁通汽轮机的中、低压缸引入到凝汽器为低压旁路。
汽轮机旁路系统是随发电机组的发展而产生和发展的。
大型火电机组都采用大容量、高参数、中间再热式的热力系统，且采用机炉电单元配置，由于汽轮机和锅炉特性不同而带来机炉之间的某些不协调问题，可以通过设置旁路系统来解决。
根据各机组的不同情况，汽轮机旁路系统配置有不同的型号和不同的容量。
旁路容量在国内多数设计是30％或40％MCR(锅炉最大连续蒸发量)，少数引进机组的旁路容量达100％MCR。
在旁路系统中，没有做功的主蒸汽和再热蒸将要分别旁通到再热器和凝汽器，为了防止再热器超压、超温和凝汽器过负荷，必须对旁通蒸汽进行减温、减压。
在高压旁路中，BP是高旁减压阀，BPE是喷水减温阀，BD为喷水隔离阀。
减温水为高压给水，BD也具有减压作用。
在低压旁路中，LBP是低旁减压阀，LBPE为喷水减温阀，减温水为凝结水。
相应地，旁路控制系统由高旁压力和高旁温度控制系统系统，低旁压力和低旁温度控制系统系统组成。
二、旁路系统的功能汽轮机旁路系统的主要作用是协助机组以最短的时间完成热态启动，在机组甩负荷时与锅炉和整个机组配合，实现甩负荷后的一些较复杂的运行方式（如机组快速切负荷FCB等），并进行锅炉超压防护。
合适的旁路容量和完善的自动控制系统可以配合机组协调控制系统来完成机组的压力全程控制。
汽机旁路系统的具有以下功能。
(1) 改善机组启动性能。
对于直流炉，无旁路系统不能启动。
机组冷态或热态启动初期，当锅炉输出的蒸汽参数尚未到达汽轮机冲转条件时，这部分蒸汽就由旁路系统通流到凝汽器，以回收汽水工质，以适应机组暖管的要求。
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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。