旁路控制系统逻辑.
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。
M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化
M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化发布时间：2021-03-25T02:24:39.647Z 来源：《河南电力》2020年9期作者：黄永昆[导读] 随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。
本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。
（广东粤电中山热电厂有限公司广东中山 528445）摘要：旁路系统是蒸汽轮机主蒸汽系统的重要组成部分，它在燃气-蒸汽联合循环机组启停过程以及甩负荷时起着十分重要的作用。
本文主要介绍了M701F4型燃气轮机联合循环机组的主蒸汽旁路系统的主要作用，通过对主蒸汽旁路系统几种控制模式的介绍，描述旁路系统在机组运行过程中的控制过程，并通过介绍机组运行过程中一次特殊工况，分析现有旁路系统控制逻辑存在的问题，并提出解决方案。
关键词：M701F4燃气轮机；联合循环；旁路系统；控制模式随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。
本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。
在燃气-蒸汽联合循环机组中，旁路系统在机组启停过程以及甩负荷时起着重要作用，它的功能是，当余热锅炉产生的主蒸汽不满足蒸汽轮机运行需求时，这部分主蒸汽会通过旁路系统回到凝汽器，从而防止余热锅炉蒸汽管路超温、超压；另外，在汽轮机跳闸或甩负荷时，旁路系统可以联锁快开从而有效抑制主蒸汽压力、温度参数波动，防止汽包水位波动，维持余热锅炉及燃汽轮机正常运行，从而缩小事故范围，减少机组损失。
M701F型联合循环机组的汽轮机旁路控制系统分析
第 ３期
毛
丹 等 ： ０ Ｆ型联 合 循 环机 组 的 汽 轮 机 旁 路控 制 系统 分 析 Ｍ７ １
１ １ 最 小 压 力 模 式 （ ｎ Ｐｒ ｓ ｄ ． Ｍｉ． ｅ ｓ Ｍｏ ｅ）
中压 旁路 控制 投入 的判 断条 件 ：
燃 气轮机 点火 成功 是 高 、 低压 旁路 控制 系统 中、
Ｖｏ｜ ． ｌ ２３ Ｎｏ３ Ｓ ｐ．０１ ｅ ２ ０
Ｍ７ １ ０ 联 合循 环 机 组 的汽 轮 机 旁 路控 制 系统分 析 Ｆ型
毛 丹 ， 粤 珊 诸
（ 圳 市 广前 电力 有 限公 司 ， 东 深 圳 ５ ８ ５ ） 深 广 １ ０ ４
摘 要 ： 通过分析 Ｍ ０Ｆ ７１ 型燃气一 蒸汽联合循环电厂的汽轮机 旁路控制 系统的功 能、 运行工况 。 出适合联合循环机 组汽 给
ＭＰ 比初 始值 高 ０１ Ｐ ； ａ且 ．Ｍ ａ
低压 旁路 控制 投入 的判 断条 件 ：
式 下分 两个 阶段 。 阶段一 逻辑 点 ： 路控 制未 投入 。特性 ： 旁 Ｓ 接 Ｖ直 取旁 路前 主汽压 力 值 ， ｓ＝ ｖ 此 阶 段 旁路 阀的输 即 ｖｐ，
入 ｄｐ ０ ｓ＝ ，旁路 阀不 会 开 启 ，Ｖ随 着 管 道 内的压 力 Ｓ
第 ２ ３卷 第 ３ 期 ２１ ０ ０年 ９月
江 西 电力 职 业 技 术 学 院 学报
Ｊ ｕｎ ｆ ｉｎ ｘ ｃ ｔ ｎ ｌ ｎ ｅ ｈ ｉａ ｏ ｅ ｅｏ ｅ ｔｉｉ ｏ ｒ ａ ｏ ａ ｇ ｉ ｌ Ｊ Ｖｏ ａｉ ａ ｄＴ ｃ ｎｃ ｌＣ Ｈ ｇ ｆ ｃｒ ｔ ｏ ａ Ｅｌ ｃｙ
４．ＭＰａ： ８
② 点火成功 后高 压过热 器 出 口压力大 于 Ｏ ． ５
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。
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
旁路控制系统
旁路控制系统一、旁路组成本旁路系统由控制' 阀门及气动执行机构组成。
控制由DCS负责实现，控制策略和原理供参考。
阀门为气动执行机构(液动旁路类似)。
旁路系统阀门配置为高旁减温减压阀(BP)、高旁喷水调节阀(BPE )、高旁喷水隔离阀(BD)和低旁减温减压阀(LBP)、低旁喷水调节阀(LBPE)、低旁喷水隔离阀(LBD)和三级喷水调节阀。
二、设备性能要求K改善机组的启动性能机组在各种工况下(冷态、温态、热态和极热态)用高压缸或中压缸启动时，投入旁路系统控制锅炉蒸汽温度使之与汽机汽缸金属温度较快地相匹配，从而缩短启动时间和减少蒸汽向空排放及减少汽机循环寿命损耗，实现机组的最佳启动。
2、机组正常运行时，高压旁路装置作为主汽压超压保护安全装置，一旦主蒸汽压力超过高压旁路装置的设定值，高压旁路阀应能快速开启，并按照机组主蒸汽压力进行调节，直至恢复正常值；低压旁路装置依据机组负荷(调节级压力)调节再热汽压，当再热汽压超过负荷对应汽压时，低压旁路开启调节，并控制再热蒸汽压力。
3、旁路系统装置应能适应机组定压和滑压两种运行方式，并配合机组控制实现负荷调节。
4、当电网或机组故障跳闸甩负荷时，旁路系统装置应快速动作(高旁快开，低旁同时快速打开),实现维持锅炉最小负荷运行功能，使机组能随时重新并网恢复正常运行。
5、在启动和甩负荷时，旁路系统装置应能保护布置在烟温较高区的再热器，以防止烧坏。
6、旁路系统装置应具有回收工质，减少噪音作用。
旁路系统装置设备性能应满足机组在各种工况下(包括启动'正常运行、甩负荷时)，能自动或手动(遥控操作)地正常动作和快速动作(高旁快开3秒' 高旁正常调节13秒、低旁快关3秒' 低旁正常调节13秒)。
7、旁路系统装置应具有下列二种保护功能(1)高压旁路对新蒸汽管系的安全保护功能当机组在运行中有下列情况之一发生时，高压旁路应能在3秒种内自动快速开启定值及以下时，高压旁路自动关闭。
旁路系统控制逻辑
旁路系统控制逻辑
高旁切手动当下列任一条件达到后，高旁自动切换到手动方式：1）旁路油站控制柜来的系统故障信号；
2）高旁快关；
3）主汽压力超限。
三个压力的平均值大于70bar或小于-0.1bar；4）主汽压力测量故障或任一压力值超限（大于70.5bar或小于-0.5bar），由三选二判断
高旁切自动当下列任一条件达到后，高旁自动切换到自动方式：1）主蒸汽压力大于65bar；
2）主蒸汽压力大于20bar的条件下，主蒸汽压力比高旁压力设定值高出6bar；
3）在高压蒸汽流量与吹灰蒸汽流量之和大于66t/h（30％）的条件下，汽机脱扣。
旁路的快开和快关，通过相应的电磁阀动作来实现，PID与80站仅实现阀位跟踪。
高旁最小阀位投入，阀位开至10％。
如汽机脱扣，高旁快开，阀位输出初值为50%。
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低旁快关功能
以下条件的时候低旁快关： a 凝汽器真空低>40KPa（A、B低旁各3个开关，2/3） b 凝汽器温度高>80℃（A、B低旁各一个开关） c 喷水压力低<1.4Mpa（A、B低旁各一个开关）
d 凝汽器液位高>1200mm（A、B低旁同时）
旁路的安全门作用
高压旁路阀用作锅炉的高压部分安全阀，
的容量为高旁的蒸汽流量与喷水流量
高压旁路：取自高压给水，水压：9－22MPa，
水温:110º C－168.7℃
低压旁路：取自凝结水，水压： 2.71 ～
3.69MPa，水温：34～ 49℃
旁路操作画面DCS
旁路系统的功能
调节功能
报警功能 保护功能： 高旁保护 低旁保护
注：高旁和低旁都是快关指令优先 ( 通过继电器输出 直接切断开关电磁阀的电源，达到开关的目的 ) ，如 果有快关，则快开和正常的操作都不起作用。
不注 起： 作如 用果 有 快 关 ， 其 他 操 作 都
高压旁路的保护功能
高旁快开功能： n 汽机跳闸
主汽压力大于 4.2MPa ，当满足以下条件之一时高旁快开：
n 主汽压力大于主汽压力设定值0.8MPa，高旁快开3秒， 然后切换到压力控制状态，调节主汽压力为快开之前的压 力，在阀门关闭又重新进入跟踪状态。 高旁快关功能 当满足以下条件之一时高旁快关：
当压力超过安全压力上限时，旁路阀开 启，而不必在高压侧采用额外的常规安 全阀。
蓄能器的作用
蓄能器所储备的能量，能在气源故障的
情况下，提供足够的压力，使得旁路系 统所有阀门能够完成2 次全行程的开关动 作。
旁路报警画面
旁路报警说明
报警屏幕里的报警在报警信号从1-〉0和
从0-〉1的时候都报警，看每个报警最前 面一栏里的0或1的数值可知道报警发生 后此点是什么状态。
n 阀后温度高高（>380°C，延时20秒）
n 高旁喷水压力低<4.2MPa n 110%超速 n 低旁有快关指令
注 ： 如 果 有 快 关 ， 其 他 操 作 都 不 起 作 用
低压旁路的保护功能
低旁快开功能
以下满足以下条件之一时低旁快开：
a 汽机跳闸
b 高旁有快开指令
热再压力大于设定值0.6MPa d 110％超速
主汽压 力达到 Psync
最小阀 位10%
Restart
Follow up模式 Ys<2% 已并网
ห้องสมุดไป่ตู้
并网
冲车
高缸启动 切除旁路
旁路自动说明一
高旁在并网以后自动投入，所有阀门切换
到自动，旁路工作在跟随方式－follow， 旁路设定值会跟随主汽压力上升，升速率 为1.2MPa/min，这时高旁会在实际主汽压 力上加上0.5MPa作为主汽压力设定值，如 果主汽压力和设定值之间的差值不大于 0.5MPa，则阀门保持关闭，如果实际压力 和设定值差值大于0.5MPa，则高旁调节门 打开，切换到压力控制状态Pressure control，调节主汽压力到阀门开启之前的 压力。在高旁根据压力调节关闭以后，重 新切换到Follow模式。
旁路系统概况
汽机旁路系统最基本的功能是协调锅炉
产汽量和用汽量之间的不平衡，改善机 组的启动特性，提高机组运行的安全性、 灵活性和适应性。我们公司设计为高低 压串联的两级旁路系统，采用 CCI- 苏尔 寿公司方案，使用气动执行器，利用压 缩空气做为执行器的动力源。
旁路系统的型式 与组成
气动两级高、低压串联旁路 高旁的容量为锅炉最大额定出力的30 %，低旁
旁路系统图
冷态启动
当锅炉刚点火不久时，它所提供蒸汽的温度、
压力都很低，或者运行中的汽轮机意外地失去 负荷时，这些情况下都不允许蒸汽进入汽轮机。 这种工况下，锅炉提供的蒸汽就可以通过旁路 系统加以处理来回收工质，而且有利于改善汽 轮机的暖机效果，缩短启动时间。当汽轮机系 统出现小故障需要短时检修时，锅炉可维持在 最低稳燃负荷下运行，故障排除后，即可很快 重新冲转并网带负荷运行。
旁路与其他系统接口
旁路系统
DEH 系统
DCS 系统
DEH系统 DEH系统
到旁 路去
从旁 路来
DCS系统 DCS系统
到旁 路去
从旁 路来
旁路启动功能
冷态 启动 Startup 锅炉点火 主汽压力 达到 Prmim
最小压 力1MPa
Warm Start Ym 30%阀 位 阀位自 动控制
冲车压力 4.2MPa
旁路自动说明二
在自动启动过程中，高旁压力设定值是不可以手动改 变的，除非退出自动启动过程。只有在压力控制方式， 压力设定值才是可以起作用的。 高旁自动启动的设定阀位过程的30％的阀位设定可以 根据实际的运行情况进行修正，主要根据在此过程中 主汽压力和温度两个条件哪个先满足冲转要求。如果 是压力先满足要求而温度不够，可以加大这个参数， 使得温度可以上升更快；如果是温度先满足要求而压 力上升相对较慢，可以改小此阀位是的压力可以更快 达到冲转要求。 高旁或者低旁打开后，相应的喷水阀切换到自动状态， 低旁的喷水阀同时根据设定的最小流量开启一定的开 度，高旁的喷水阀根据温度设定值和阀后温度控制开 度。 在阀门故障时候，阀门会闭锁，不可操作，应尽快查 明原因进行处理。
DEH到旁路输入信号
点名 ASLN 点描述 汽机未挂闸
WS110
BPOFF BPON BR
DEH 110%超速,
旁路切除 旁路投入 并网
IVOPEN
中压调门开
旁路开关量输出到DEH
KKS码
10BPCOOEH001 10BPC00EH002
点描述
旁路柜电源故障 旁路投入允许 高旁关闭 DEH切除旁路条件 低旁关闭 DEH切除旁路条件
10BPC00EH005
10BPC00EH004
DCS到旁路输入信号
点名 点描述
10DCS00BP001
10DCS00BP002 10DCS00BP003 10DCS00BP008
汽机跳闸，快开高旁
发电机跳闸 MFT Start up 旁路启动
旁路开关量输出到DCS
点名 10BPS00CS006 10BPS00CS007 10BPS00CS008 10BPS00CS009 10BPS00CS010 10BPS00CS011 10BPS00CS012 10BPS00CS013 10BPS00CS014 10BPS00CS015 点描述 高旁阀门故障 高旁喷水阀故障 高旁喷水闸阀故障 低旁阀1故障 低旁阀2故障 低旁喷水阀1故障 低旁喷水阀2故障 低旁喷水闸阀1故障 低旁喷水闸阀2故障 旁路压力控制