旁路全程自动在中压缸启动汽轮机组中的实现

电力18讯：    作者：孙鸿斌 鲍丽娟  

摘要:描述了中压缸启动机组的旁路全程控制的方法，指明了控制过程中的关键点，并结合某电厂600MW中压缸启动机组的控制过程介绍了实现旁路的全程自动的具体操作方法，这对同类型机组有一定参考价值和借鉴意义。

关键词: 旁路系统 中压缸启动 自动控制
0　前言

　　通常情况下，汽轮机组启动的方式主要有三种：高压缸启动、中压缸启动和高中压缸联合启动，其中，中压缸启动因其在同样的条件下启动速度快、设备寿命损耗小而备受关注[1]。

　　中压缸启动机组其设计目的能否完全达到，在很大程度上依靠其旁路配置，而对旁路的正确操作则是实现汽轮机组顺利启动的关键。中压缸启动机组旁路配置相对复杂，手动操作也较多，在一定程度上限制了这种方式的推广使用[2]。嘉兴发电厂二期工程两台中压缸启动机组均实现了旁路的全程自动控制，这对同类型的机组有一定的借鉴意义。
1　设备简介

　　嘉兴发电厂二期工程#3、#4机组是采用东方汽轮机厂引进日立技术的600MW、单轴、三缸(高中压缸合缸)、四排汽、亚临界、一次中间再热、双背压、凝汽冲动式汽轮机。锅炉为北京巴威有限公司生产的B&WB一2020／17．5一M型亚临界自然循环汽包炉，正常起停均采用中压缸启动方式。该机组配置了高压、低压两级串联旁路系统，容量为40%MCR。高低压旁路各自配有一套单独的液压动力控制系统来驱动，阀体及控制系统均为德国Bopp & Reuther公司生产，其主要设备有高旁压力调节阀、高旁温度调节阀、高压旁路喷水隔离阀各一个；低旁压力调节阀、低旁温度调节阀、低压旁路喷水隔离阀各两个。高、低旁压力调节阀和减温水调节阀及隔离阀的开关均有电磁阀控制，并能实现在2秒内旁路调节阀的快开、快关功能。
2　启动过程中与关键点控制

　　该机组中压缸启动时，由中压调门控制汽机进汽量使机组从盘车状态逐渐达到全额定转速，这个期间高调门处于关闭状态，高压缸不进汽；机组并网后，机组进行控制方式切换，也即是“倒缸”操作，中调门全开，高调门逐渐开启，并控制汽轮机的进汽量，以实现机组负荷的控制。在此过程中，旁路的作用就是在汽轮机冲转前启动时配合锅炉的升温、升压；汽轮机冲转及并网后配合中压缸和高压缸之间进汽控制方式的切换。

　　在中压缸启动过程中，以下几处是关键点[3]：一、汽轮机的“倒缸”是由DEH控制、并与旁路一起完成的，在保证DHE与旁路控制信号正常传递的情况下，要求旁路具有一定的快开保护功能，防止事故工况下系统压力突升；二、汽轮机冲转前，由于旁路的投用，再热蒸汽已经具备了较高的压力和温度，因此，在“倒缸”时，由于高排逆止阀后是有压力的，也就存在着该阀门不能顺利打开的可能，高压缸内流通的少量蒸汽不足以带走鼓风摩擦而产生的热量，这就会造成高排金属温度迅速上升而损坏汽轮机；三、由于汽轮机“倒缸”过程的升负荷率可以达到30MW/min，将流经旁路的蒸汽完全切换至汽轮机内部时蒸汽压力会产生较大波动，从而会对汽包水位带来的很大的影响。

　　通过对旁路的合理控制，以上情况在运行中可以得到很好的解决。首先，在锅炉点火、升温、升压阶段控制旁路配合燃料的增加，逐渐控制蒸汽参数的上升，在蒸汽参数满足汽轮机冲转参数的要求后，旁路控制主、再热蒸汽的压力，由燃料量的多少来满足冲转需要的蒸汽温度和流量；其次，在汽机的升速、并网过程中，旁路也只要控制住主、再热蒸汽压力，以减少对汽包水位灯相关参数的扰动，在进行汽轮机进汽方式的切换过程中，由低旁控制再热蒸汽压力，将再热汽压力由冲转时的1MPa降至0.5MPa左右，保证高排逆止阀的顺利打开；再次，在确定合理的倒缸负荷的基础上进行“倒缸”操作[4]，DEH的“倒缸”执行命令同时送给旁路控制系统，低旁首先开大降低再热蒸汽压力，高旁维持原设定的主蒸汽压力，在切换时汽机进汽量增大，蒸汽压力下降，为维持设定的压力而逐渐关小高、低压旁路阀，在机组负荷达到倒缸要求设定的目标负荷后，由DEH发指令给旁路倒缸结束，高、低压旁路以一定的速率自行关闭；最后，在高、低压旁路均关闭后，旁路控制自动切换至监视主蒸汽压力变化率的回路，在主、再热蒸汽压力发生突升时能迅速泄除一定的蒸汽，达到防止超压的目的，同时也可在机组发生跳闸时迅速打开，并维持跳机前的蒸汽压力。
3、旁路全程自动控制的实现

　　该机组旁路控制有两种方式 ，一是PLC控制即全过程自动控制，不需要人为干预；二是手动控制，即通过人为改变压力设定值或者改变阀位来实现控制。根据上述旁路自动控制的要求，在高旁PLC控制方式上设置了最小开度模式、升压模式、固定压力模式、跟随模式。低旁PLC控制方式有最小开度模式、固定压力模式和跟踪模式。

　　锅炉点火后，将高、低旁控制投入PLC自动控制，旁路转入最小开度模式，高、低旁开度自动开启5％，并将高、低旁调节的最低开度限制在5%，同时<