汽機旁路模式啟動轉速異常的分析和處理

李勇

摘 要：對直接空冷機組旁路模式啟動過程中遇到的定速3000 r/min后轉速繼續上升這一現象，進行DEH邏輯和系統分析，增加高壓旁路減壓閥后蒸汽壓力自動，手動控制低壓旁路減壓閥控制空冷島蒸汽流量，很好的控制中壓進汽壓力穩定，同時確保空冷島啟動過程中防凍所需要的最小蒸汽流量的要求。

關鍵詞：直接空冷 汽輪機 旁路模式 轉速

中圖分類號：TK267 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-00-01

新疆天富天河熱電2×330 MW工程直接空冷機組配置上海電氣電站設備有限公司上海汽輪機廠生產的CZK330-16.7/0.64/538/538型亞臨界、一次再熱、雙缸雙排汽、直接空冷、抽汽凝汽式汽輪機，其控制系統采用艾默生（上海）有限公司生產的OVATION分散控制系統。DEH設置帶旁路運行和不帶旁路運行兩種

方式。

非旁路模式是最為常用的一種運行方式，在這種方式下，轉速由高壓主汽閥（閥切換前）或高壓調節閥（閥切換后及帶負荷階段）控制；中壓調節閥在掛閘后保持全開，不參與控制，只在保護時動作。

旁路模式可以調節中壓調節汽閥，以便與外部的旁路系統相配。機組在啟動的不同階段分別由高壓主汽閥控制、高壓調節閥控制、或中壓調節閥控制，期間進行高壓主汽閥--調節汽閥轉換，再熱調節汽閥切換到主汽閥和中壓調節閥聯合控制。中壓調節閥參與轉速及負荷的控制，并在大約35%～40%負荷時全開。兩種運行方式的切換必須在跳機狀態下或中壓調節閥全開后才可以進行。

1 運行概況及問題描述

2011年11月15日15：50，#1機組旁路模式定速3000 r/min，定速后主蒸汽壓力#1至#6高壓調節汽閥未開啟，中壓調節汽閥開度13%，汽輪機轉速緩慢上升，直至3090 r/min，OPC保護動作，高壓調節閥和中壓調節閥關閉，汽機恢復3000 r/min后，轉速繼續上升，汽機打閘。

2 DEH控制邏輯

DEH“旁路模式”，汽機掛閘后，高壓主汽閥全關、高壓調節閥全開、中壓主汽閥全開，汽機開始升速至轉速600 r/min，由中壓調閥節流控制轉速，中壓調節閥指令為PID回路輸出值。當實際轉速穩定在600 r/min120 s后，進行IV-TV/IV切換，轉速由高壓主汽閥和中壓調節閥共同控制，中壓調節閥指令為（600 r/min閥切換完成瞬間PID輸出指令）+（高壓主汽閥PID回路輸出指令×中壓主汽壓力所對應的函數），高壓主汽閥逐漸打開，參與轉速控制，輸出指令為自身PID回路計算值。

當實際轉速穩定在2900 r/min 240 S后，進行TV/IV-TV切換，中壓調節閥指令為（2900 r/min控制方式切換完成瞬間中壓主汽壓力值÷中壓主汽壓力實時值）×〔（600 r/min閥切換完成瞬間PID輸出指令）+（2900 r/min控制方式切換完成瞬間高壓主汽閥PID輸出指令×2900 r/min控制方式切換完成瞬間中壓主汽壓力所對應的函數）〕，此時中壓調節閥指令維持不變，僅進行中壓主汽壓力補償，汽機轉速由高壓主汽閥控制。

當轉速達到2950 r/min時，進行TV-GV切換，汽機轉速控制由高壓主汽閥向高壓調節閥切換，切換過程中，高壓調節閥逐漸關閉直到汽機轉速降低30 r/min，高壓主汽閥在汽機轉速降低30 r/min后全開，高壓調節閥控制轉速，并維持轉速。

帶旁路沖轉控制方式簡述為600 r/min以前是中壓調節閥控制，600～2900 r/min之間是高壓主汽閥和中壓調節閥共同控制，2900～2950 r/min閥切換前是高壓主汽閥控制，2950 r/min閥切換后是高調閥控制。

在一般情況下，旁路處于BYPASS OFF方式，旁路是否處于ON或OFF，只會影響到中壓調節閥是否參與控制，與旁路的實際動作沒有關系的。

3 分析及處理

旁路模式轉速控制的關鍵是中壓主汽壓力所對應的函數，在該函數中，中壓主汽壓力是否穩定，直接關系到函數輸出值的變化，因此，維持中壓主汽壓力穩定，能較好的控制汽輪機轉速。

考慮機組是直接空冷機組，在嚴寒冬季啟動，必須避免空冷島在啟動過程中霜凍，即是必須維持空冷島最小蒸汽流量，現有旁路系統的控制邏輯是，高壓旁路控制高壓主汽閥前壓力，低壓旁路控制中壓主汽閥前壓力，未考慮低旁的蒸汽流量，為維持低旁的蒸汽流量，必須控制低壓旁路保持一定的開度并控制中壓主汽壓力在一定范圍內，由此，增加高旁壓力調節閥控制高旁后壓力自動，控制高旁后壓力也即是控制中壓進汽壓力，低旁采用手動控制，并將開度維持在一定開度。修改旁路系統控制邏輯后，機組于2012年5月18日啟動，采用旁路模式啟動，高壓旁路減壓調節閥投自動控制高旁后蒸汽壓力，低壓旁路減壓閥手動并維持一定開度，不僅確保了蒸汽流量，并很好的維持了中壓進汽壓力在0.6 MPa，整個開機過程轉速控制穩定，高壓調節閥和中壓調節閥按函數開啟，定速3000 r/min無轉速繼續上升。

4 結語

高壓旁路減壓調節閥投自動控制高旁后蒸汽壓力，低壓旁路減壓閥手動并維持一定開度，不僅確保了空冷島防凍所需要的最小進汽量，也確保了機組的啟動成功，節約了啟動時間，實現盡快帶負荷的要求。

參考文獻

[1] 楊海生，李路江，吳瑞濤，等.600 MW空冷機組空冷島的調試[J].熱力發電，2009（7）：66-68.

[2] 朱介南，吳永存，金麒麟，等.一種新的機組旁路系統控制策略的設計與應用[J].熱力發電，2010（9）：81-84.

[3] 鄭偉.300 MW直流爐機組高低壓旁路控制系統優化和改進[J].電力建設，2012（6）：71-74.