西門子1000MW機(jī)組旁路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及控制方式

摘 要：介紹了臺(tái)山電廠二期1000MW機(jī)組旁路的形式、容量及旁路系統(tǒng)的主要功能，著重介紹了旁路系統(tǒng)的控制及運(yùn)行方式。

關(guān)鍵詞：1000MW；旁路；控制方式

中圖分類號(hào)：TM311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 24-0000-01

神華國華廣東臺(tái)山發(fā)電廠二期（首兩臺(tái)1000MW級(jí)機(jī)組）擴(kuò)建建設(shè)兩臺(tái)超超臨界1000MW燃煤發(fā)電機(jī)組，三大主機(jī)由上海電氣集團(tuán)提供。鍋爐采用上海鍋爐廠有限公司引進(jìn)Alstom-Power公司Boiler Gmbh技術(shù)生產(chǎn)的1000MW鍋爐，型號(hào)為SG3091/27.56-M54X。汽機(jī)采用上海汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)西門子技術(shù)生產(chǎn)的TC4F型汽輪機(jī)。

一、高、低壓旁路系統(tǒng)介紹

臺(tái)山電廠旁路系統(tǒng)采用100%容量高壓旁路+65%低壓旁路設(shè)計(jì)。高壓旁路每臺(tái)機(jī)組設(shè)4套×25%，布置于鍋爐房內(nèi)主蒸汽聯(lián)箱出口，經(jīng)減溫減壓后接至再熱冷段蒸汽管道。高壓旁路的減溫水取自高壓加熱器出口。帶安全保護(hù)功能的100%容量高壓旁路的最大優(yōu)點(diǎn)是不需另設(shè)鍋爐高壓側(cè)安全閥。除此以外，100%容量的高壓旁路能保證旁路運(yùn)行時(shí)，不管鍋爐負(fù)荷如何，均可保證再熱器得到充分冷卻，并且在鍋爐啟動(dòng)過程中可以控制壓力。低壓旁路每臺(tái)機(jī)組設(shè)2套，從汽輪機(jī)中壓缸入口前由再熱蒸汽兩根支管分別接出，經(jīng)減溫減壓后接至凝汽器。低旁容量為65%BMCR。高、低壓旁路串聯(lián)一起，完成整個(gè)旁路系統(tǒng)的工作。低旁減溫水由凝結(jié)水系統(tǒng)引來。

二、高旁的基本用途

（一）改善機(jī)組的啟動(dòng)性能。機(jī)組在各種工況下（冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)）用高中壓缸啟動(dòng)時(shí)，投入旁路系統(tǒng)，控制鍋爐快速提高蒸汽溫度使之與汽機(jī)汽缸金屬溫度

較快地相匹配，從而縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間和減少蒸汽向空排放，減少汽機(jī)循環(huán)壽命損耗，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的最佳啟動(dòng)。

（二）機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，高壓旁路裝置具有超壓安全保護(hù)的功能。鍋爐超壓時(shí)高壓旁路開啟，代替鍋爐過熱器出口安全閥功能，并按照機(jī)組主蒸汽額定壓力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，直到恢復(fù)正常值。

（三）旁路能適應(yīng)機(jī)組定壓運(yùn)行和滑壓運(yùn)行復(fù)合方式。當(dāng)汽機(jī)負(fù)荷低于鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷時(shí)（不投油穩(wěn)燃負(fù)荷），通過旁路裝置的調(diào)節(jié)，使機(jī)組允許穩(wěn)定在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。

（四）能滿足機(jī)組甩負(fù)荷后快速恢復(fù)并網(wǎng)（FCB）的要求。當(dāng)外界電網(wǎng)或汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障跳閘，旁路系統(tǒng)迅速動(dòng)作實(shí)現(xiàn)帶廠用電運(yùn)行或空轉(zhuǎn)或停機(jī)及維持鍋爐最小穩(wěn)燃負(fù)荷運(yùn)行功能，使機(jī)組能隨時(shí)重新并網(wǎng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

三、旁路的控制功能

（一）高壓旁路控制特點(diǎn)。高壓旁路的運(yùn)行方式分為A、B、C、D、E五種模式，分別表示啟動(dòng)模式、跟蹤模式、停機(jī)不停爐模式、停爐備用模式和停爐檢修模式。A模式根據(jù)啟動(dòng)階段鍋爐不同的運(yùn)行要求分為A1、A2和A3三種模式。

1.A1模式。鍋爐點(diǎn)火瞬間，進(jìn)入A1模式，調(diào)節(jié)器的輸入偏差切換為-5，因此PID調(diào)節(jié)器的輸出為零，高旁閥關(guān)閉。

2.A2模式。鍋爐點(diǎn)火12分鐘后或主蒸汽壓力已高于11.8MPa或達(dá)到鍋爐蓄熱設(shè)定點(diǎn)進(jìn)入A2模式。

3.A3模式。進(jìn)入A2模式持續(xù)一段時(shí)間或主蒸汽壓力已高于12MPa進(jìn)入A3模式。開始進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，此時(shí)高旁壓力設(shè)定值是進(jìn)入A3瞬間的主汽壓力和鍋爐點(diǎn)火時(shí)根據(jù)高壓轉(zhuǎn)子溫度計(jì)算而得的汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力兩者取大值，并限制在8.5～15MPa之間。

4.B模式。在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)升負(fù)荷逐漸接受全部蒸汽，所有高旁閥位<2%后進(jìn)入B模式。此時(shí)的高旁壓力設(shè)定值是CCS協(xié)調(diào)滑壓曲線上加1.4MPa，因此高旁保持全關(guān)。

5.C模式。進(jìn)入B模式后，如果DEH的全部蒸汽進(jìn)入汽機(jī)信號(hào)消失，即發(fā)電機(jī)或汽輪機(jī)跳閘，高旁轉(zhuǎn)為C模式。

6.D/E模式。當(dāng)鍋爐點(diǎn)火信號(hào)消失轉(zhuǎn)入D/E模式，根據(jù)滅火時(shí)的主汽壓力，若主汽壓力大于13.5MPa，設(shè)定值為13.0MPa，否則為13.5MPa。

7.高壓旁路的保護(hù)功能。當(dāng)發(fā)生下列情況，高旁將快開：（1）機(jī)組負(fù)荷大于200MW，汽機(jī)跳閘；（2）機(jī)組負(fù)荷大于200MW，發(fā)電機(jī)出口開關(guān)跳閘（FCB）；（3）主汽壓力>28.5MPa；（4）主蒸汽流量大于50%，高旁處于B模式，主汽壓力比壓力設(shè)定值高2.4MPa；（5）主蒸汽流量大于50%，高旁處于C模式，主汽壓力比壓力設(shè)定值高2.4MPa；（6）高壓旁路有硬回路手操快開功能；（7）另外、高壓旁路在A＼B側(cè)主蒸汽各設(shè)置3個(gè)壓力開關(guān)，任一壓力開關(guān)定值>29.3MPa時(shí)，高壓旁路啟動(dòng)安全閥功能，4個(gè)高壓旁路全開。

（二）低壓旁路控制特點(diǎn)。低壓旁路閥在機(jī)組點(diǎn)火后，再熱器壓力設(shè)定值由鍋爐主控指令通過函數(shù)計(jì)算而來，此時(shí)低壓旁路閥跟據(jù)再熱器壓力與其壓力設(shè)定值的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)高旁快開條件來時(shí)，聯(lián)鎖低旁快開，此時(shí)低旁閥指令跟蹤兩側(cè)低旁閥閥位反饋的平均值；當(dāng)?shù)蛪号月烽y噴水壓力低或凝汽器A、B兩側(cè)任何一側(cè)的真空低或溫度高或液位高時(shí)低壓旁路閥快速關(guān)閉；快關(guān)條件存在時(shí)閉鎖快開，即快關(guān)優(yōu)先快開。當(dāng)發(fā)生下列情況，低旁快關(guān)：（1）凝汽器熱井水位高高；（2）凝汽器的真空低低；（3）低壓缸的排汽溫度高高；（4）低旁減溫水壓力低低。

（三）旁路減溫水控制。（1）高旁減溫水主要是控制高旁閥后的蒸汽過熱度。通過高旁閥位估算出高旁的蒸汽通流量，再根據(jù)高旁閥前、后的蒸汽壓力和溫度，計(jì)算出蒸汽的焓降和減溫水的焓增，從而計(jì)算出大致需要的冷卻水量，當(dāng)調(diào)節(jié)失靈，導(dǎo)致閥后蒸汽的過熱度小于10K時(shí)，高旁減溫水截止門將保護(hù)關(guān)，以免閥后蒸汽帶水；（2）低旁減溫水控制類似于高旁，計(jì)算得到的閥位開度需求直接作為開度指令，沒有溫度調(diào)節(jié)的修正，但增加了一個(gè)低旁閥后溫度限制附加回路。

參考文獻(xiàn)：

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[作者簡介]吳萬鍵（1986-），男，廣東羅定人，集控運(yùn)行值班員，本科，研究方向：熱能與動(dòng)力。