【摘 要】近些年隨著聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在國內(nèi)的大規(guī)模立項(xiàng)建設(shè)，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性越來越受到關(guān)注。而聯(lián)合循環(huán)機(jī)組旁路系統(tǒng)不僅能縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，還能提升汽輪機(jī)啟動(dòng)前的蒸汽品質(zhì)，輔以控制系統(tǒng)配合，能更好的實(shí)現(xiàn)對機(jī)組的優(yōu)化控制。加強(qiáng)這方面的分析研究，可以提升聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的整體控制品質(zhì)，保證機(jī)組的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】聯(lián)合循環(huán) 旁路 控制策略

1 F級聯(lián)合循環(huán)旁路系統(tǒng)的控制策略簡析

國內(nèi)某項(xiàng)目9F級多軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，采用二拖一的方式，鍋爐為三壓、再熱、無補(bǔ)燃自然循環(huán)鍋爐。兩臺(tái)余熱鍋爐分別配備高、中、低三級旁路，高中壓串聯(lián)布置，低壓旁路直接將低壓主汽排至凝汽器，低壓旁路采用定壓控制。針對此種布置方式，在了解機(jī)組運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上，對其旁路系統(tǒng)在機(jī)組啟動(dòng)、運(yùn)行、停止全過程的控制策略進(jìn)行深入分析。

1.1啟動(dòng)過程中的旁路控制策略

燃機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，鍋爐還處于冷態(tài)，旁路系統(tǒng)跟蹤實(shí)際壓力，保持一個(gè)最小開度，相當(dāng)于鍋爐的疏水器，保證鍋爐的通流量；待鍋爐起壓后，主汽壓力大于某一設(shè)定值時(shí)，旁路系統(tǒng)切入最小壓力設(shè)定模式，開始按照啟動(dòng)時(shí)所選模式和運(yùn)行操作的升速率來升溫升壓；當(dāng)達(dá)到汽輪機(jī)的沖轉(zhuǎn)壓力時(shí)，旁路系統(tǒng)配合汽輪機(jī)暖機(jī)、沖轉(zhuǎn)、達(dá)到定速，并網(wǎng)帶負(fù)荷以后，由汽輪機(jī)開始控制主汽壓力，旁路系統(tǒng)切入備用壓力控制模式；切入備用壓力控制以后，旁路壓力設(shè)定值是跟蹤實(shí)際主汽壓力值加上一個(gè)偏置，旁路閥隨著汽輪機(jī)升負(fù)荷逐漸關(guān)閉，旁路系統(tǒng)進(jìn)入備用狀態(tài)。

1.2運(yùn)行過程中的旁路控制策略

在機(jī)組正常運(yùn)行過程中，旁路閥進(jìn)入備用壓力控制模式，主汽壓力設(shè)定值略大于實(shí)際主汽壓力值，并且不超過聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的某一允許壓力值。這樣在正常運(yùn)行時(shí)，旁路系統(tǒng)始終處于關(guān)閉狀態(tài)。而當(dāng)壓力迅速上升超過系統(tǒng)的限值時(shí)，旁路閥能迅速打開，防止系統(tǒng)超壓，并且不損失系統(tǒng)工質(zhì)，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1.3退汽或者停運(yùn)過程中旁路控制策略

在運(yùn)行過程中，當(dāng)鍋爐遇到故障退出運(yùn)行，或者正常停機(jī)，需要關(guān)閉并汽門，旁路系統(tǒng)迅速投入，調(diào)節(jié)主汽壓力值，保證機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行。退出運(yùn)行的鍋爐旁路系統(tǒng)需要開啟進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止汽包水位超限，并隨著負(fù)荷降低進(jìn)入鍋爐的熱量減少，旁路閥逐漸關(guān)小，維持鍋爐一定壓力，防止降溫降壓超過限值要求。

2聯(lián)合循環(huán)背壓機(jī)組高旁和啟動(dòng)旁路系統(tǒng)的控制策略簡析

國外某聯(lián)合循環(huán)項(xiàng)目電廠與閃蒸水廠聯(lián)運(yùn)，每個(gè)聯(lián)合循環(huán)單元包括兩臺(tái)燃機(jī)（包括旁路煙囪、三通擋板、余熱鍋爐）和背壓汽輪機(jī)，余熱鍋爐為臥式、單壓、帶補(bǔ)燃型（燃?xì)猓?、自然循環(huán)、高壓余熱鍋爐，配置事故凝汽器，容量為60%額定工況，低壓蒸汽主要供給水廠閃蒸機(jī)組，事故工況或者啟動(dòng)過程中，排入事故凝汽器。旁路系統(tǒng)并聯(lián)配置30%的啟動(dòng)旁路和100%的高壓旁路。

2.1啟動(dòng)過程中

啟動(dòng)過程中，旁路主汽壓力初始設(shè)定值為一最小固定值，隨著燃機(jī)點(diǎn)火啟動(dòng)，鍋爐升溫升壓，啟動(dòng)旁路開始緩慢打開。燃機(jī)并網(wǎng)帶預(yù)設(shè)初負(fù)荷，投入溫度控制，鍋爐開始按照計(jì)算出的系統(tǒng)升溫升壓速率暖機(jī)。當(dāng)暖機(jī)完成以后，可以繼續(xù)升燃機(jī)負(fù)荷，當(dāng)蒸汽流量達(dá)到一定設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)旁路開始切換到高壓旁路。主汽壓力設(shè)定值可以由運(yùn)行員手動(dòng)設(shè)定，也可以使用ASA功能，自動(dòng)完成主汽升溫升壓過程。初始不合格低壓蒸汽可以排入事故凝器，當(dāng)?shù)蛪赫羝细褚院?，可以供水廠閃蒸機(jī)組。當(dāng)蒸汽壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，如果汽輪機(jī)進(jìn)汽管道與主汽閥門暖機(jī)完成，可以進(jìn)行汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)。此時(shí)，主汽壓力由高壓旁路控制，如補(bǔ)燃投入，則有運(yùn)行人員手動(dòng)控制。汽輪機(jī)投入負(fù)荷控制，逐漸提高負(fù)荷，高壓旁路逐漸關(guān)閉退出運(yùn)行，主汽壓力由汽輪機(jī)主汽調(diào)門控制。

2.2運(yùn)行過程中

在汽輪機(jī)帶負(fù)荷過程中，如汽輪機(jī)投入背壓控制，則高壓旁路也可以背壓控制備用，旁路系統(tǒng)背壓調(diào)節(jié)壓力設(shè)定值略低于汽輪機(jī)背壓排氣壓力設(shè)定值，當(dāng)汽輪機(jī)不能維持背壓壓力時(shí)，旁路閥投入，維持低壓蒸汽壓力，當(dāng)?shù)蛪赫羝麎毫Ψ€(wěn)定時(shí)，旁路閥逐漸關(guān)閉，進(jìn)入備用狀態(tài)。此時(shí)，補(bǔ)燃系統(tǒng)可以投入自動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)主汽壓力，當(dāng)主汽壓力波動(dòng)時(shí)，可以增加或者減少補(bǔ)燃燃料量，保證主汽壓力穩(wěn)定。

2.3退汽或者停運(yùn)過程中

當(dāng)鍋爐故障需要退出運(yùn)行時(shí)，跳爐則三通擋板迅速關(guān)閉，停爐則鍋爐負(fù)荷隨著燃機(jī)負(fù)荷降低而降低，此時(shí)爐側(cè)主汽門迅速關(guān)閉，高壓旁路系統(tǒng)投入運(yùn)行，保持鍋爐一定的壓力溫度下降速度。當(dāng)背壓汽輪機(jī)故障跳機(jī)時(shí)，爐側(cè)主汽門關(guān)閉，旁路系統(tǒng)迅速投入運(yùn)行，主蒸汽經(jīng)減溫減壓供給水廠，多余的蒸汽可以排入事故凝汽器。此時(shí)，可以降低燃機(jī)負(fù)荷或者補(bǔ)燃負(fù)荷，減少進(jìn)入事故凝汽器蒸汽的熱量損失。

3不同旁路系統(tǒng)控制策略的不足

（1）預(yù)設(shè)旁路閥最小開度的控制策略，在不同啟動(dòng)工況下，會(huì)發(fā)生旁路閥頻繁的開關(guān)，引起主汽壓力和汽包水位大幅波動(dòng)，此時(shí)，只能將旁路切為手動(dòng)，通過對機(jī)組運(yùn)行工況的調(diào)整，待穩(wěn)定后，再將旁路投入自動(dòng)。針對此種狀況，需要在運(yùn)行過程中收集不同啟動(dòng)工況的運(yùn)行參數(shù)，將不同運(yùn)行模式加入旁路系統(tǒng)控制策略中，會(huì)收到更好的效果。

（2）帶補(bǔ)燃系統(tǒng)的余熱鍋爐，當(dāng)旁路系統(tǒng)投入主汽壓力控制時(shí)，運(yùn)行員只能手動(dòng)設(shè)定補(bǔ)燃負(fù)荷。如果此時(shí)補(bǔ)燃系統(tǒng)在自動(dòng)狀態(tài)下，兩個(gè)PI控制器相互沖突，導(dǎo)致主汽壓力和汽包的大幅波動(dòng)，甚至跳機(jī)。在機(jī)組正常運(yùn)行中，運(yùn)行人員需要注意，只有旁路投入背壓控制，補(bǔ)燃系統(tǒng)才能投入自動(dòng)。

4結(jié)語

希望通過對旁路系統(tǒng)控制策略的分析研究，能提高機(jī)組的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行性能，并對同類系統(tǒng)的調(diào)整提供參考。

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作者簡介：張作文（1988—），男，山東青島人，本科，助理工程師。山東省青島市山東電力建設(shè)第三工程公司，研究方向：機(jī)電工程。