田 澤 劉文軍 馬生翼 張永旺

（山西漳電同華發(fā)電有限公司，山西忻州034114）

0 引言

機(jī)組的啟動方式主要分為不帶旁路和帶旁路兩種，不帶旁路的啟動適用于高壓缸啟動方式，帶旁路啟動方式有高壓缸啟動、中壓缸啟動和高中壓缸聯(lián)合啟動?，F(xiàn)在國內(nèi)大容量機(jī)組基本都采用帶旁路啟動方式。旁路系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上有一級大旁路系統(tǒng)、兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)和三級旁路系統(tǒng)三種典型方式。

旁路容量的選擇主要取決于旁路功能：具有再熱器保護(hù)的啟動旁路可選擇設(shè)計(jì)容量為15%～30%MCR；具有大范圍負(fù)荷波動、電氣故障、汽機(jī)帶廠用電的功能可選擇設(shè)計(jì)容量為30%～50%MCR；具有汽輪機(jī)跳閘不停爐的功能可選擇設(shè)計(jì)容量為30%～50%MCR；要求具有安全閥功能的可選擇設(shè)計(jì)容量為小于等于100%MCR。

旁路系統(tǒng)的主要功能：（1）加快鍋爐蒸汽參數(shù)的提升，縮短機(jī)組啟動時(shí)間；（2）回收工質(zhì)，減少PCV閥和安全閥的動作，減少向空排放，改善對環(huán)境的噪聲污染；（3）使鍋爐再熱器得到足夠的冷卻蒸汽，避免再熱器超溫；（4）控制鍋爐蒸汽參數(shù)，使其和汽機(jī)汽缸和轉(zhuǎn)子允許金屬溫度相匹配，減少熱應(yīng)力，縮短機(jī)組啟動時(shí)間，降低汽輪機(jī)壽命損耗。

1 高壓旁路的壓力控制策略

某發(fā)電廠高旁的壓力控制主要分為最小壓力控制模式、壓力上升模式、固定壓力模式和壓力跟蹤模式。

（1）最小壓力控制模式。冷態(tài)點(diǎn)火初期是最小開度控制，控制旁路的最小開度以保證啟動蒸汽迅速進(jìn)入過熱器和再熱器，維持最小開度直到主蒸汽壓力達(dá)到最小壓力值；隨鍋爐燃燒的加強(qiáng)，當(dāng)主蒸汽壓力上升到最小壓力時(shí)，高壓旁路控制系統(tǒng)根據(jù)壓力偏差開啟高旁閥，增大高旁的進(jìn)汽量，直達(dá)高旁閥位大于30%。

（2）壓力上升模式。切換到此模式時(shí)主汽壓設(shè)定值會以一定速率向沖轉(zhuǎn)壓力逼近，直到主蒸汽壓力上升到汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力。

（3）固定壓力模式。當(dāng)鍋爐主汽壓力達(dá)汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力時(shí)，旁路系統(tǒng)進(jìn)入固定壓力模式。此時(shí)，壓力設(shè)定值保持不變，以保證汽機(jī)啟動時(shí)的主蒸汽壓力，從而實(shí)現(xiàn)定壓啟動。

（4）壓力跟蹤模式。進(jìn)入壓力跟蹤模式后，主蒸汽壓力設(shè)定值自動跟蹤主蒸汽壓力實(shí)際值PT，并且只要新蒸汽壓力的變化率小于所設(shè)定的升壓率，則壓力定值總是稍大于壓力實(shí)際值，從而保證高旁閥保持在關(guān)閉狀態(tài)。

壓力設(shè)定值形成回路是高旁壓力控制回路的核心部分。冷態(tài)點(diǎn)火初期壓力設(shè)定值為0.5 MPa，而此時(shí)實(shí)際壓力為0，無法打開旁路閥，為此需要強(qiáng)制旁路閥最小開度，從PID塊輸出下限來實(shí)現(xiàn)；當(dāng)實(shí)際主汽壓力升到0.45 MPa，高旁閥位在30%以上時(shí)，進(jìn)入壓力上升模式后主汽壓力設(shè)定值由0.5 MPa以一定速率向目標(biāo)值8.92 MPa增加；當(dāng)實(shí)際主汽壓力達(dá)到8.92 MPa后，高旁設(shè)定值維持8.92 MPa，以便隨時(shí)沖轉(zhuǎn)；并網(wǎng)后進(jìn)入壓力跟蹤模式，為保證高旁關(guān)閉，從圖1可知其設(shè)定值為大于實(shí)際主汽壓力1.0 MPa。

圖1 高旁壓力控制原理圖

2 低壓旁路的壓力控制策略

對于高、低旁路串聯(lián)方式構(gòu)成的旁路系統(tǒng)，在機(jī)組啟動過程中，高、低旁路必須協(xié)調(diào)動作，才能完成旁路系統(tǒng)的功能。在汽機(jī)未沖轉(zhuǎn)之前，鍋爐產(chǎn)生的新蒸汽經(jīng)高壓旁路進(jìn)入再熱器，再熱器送出的蒸汽將由低壓旁路通流至凝汽器。某發(fā)電廠低旁的壓力控制主要分為最小壓力控制模式、壓力上升模式、固定壓力模式、壓力跟蹤模式。

當(dāng)鍋爐有火后進(jìn)入最小壓力模式，壓力目標(biāo)值0.8 MPa，上升速率手動設(shè)定，壓力設(shè)定值按照設(shè)定速率上升，實(shí)際再熱汽壓升到0.2 MPa，切到壓力上升模式，實(shí)際再熱汽壓升到0.8 MPa，切到固定壓力模式，設(shè)定速率自動切到0，將壓力穩(wěn)定在0.8 MPa，當(dāng)并網(wǎng)之后負(fù)荷帶到100 MW且低旁閥關(guān)閉，切到壓力跟蹤模式。其控制原理圖如圖2所示。

圖2 低旁壓力控制原理圖

3 高低旁路的溫度控制策略

高旁減溫水的主要作用是保證高旁閥后溫度穩(wěn)定且不超溫，以保護(hù)鍋爐再熱器。當(dāng)高旁蒸汽閥投自動時(shí)應(yīng)聯(lián)動高旁減溫水投自動，某發(fā)電廠高旁溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是帶有高旁閥位前饋信號的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由于流經(jīng)低旁進(jìn)入凝汽器的飽和蒸汽采用傳統(tǒng)的閉環(huán)溫度控制容易出現(xiàn)濕度過大或者過小的現(xiàn)象，很容易對凝汽器冷卻管造成沖刷，該廠低壓旁路溫度控制策略基于能量平衡原理來控制低旁閥后蒸汽焓值，由低旁壓力閥開度和再熱蒸汽壓力估算出低旁蒸汽流量，根據(jù)再熱器壓力、溫度和低旁后焓值計(jì)算出蒸汽的焓降，該焓降與低旁蒸汽流量乘積除以低旁閥后蒸汽焓值與精處理出口壓力和溫度計(jì)算出減溫水的焓值之差，從而計(jì)算出理論減水量，再通過低旁減溫水調(diào)節(jié)閥的通流特性函數(shù)反算出閥位指令。為了防止出現(xiàn)低旁出口溫度高聯(lián)關(guān)旁路情況，適當(dāng)加大低旁減溫水調(diào)節(jié)閥最小開度（當(dāng)?shù)团蚤_度大于2%時(shí)，減溫水調(diào)節(jié)閥開度馬上開到20%）。

4 結(jié)語

該旁路控制采用五個(gè)模式對高低旁路壓力進(jìn)行控制，控制思路清晰直觀，投入效果較好；在低旁減溫水控制方面拋棄傳統(tǒng)的溫度單回路調(diào)節(jié)方案采用了基于能量平衡控制策略，解決了許多電廠因?yàn)榈蛪号月烦隹跍囟雀呗?lián)關(guān)旁路的問題。目前，上述控制方案已經(jīng)在某發(fā)電廠2×660 MW機(jī)組得到了很好的實(shí)踐，減輕了運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度，并獲得運(yùn)行人員好評，也為同類型機(jī)組旁路控制策略的制定提供了一些新的思路。