【正文】 時(shí) S2 為“ 1”，跟蹤 SP；當(dāng)再熱蒸汽壓力小于高限時(shí)，速率限制器的 S2 為“ 0”， 輸出 (3502)為“ 1”， M/A 中 TR 強(qiáng)制跟蹤 SP，此時(shí)，汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) 23 模擬量切換器 T 的輸出 (3487)為經(jīng) APID 預(yù)算后的偏差 C0(3481)，此輸出值與低旁 A/B站偏置值減半后作加法輸入到 M/A 作為自動(dòng)輸入信號(hào)。 火電機(jī)組容量日益增大，在冷啟動(dòng)過程中，鍋爐點(diǎn)火后需要經(jīng)過一定時(shí)間才。 若再熱蒸汽壓力經(jīng)限制后大于高限，則觸發(fā) SR 觸發(fā)器 (3484)，此時(shí)，模擬量切換器 T的輸出 (3487)就是手動(dòng)設(shè)定常數(shù) A 的輸出 (3486)，同時(shí)也作為低旁減壓閥調(diào)節(jié)信號(hào)。此時(shí)， M/A 站的輸出 N 由低旁減溫閥站 AO 自檢確定。同時(shí)低旁 A 減溫調(diào)閥閥位經(jīng)模擬量轉(zhuǎn)換器后 (3574)輸入到 M/A 中作 為 TR，此時(shí) TS 為“ 0”，不跟蹤。 測(cè)量值：高旁出口汽溫選擇信號(hào)作為測(cè)量值輸入到 APID 控制塊 3377 的輸入 (PV)和模擬控制站 3388 的輸入 (PV)中。 沈陽工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 20 高壓旁路溫度控制分析 自動(dòng)控制分析 圖 高壓旁路溫度控制組態(tài)圖 給定值：系統(tǒng)處于自動(dòng)控制時(shí)，模擬控制站 3388 輸出 (A)的值 為“ 1”，與模擬控制站3388 輸出 (SP)的值一同作為速率限制器 3398 的輸入，塊 3398 的輸出值與塊 3397 的給定值做大選，最終塊 3402 的輸出將作為給定值輸入到模擬控制站 3388 中，而塊 3402 的輸出經(jīng)函數(shù)發(fā)生器 3801 輸入到 APID 控制塊 3377 中。與此同時(shí)，塊 3301 的輸出控制模擬量切換器 3316，使其輸出 APID 控制塊 3306 運(yùn)算后的結(jié)果，并輸入到模擬控制站 3353 輸入 (A)中。 低壓旁路壓力控制回路啟動(dòng)初期為閥位方式，低旁減壓閥 LBP 與高旁減壓閥相同，有一個(gè)最小開度值 ymin。低壓旁路壓力和溫度控制系統(tǒng)的組成原理示意圖如圖 所示，低壓旁路壓力控制系統(tǒng)由壓力定值形成回路、低壓旁路壓力控制器 P1減壓閥 LBP 等組成。 BD 閥有兩個(gè)作用：①降低給水壓力， BD 閥前后壓力在 BD 閥全開時(shí)，大約降低到 60％ ；②當(dāng)旁路閥門關(guān)閉后作為隔離閥使用。 高壓旁路減壓閥設(shè)有快速行程開關(guān) SSB，在機(jī)組運(yùn)行過程中，如果汽輪機(jī)甩 負(fù)荷，或主汽壓力過高超過規(guī)定值時(shí)，邏輯回路發(fā)出快開指令 (OP)，作用到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行快開動(dòng)作，快速開啟高壓旁路減壓閥 BP，實(shí)行泄流減壓，當(dāng)壓力恢復(fù)時(shí)自行關(guān)閉。 在定壓運(yùn)行階段，主汽壓力并不是不變 的，而是由運(yùn)行人員根據(jù)運(yùn)行情況逐步提升。圖 中開關(guān) KF 復(fù)歸，觸點(diǎn) 23 接通， KE 的觸點(diǎn) 46 接通。因?yàn)檫@一階段 yymax，Δ y0，比例控制器 P輸出的壓力定值 pset1小于 0， RIB 的輸出只能限制在最小壓力 pmin 上。高壓旁路壓力控制系統(tǒng)采用不同的工作原理來實(shí)現(xiàn)各種運(yùn) 行方式。 高壓旁路它由主蒸汽壓力控制系統(tǒng)、噴水減溫控制系統(tǒng)和噴水隔離閥控制系統(tǒng)三部分組成。高旁系統(tǒng)的過程控制分為最小開度控制、最小壓力控制、升壓控制、定壓控制、跟隨控制和汽機(jī)跳閘等 6 個(gè)階段。它還有兩個(gè)時(shí)間常數(shù)，提供兩個(gè)方向的無擾動(dòng)切換。它通過端子單元 TLS 與數(shù)字模件 DSM 相連，實(shí)現(xiàn)與主模件的通訊。 子模件擴(kuò)展總線是模件安裝單元（ MMU）后板上的 12 條平行線。 MFP 可以 1： 1 地冗余配置，一個(gè)工作，另一個(gè)備份，二者之間有一個(gè) 1M 給水量擾動(dòng)下的水位變化的動(dòng)態(tài)特性 Baud 的冗余鏈。工程師站具備操作控制站的部分功能外，要用與對(duì)控制系統(tǒng)的組態(tài)，參數(shù)調(diào)整和系統(tǒng)維護(hù)等任務(wù)。 沈陽工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 8 3 分散控制系統(tǒng) 分散控制系統(tǒng)簡(jiǎn)述 Symphony DCS （分散控制系統(tǒng)）是美國(guó) BAILEY 公司推出的面向工業(yè)企業(yè)，自動(dòng)化控制管理的一種新型控制系統(tǒng)，它是一種集中了 多種高新科技的新型儀表控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)理念是“分散控制，集中管理”原理結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。最 后高壓旁路閥完全關(guān)閉時(shí)，主蒸汽壓力的控制由單元機(jī)組 CCS 控制系統(tǒng)來完成，旁路系統(tǒng)自動(dòng)切至滑壓運(yùn)行方式。至此，高壓旁路定壓方式結(jié)束。在這一階段，高壓旁路壓力先設(shè)為初值壓力設(shè)定值，該設(shè)定值低于沖轉(zhuǎn)壓力，使工質(zhì)在啟動(dòng)初期以較慢的速率升溫升壓。 當(dāng) pT psync 時(shí)，為重啟動(dòng)方式：這種方式用于短時(shí)間跳閘而鍋爐壓力仍維持在一定值的重啟動(dòng)。 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用是接受地電子控制裝置輸出的閥位指令信號(hào)，控制相應(yīng)旁路閥門的開啟或關(guān)閉。 圖 串聯(lián) 旁路示意圖 高壓旁路減壓減溫調(diào)節(jié)閥的主要作用是對(duì)主蒸汽進(jìn)行減溫、減壓，使其下降到正常條件下高壓汽輪機(jī)的排汽壓力和溫度值。 （ 2）弄夠適應(yīng)機(jī)組定壓和滑壓運(yùn)行的要求：在機(jī)組啟動(dòng)過程中，可以控制新蒸汽壓力和中壓缸進(jìn)汽壓力；而轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行時(shí)，監(jiān)視調(diào)節(jié)鍋爐出口壓力，防止?fàn)t膛超壓。但目前電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在性能方面做了很大改進(jìn)，所以當(dāng)前也有 600MW 機(jī)組采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的旁路控制系統(tǒng)。而對(duì)于大型火電機(jī)組都采用中間再熱式熱力系統(tǒng)，構(gòu)成一機(jī)一爐的單 元配置，由于汽輪機(jī)的鍋爐運(yùn)行特性的不同而帶來機(jī)爐之間的不協(xié)調(diào)等問題，所以大都設(shè)有旁路系統(tǒng)。該旁路與整個(gè)汽輪機(jī)并聯(lián)，如圖 所示。這種情況下，旁路系統(tǒng)的存在使鍋爐能獨(dú)立與汽輪機(jī)而繼續(xù)運(yùn)行。汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) I 摘 要 汽輪機(jī)旁路系統(tǒng) 是現(xiàn)代單元機(jī)組熱力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。在機(jī)組迅速降負(fù)荷時(shí)，要求汽輪機(jī)迅速關(guān)小主汽門，而同時(shí)鍋爐只可能緩慢的降負(fù)荷，即鍋爐跟不上要求，此時(shí)旁路系統(tǒng)起著減壓閥的作用。單級(jí)大旁路是指將過熱器出來的蒸汽經(jīng)減溫減壓后直接引入凝汽器，而不進(jìn)入汽輪機(jī)做功的旁路系統(tǒng)。中、低壓發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)簡(jiǎn)單，啟停相對(duì)比較容易，所以一般不設(shè)旁路系統(tǒng)。由于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對(duì)來說驅(qū)動(dòng)力矩小，執(zhí)行動(dòng)作較慢，所以主要用于 200MW 及 300MW 機(jī)組，而液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩大，動(dòng)作快，主要用于 300MW 及 600MW 機(jī)組。特別是在熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，鍋爐可用較高的燃燒率、較大的發(fā)汽量運(yùn)行，加速提高汽溫，使之盡快與汽輪體身的金屬溫度匹配，從而縮短啟動(dòng)時(shí)間。 根據(jù)需要，有些機(jī)組的旁路系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有低壓旁路噴水隔離閥（ LBD）、低壓旁路三級(jí)減溫水閥（ TSW）。 3 個(gè)取壓口分別為： P1 口向高壓旁路系統(tǒng)供油， P2 口向快開系統(tǒng)蓄能器供油， P3 口向低壓旁路系統(tǒng)供油。后邊的過程同冷態(tài)啟動(dòng)方式。隨著傳熱過程的進(jìn)行，工質(zhì)壓力和溫度不斷提高，為了滿足啟動(dòng)曲 線要求，高壓旁路閥也逐漸開打，直達(dá)到所設(shè)定的最大開度。當(dāng)所有旁路閥全關(guān)且再熱蒸汽壓力小于某一值后， DEH 系統(tǒng)選擇“旁路切除”方式。 隨著鍋爐燃燒率的增加，汽輪機(jī)負(fù)荷逐漸上升，高壓旁路閥應(yīng)逐漸關(guān)閉。在任何一種控制方式下，旁路系統(tǒng)都有閥門之間的連鎖和保護(hù)功能 [。主要設(shè)備有操作控制站，工程師站和通信設(shè)備等。 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) 9 MFP 最多可支持 64 個(gè)子模件，除 ASM 系列子模件不支持外，其余全可以。子模件和主模件的板邊連接器 P2連接子模件擴(kuò)展總線。數(shù)字邏輯站實(shí)質(zhì)上是一個(gè)按扭和指示燈站，提供按扭輸入和指示燈輸出，相當(dāng)于常規(guī)儀表控制系統(tǒng)的操作按扭和指示燈。這個(gè)功能碼選擇兩個(gè)輸入中的一個(gè)，取決于布爾輸入。高、低旁溫度控制是控制高、低旁閥后溫度為一定值 , 高、低旁壓力控制存在較多的回路切換。 高壓旁路控制系統(tǒng) 高壓旁路控制系統(tǒng)的主要作用 高壓旁路系統(tǒng)的作用主要是在機(jī)組啟動(dòng)過程中，通過調(diào)整高壓旁路閥的開度來控制主蒸汽壓力，以適應(yīng)機(jī)組啟動(dòng)各階段對(duì)主蒸汽壓力的要求。 當(dāng)主汽壓力 pTpset 時(shí)，Δ p 為正，控制器輸出的控制指令 y 增加，高壓旁路減壓閥 BP閥口開大；當(dāng)主汽壓力 pTpset 時(shí)，Δ p 為負(fù)，控制器所輸出的控制指令 y 減小， BP 閥口關(guān)小，調(diào)整 BP 閥口開度可使主汽壓力 pT 等于其設(shè)定值 pset。此后，只要開度指令 yymax，盡管鍋爐燃燒率在不斷增 加，因 BP 閥業(yè)在同時(shí)開大，通過 PI1 控制比例積分控制，使主汽壓力維持在 pmin 附近。 在定壓控制階段，當(dāng)主汽壓力大于汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力時(shí)，旁路控制系統(tǒng)進(jìn)入定壓運(yùn)行方式。當(dāng)主蒸汽壓力 p 達(dá)到 8Mpa、機(jī)組負(fù)荷達(dá)到 30%左右時(shí)，高壓旁路減壓閥口處于完全關(guān)閉狀態(tài)，即原先通過高壓旁路的蒸汽流量完全轉(zhuǎn)移到汽輪機(jī)。 如果由于某種外部原因使主汽壓力發(fā)生突變，如果 pset上升時(shí)跟不上 p的變化速度，而使 PI1控制器前的輸入偏差大于零，高壓旁路減壓閥開啟，進(jìn)行泄流減壓。 圖 中高壓旁 路噴水先經(jīng)過高旁噴水隔離閥 BD。 根據(jù)中間再熱式機(jī)組的運(yùn)行要求，再熱汽壓力應(yīng)與機(jī)組負(fù)荷相適應(yīng)，再熱汽壓力隨機(jī)組負(fù)荷變化而變化。在滑壓 階段，再熱器出口壓力定值為： prset=+Δ p () 在圖 中 pmax為低壓旁路壓力最大設(shè)定值，它略低于再熱器安全門的動(dòng)作壓力， pmin、pmax、 Δ p 的值都可以預(yù)先設(shè)定。 測(cè)量值：主蒸汽壓力選擇信號(hào)作為測(cè)量值輸入到 APID 控制塊 3306 的輸入 (PV)和模擬控制站 3353 的輸入 (PV)中；塊 3301 的輸出經(jīng)塊 3286 取反后的結(jié)果、塊 3289 輸出的切跟蹤信號(hào)取反后的結(jié)果、模擬控制站 3353 輸出 (A)的值一同輸入到塊 3304 作”與”運(yùn)算，再輸入到 APID 控制塊 3306 的跟蹤標(biāo)志的塊地址，使跟蹤別釋 放。而塊 3289輸出的切跟蹤信號(hào)又同時(shí)被輸入到模擬控制站 3353 的輸入 (TS)中，控制模擬控制站的跟蹤釋放，使模擬控制站 3353 的 (O)口不再輸出模擬控制站的計(jì)算值，從而達(dá)到手動(dòng)控制的效果。塊 3388(A)的輸出直接輸入到 APID 控制塊 3377 的輸入 (TS)使輸出跟隨 APID 控制塊 3377 的輸入 (TR)。控制輸出 O 與低旁 A減溫調(diào)閥閥位作差后進(jìn)行高低報(bào)警，當(dāng)差值大于高限值、小于低限值、低旁 A 減 溫調(diào)閥閥位經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)故障三者達(dá)成任一條件時(shí)，低旁 A 減溫站輸出故障，進(jìn)行數(shù)字量例外報(bào)告。當(dāng)?shù)团?A 出溫、低旁 A 出溫調(diào)節(jié)、低旁 A 減溫站 輸出、低旁 A 減溫水調(diào)閥任一故障時(shí)， M/A 切換到手動(dòng)狀態(tài)。并與廠環(huán)輸入相減后 (3515)進(jìn)行高低報(bào)警，當(dāng)此和值大于高限；小于低限；廠環(huán)輸入經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)故障三者達(dá)成任一條件時(shí)，低旁 A 減壓閥站輸出故障，同時(shí)進(jìn)行數(shù)字量例外報(bào)告 M/A的輸出 (3510)輸出為“ 1”，低旁 A 減壓閥站聯(lián)動(dòng)，處于自動(dòng)控制狀態(tài)，低旁 B 減壓閥也處于自動(dòng)狀態(tài)，輸出 (3495)為“ 1”，低壓閥 A/B 站偏置限 速，同時(shí)進(jìn)行數(shù)字量例外報(bào)告。 大型發(fā)電機(jī)組旁路系統(tǒng)的提出主要是考慮運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益問題，利用旁路系統(tǒng)可以縮短啟動(dòng)時(shí)間、提升機(jī)組容量調(diào)節(jié)的靈活性、回收工質(zhì)、降低消耗。當(dāng)?shù)团?A 故障時(shí)，低旁 A 減壓閥快關(guān)，模擬量轉(zhuǎn)換器 T 輸出為“ 0” (3501)，此時(shí)輸出 (3492)為“ 1”， M/A 中的 TS=1， TR跟蹤 0 信號(hào) 。同時(shí)，速率限制器的輸入 S2 為“ 0”，釋放 SP。低旁 A減壓站控制輸出指令與再熱蒸汽壓力選擇信號(hào)分別經(jīng)函數(shù)發(fā)生器后再鏡頭乘法器的輸出值 (3806)作為 APID 的前饋輸入。模擬控制站 3388 輸出 (O)的值將保持，從而達(dá)到手動(dòng)控制。塊 3388(A)的輸出經(jīng) 3399 取反后輸入到控制站 3388 的設(shè)定點(diǎn)跟蹤 S1 輸入的開關(guān)信號(hào)，使設(shè)定點(diǎn)不跟蹤 S1 輸入。塊 3316 的輸出同時(shí)作為控制站3353 的設(shè)定點(diǎn)跟蹤 S2 的開關(guān)信號(hào)，使模擬控制站 3353 輸出 (SP)跟蹤模擬控制站 3353 的輸入 (SP)。 圖 低壓旁路控制示意圖 沈陽工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 18 5 汽輪機(jī)組旁路控制系統(tǒng)分析 高壓旁路壓力控制分析 自動(dòng)控制分析 圖 高壓旁路壓力控制組態(tài)圖 給定值：系統(tǒng)處于自動(dòng)控制時(shí)，模擬控制站 3353 輸出 (A)的 值為 1，經(jīng) 3313 取反后再同旁路啟動(dòng)信號(hào)做與運(yùn)算，再經(jīng) 3360 取反后與模擬控制站 3353 輸出 (SP)的值一同作為速率限制器 3361 的輸入，最終塊 3361 的輸出將作為給定值輸入到 APID 控制塊 3306 中。在額定負(fù)荷的 30％ 以上時(shí)，再熱器出口壓力定值與負(fù)荷成正比。 BD 閥的開啟或關(guān)閉在操作臺(tái)上有燈光顯示，如果 BD 不在“關(guān)”或“開”的位置，故障指示燈將閃光報(bào)警。在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，主蒸汽溫度要高達(dá) 540oC，所以未減溫的蒸汽不允許進(jìn)入再熱器。在汽輪機(jī)啟動(dòng)之前，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽由旁路通流，而不需要對(duì)外排汽，以避免大量工質(zhì)的損失。 在定壓