【正文】 ina Electric Power University 32 三、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是設(shè)備投資小、工作可靠性高；檢修和維護(hù)工作量小、運(yùn)行費(fèi)用小。 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 33 167。 其中，較多的是從德國(guó) 西門(mén)子公司 引進(jìn)的；其次是 瑞士蘇爾壽公司 的產(chǎn)品；國(guó)內(nèi)旁路控制裝置有TELEPERMC型 的集成運(yùn)算放大器為核心的組件組裝式儀表，以及 TELEPERMM型的以微處理機(jī)為核心的微機(jī)分散控制系統(tǒng)。 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 35 瑞士蘇爾壽 (SULZFR)公司為電站提供閥門(mén)、液壓執(zhí)行結(jié)構(gòu)、供油裝置及控制裝置在內(nèi)的整套汽機(jī)旁路系統(tǒng)。某廠(chǎng)300MW機(jī)組上的旁路控制系統(tǒng)作一介紹，該控制裝置為以微機(jī)為核心的分散控制系統(tǒng) AV6。 高壓旁路中，旁路閥 BP可以 減溫減壓 ， 其最大通流量可達(dá) 900t/h； BPE為噴水調(diào)節(jié)閥； BD為 隔離閥，用于蒸汽減溫的減溫水來(lái)自鍋爐的給水，給水壓力很大，因此 BD閥同時(shí)具有減壓作用。其中，高壓旁路閥除了減溫減壓外，還可代替安全閥，這是蘇爾壽公司的獨(dú)創(chuàng)。 二、高壓旁路控制系統(tǒng) 主要作用是在機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)整高壓旁路閥的開(kāi)度來(lái)控制主汽壓力，以適應(yīng)機(jī)組起動(dòng)的各階段對(duì)主汽壓力的要求。 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 39 圖 . 高壓旁路系統(tǒng) 1．三種運(yùn)行方式 機(jī)組從鍋爐點(diǎn)火、升溫、升壓到機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行至滿(mǎn)負(fù)荷，旁路控制系統(tǒng)經(jīng)歷閥位方式、定壓方式、滑壓方式三個(gè)控制階段。分為三部分：最小開(kāi)度控制、開(kāi)度漸升控制、最大開(kāi)度控制。 在旁路系統(tǒng)投入的初期，主蒸汽壓力 PT小于系統(tǒng)設(shè)定的最小壓力定值 Pmin，高壓旁路閥 BP不會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，而是通過(guò)預(yù)置的最小開(kāi)度Ymin強(qiáng)制開(kāi)啟高旁閥 BP到 Ymim。最小開(kāi)度的設(shè)定可根據(jù)機(jī)組的情況設(shè)定。鍋爐產(chǎn)出的蒸汽經(jīng)高壓旁路系統(tǒng)到再熱器，再到低壓旁路系統(tǒng)，從而加熱管路系統(tǒng)，并使主汽壓力逐漸升高。 隨鍋爐燃燒的加強(qiáng)，主蒸汽壓力 PT上升到最小值 Pmin時(shí)，高壓旁路控制系統(tǒng)根據(jù)壓力偏差開(kāi)啟高旁閥 BP，增大高旁的進(jìn)汽量，并維持主蒸汽壓力 PT在最小值 Pmin。 當(dāng)高旁閥的開(kāi)度達(dá)到最大值 Ymax時(shí)，高旁閥 BP保持在該值，主蒸汽壓力設(shè)定值 Pset按不超過(guò)預(yù)定的壓力梯度 逐漸增大，從而提高主蒸汽壓力；同時(shí)主蒸汽壓力 PT的上升率也就受到設(shè)定速率限值。最大開(kāi)度 Ymax在操作臺(tái)上預(yù)置。此時(shí)，壓力設(shè)定值保持不變，以保證汽機(jī)起動(dòng)時(shí)的主蒸汽壓力，實(shí)現(xiàn)定壓起動(dòng)。 在定壓運(yùn)行初期，主蒸汽壓力 PT和定值都維持在 20kg／ cm2的汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力值。在此條件下，汽機(jī)轉(zhuǎn)速由 600r／ min逐漸上升到 1700r／ min，并在 1700r／min的轉(zhuǎn)速下暖機(jī)。 當(dāng)汽機(jī)暖機(jī)結(jié)束時(shí)，壓力定值 Pset手動(dòng)增加到 35～ 40kg／ cm2，汽機(jī)升速到3000r／ min，并帶上 5％的初負(fù)荷。在“定壓運(yùn)行”階段，高旁閥 BP是逐漸關(guān)小的。 隨著鍋爐燃燒率的增加，繼續(xù)增大壓力定值為 42kg／ cm2，主蒸汽壓力達(dá)到 42kg／ cm2，壓力定值按 =5kg／ cm2／ min的速率逐漸增加到 80kg／ cm2。 tP??第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 45 （ 3）滑壓方式 ： 機(jī)組負(fù)荷到達(dá) 30％時(shí)，旁路閥關(guān)閉，旁路系統(tǒng)的起動(dòng)控制功能自動(dòng)轉(zhuǎn)為正常運(yùn)行中的“升壓保護(hù)”功能。 在運(yùn)行中，如果鍋爐出口壓力有擾動(dòng)，且壓力變化率大于設(shè)定的變化率，則高旁閥 BP便立即開(kāi)啟。 BP閥一開(kāi)啟，滑壓方式便轉(zhuǎn)為定壓方式，壓力定值便等于轉(zhuǎn)換方式瞬間的壓力波動(dòng)值加上壓力閥限值。壓力給定回路應(yīng)能根據(jù)主蒸汽壓力的變化給出不同值，使高壓旁路閥自動(dòng)的開(kāi)大或關(guān)小。 2．主汽壓力控制 在汽輪機(jī)未沖轉(zhuǎn)之前，主汽壓力 PT 的大小取決于鍋爐的燃燒率大小和蒸汽管的通流阻力。 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 47 高壓旁路閥的開(kāi)度跟隨目標(biāo)開(kāi)度 y變化，目標(biāo)開(kāi)度 y是控制器 SCO對(duì)入口偏差信號(hào)△ PT的運(yùn)算后的輸出信號(hào)。高壓旁路閥 BP開(kāi)度的變化，調(diào)整主汽壓力 PT 趨于設(shè)定值 PS 。 在主汽壓力設(shè)定值回路中 ， 模塊RIB為變化率限值功能組件 ， 其組成原理方框圖如下圖所示 。 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 48 圖 . RIB原理方框圖 如果輸入信號(hào) x的變化 (設(shè)增加 )造成 xy=ea，這表明輸入信號(hào)的變化率較大，則限幅器的輸出為a，積分器按固定的速率變化，即 aytT? RIB的輸出信號(hào)的變化速度與限幅值 a和積分器時(shí)間常數(shù) T有關(guān)，調(diào)整其中一個(gè)參數(shù)即可設(shè)定速率限制組件的限值。 鍋爐點(diǎn)火后，運(yùn)行人員在旁路系統(tǒng)操作站上按下“鍋爐起動(dòng)”按鈕，并將高壓旁路閥控制投入“自動(dòng)”工況。 圖 . 閥位控制階段系統(tǒng)組成 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 50 由于 RIB開(kāi)始設(shè)置了最小壓力值 Pmin(為正 )， 在鍋爐點(diǎn)火之后 ， 因主汽壓力 PT由零開(kāi)始增加 ， 所以 △ PT為負(fù) ，PI控制器輸出應(yīng)為零 ， 即高壓旁路閥的目標(biāo)開(kāi)度應(yīng)為零 。 鍋爐起動(dòng)后一段時(shí)間內(nèi)，主汽壓力 PT上升，在PT≤Pmin之前，△ PT≤0，所以 PI調(diào)節(jié)器輸出一直保持在Ymin，即 BP開(kāi)度一直保持在最小開(kāi)度上。此后，盡管鍋爐燃燒率不斷增加，但由于 BP閥也在迅速開(kāi)大，從而迫使主汽壓力 PT維持在 Pmin附近。只有在 Y達(dá)到并超過(guò) Ymax時(shí)，△ Y為正， P0為正， RIB輸出 PS才會(huì)在Pmin基礎(chǔ)上上升。231。231。231。231。231。231。 由積分作用可知，有 m a x( ) 01TKP Y YTs ?+第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 53 實(shí)際投運(yùn)中，一旦主汽壓力接近沖轉(zhuǎn)壓力時(shí)，燃燒率的增加明顯減小，同時(shí)由上式知 m a x1TTsY Y PK+?在 K值較大時(shí) m a xYY187。 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 54 從控制圖可以看出，如果 Y繼續(xù)增加，使△ Y為正，而 P調(diào)節(jié)器 K值很大，則 P0增加較快，從而壓力定值 PS增加較快，而造成 PSPT， △ PT為負(fù)，經(jīng) PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算又使 Y下降。在閥位控制階段，主汽壓力設(shè)定值和實(shí)際值，高壓旁路閥 BP的開(kāi)度等變化曲線(xiàn)和上述分析是一致的。 當(dāng)主汽壓力上升到汽機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力時(shí)，汽機(jī)隨時(shí)可以沖轉(zhuǎn)。壓力定值設(shè)定器為具有模擬存儲(chǔ)功能的操作器，在閥位階段其輸出始終跟蹤 RIB入口信號(hào)變化，一旦轉(zhuǎn)入定壓力方式運(yùn)行時(shí)將不發(fā)生擾動(dòng)。由于此階段鍋爐燃燒率并未減小，所以 BP閥關(guān)小又促進(jìn) PT回升。 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 56 在提高鍋爐燃燒率的條件下 ， 可提高主汽壓力的設(shè)定值 SP， 使 PS增加 ， PSPT時(shí) ， 高壓旁路閥繼續(xù)關(guān)小 ， 主汽壓力 PT上升 。 再次提高壓力定值 ， 機(jī)組升負(fù)荷 ， 達(dá) 40~50MW， PT=42kg／ cm2段；再提高壓力定值 ， 達(dá)到 PT=80kg／ cm2， 負(fù)荷約 80～ 100MW段 ，這時(shí)高壓旁路閥完全關(guān)閉 ， 即原先通過(guò)高壓旁路的蒸汽流量完全轉(zhuǎn)移到汽輪機(jī) 。 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 57 從鍋爐點(diǎn)火 ， 到機(jī)組帶約 30％ 負(fù)荷這一起動(dòng)過(guò)程可以看出高壓旁路系統(tǒng)的作用：即利用旁路系統(tǒng)來(lái)平衡機(jī) 、 爐之間的能量供求不平衡矛盾 。 一旦汽機(jī)起動(dòng) ， 旁路控制系統(tǒng)自動(dòng)將蒸汽轉(zhuǎn)移到汽機(jī)去做功 。 3)滑壓階段 。除非在機(jī)組升壓、升負(fù)荷過(guò)程中，主汽壓力PT瞬時(shí)變化較快，而造成 PTPS時(shí)，高壓旁路閥才快速開(kāi)啟，進(jìn)行泄流減壓。 當(dāng)機(jī)組處于正常運(yùn)行時(shí) ， 如果主汽壓力 PS過(guò)高 ， 而越過(guò)規(guī)定的限值時(shí) ，邏輯回路動(dòng)作 ， 作用到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快開(kāi)裝置 ， 執(zhí)行機(jī)構(gòu)快速動(dòng)作開(kāi)啟高壓旁路閥 ， 進(jìn)行泄流減壓 ，待壓力恢復(fù)時(shí) ， 自行關(guān)閉 ， 起著安全閥作用 。 3．高旁后蒸汽溫度控制 在機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中，高壓旁路閥流通的蒸汽將直接引入再熱器，根據(jù)再熱器的運(yùn)行要求，其入口溫度要保持在一定范圍，一般入口冷端溫度保持在330℃ 左右。 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 60 高旁后的蒸汽溫度的控制是通過(guò)改變噴水閥 BPE的開(kāi)度，調(diào)節(jié)噴水量來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，由于溫度控制對(duì)象的慣性較大，純單參數(shù)反饋控制效果是比較差的，在高旁系統(tǒng)圖中，壓力控制器和溫度控制器均稱(chēng)為“ SCO”它不同于一般的 PI調(diào)節(jié)器，應(yīng)用了現(xiàn)代控制理論。 考慮到在不同負(fù)荷下，相同的溫度偏差應(yīng)具有不同的噴水強(qiáng)度。 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power University 61 在起動(dòng)過(guò)程中，如果高壓旁路閥快速關(guān)閉，則噴水閥 BPE也快速關(guān)閉。 在高壓旁路閥關(guān)閉時(shí)，減溫水隔離閥同時(shí)快速聯(lián)鎖關(guān)閉，起隔離噴水的作用；當(dāng)高壓旁路閥全開(kāi)時(shí)， BD閥也同時(shí)聯(lián)鎖開(kāi)啟 (100％開(kāi)度 )，起著降低減溫水調(diào)節(jié)閥給水壓力的固定節(jié)流作用 (BD后壓力為BD前壓力的 )，以保證減溫水調(diào)節(jié)閥 BPE的最佳壓力條件，從而改善調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)特性。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。低旁閥 LBP LBP2只具有減壓功能，因此還需設(shè)置兩個(gè)減溫器。 1．再熱器壓力控制回路 再熱蒸汽壓力隨機(jī)組負(fù)荷變化而變化，這是再熱式壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所必須遵循的。 第七章 汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng) North China Electric Power Universi