660MW旁路控制系统及旁路状态分析

660MW旁路控制系统及旁路状态分析

蒋明星

国家能源集团宿迁发电有限公司

摘要：某660MW 二次再热超超临界汽轮机，选用上海汽轮机厂引进的西门子汽轮机，型式为：超超临界、二次中间再热、十级回热抽汽、单轴、五缸四排汽、凝汽式汽轮机，型号为N660-31/600/620/620。本文着重从机组启动、正常、非正常工况、逻辑设置等方面介绍此类机组轴封控制策略，给同类型机组提供实际参考，具有重要示范意义。

关键词：超超临界；二次再热；旁路；高压；中压；低压；得电；失电；失压

1.旁路系统简介

某公司二次中间再热机组旁路采用100%容量高压旁路，70%中压旁路、90%低压旁路和一、二次再热器安全阀配置，既能用于各种工况的启动，也能满足机组大幅度甩负荷和停机不停炉的运行方式；路系统是与汽机并行的另一蒸汽通路，包括高压旁路、中压旁路和低压系统二级旁路系统。高压旁路系统旁路汽机超高压缸而将主蒸汽引入锅炉一次再热器，中压旁路系统旁路汽机高压缸而将主蒸汽引入锅炉二次再热器，低压旁路系统旁路汽机中低压缸而将再热蒸汽直接引入凝汽器，旁路系统的主要作用如下：

1. 大容量旁路系统用途：

（1）改善机组的启动性能：

机组在各种工况下（冷态、温态、热态和极热态）启动时，通过投入旁路系统，控制锅炉快速提高蒸汽温度使之与汽机汽缸金属温度较快地相匹配，从而缩短机组启动时间和减少蒸汽向空排放，减少汽机循环寿命损耗，实现机组的最佳启动。

2. 机组正常运行时，高压旁路装置具有超压安全保护的功能。锅炉超压时高压旁路开启，代替锅炉安全阀功能，并按照机组主蒸汽压力进行自动调节，直到恢复正常值。从而使系统回收工质，减少噪音。

（3）旁路应能适应机组定压运行和滑压运行复合模式，高压旁路具备压力跟踪功能。

（4）在启动和减负荷时，可保护布置在烟温较高区的再热器，以防烧坏。

（5）启动时，使锅炉过热器、再热器出口蒸汽中的固体微小颗粒通过高压旁路、中压旁路、低压旁路进入凝汽器，从而防止汽轮机调门、进汽口及叶片的固体颗粒侵蚀。

（6）在机组跳闸或甩负荷时，旁路系统快速动作，高旁、低旁快速打开，防止超温超压，保护机组，并提高机组负荷适应性，使机组能随时重新并网恢复正常运行。

(7)具有回收工质、减少噪音的作用。

在各种运行工况下，旁路系统能正常动作和快速动作，减少或避免锅炉、再热器安全门动作，避免了汽水损失，回收了工质，提高了经济性。

旁路油站

液压动力单元于蓄能器配套使用，它配备了2个电机、泵单元，并分别配备了多个蓄能器。在油箱上方安装了一个过滤器单元，一台空气冷却器。在油箱上安装了两套电加热系统，以维持油温的正常

2.旁路系统简图

以下是旁路油站运行中的各种状态

高中低压旁路系统油站均是以液压油为动力，通过控制电磁阀的得电和失电来实现旁路阀的开关和调节。

它们在运行中可能会出现 得电得压、得电失压、失电得压、失电失压（说明：失电指的是控制柜电源的失去，而非某一个电磁阀失电，有些电磁阀是失电开，而有一些是失电关）四种状态，下面将结合高中低旁的运行特点和阀门结构来分析一下在以上四种状态时的阀门状态。

旁路油站分别给旁路阀、减温水液动隔离阀、减温水液动调节阀提供液压动力油。电磁阀通过得电失电控制油的流向进而控制开关。

（1）高旁HP减温水液动隔离阀、液动调节阀

失电得压：

先说减温水液动隔离阀、减温水液动调节阀，它们的结构与中低旁的一样。虽然结构一样，但是失电和失压后的状态可并一样，这是由于高旁的作用决定的。高旁不但是是旁路，还是安全门，若他失去压力不能打开肯定会对设备的安全产生不利影响！所以他开减温水也得开！减温水液动隔离阀、减温水液动调节阀的开关也是通过电磁阀实现的，只是他的电磁阀状态与中旁和低旁的相反，即失电时开启！

得电失压：

此时虽说是与开的油路接通，但是没有动力啊，所以是保位的！

失电失压：

也是一样，没有动力，保位！

（2）高旁HP液动调节阀

但是高旁HP，他有些特别，他和主汽门的保护油路差不多，也有“跳闸电磁阀”，也有插装阀，原理也是一样。旁路阀也的一个单侧进油的油动机，只不过他和主汽门不一样，主汽门是失压关闭，而高旁则是失压后可以调节开的，调节时电磁阀与回油接通，通过弹簧的压力使其打开。所以高旁在失去油压后可以保位也可以调节开启，这点与中低旁类似。

前面说过，他也有“跳闸电磁阀”，也有插装阀，在失电得压时，“跳闸电磁阀”动作，卸去压力油，是旁路阀开启。在失电失压时也是一样，通过弹簧的压力开启！

（3）中旁减温水液动隔离阀、液动调节阀：

得电失压：

减温水液动隔离阀、减温水液动调节阀的结构相似，都是油缸和活塞组成，就像是双侧进油的油动机，它们的开启和关闭都是要通过有压力油从上侧（下侧）进入油缸（腔室），从下侧（上侧）排出，从而来实现阀门的开关。所以，中压旁路的的开和关都需要有压力油的介入，若油没有压力，油就无法进入油缸，阀门就不会动，也就是处于保位状态。所以减温水液动隔离阀、减温水液动调节阀在得电失压时，是保位的！

（4）中旁调节阀

而旁路阀的结构和减温水液动隔离阀、减温水液动调节阀是有差别的，旁路阀就像是一个单侧进油的油动机，和汽轮机的调节汽门相似，也是靠液压油开启，弹簧关闭的，所以在开启时，需要有油压和电，当油压失去时，此时旁路也是保位的。可能有人会有疑问，为什么不关？因为中压旁路阀也是一个调节阀，是通过一个三位四通电磁阀来控制油路的，正常中，他在中间位，与油路隔绝，所以油不会卸掉，阀门就不会关，若此时发出一个调节开或者调节关的指令，油路与泄油口打通，油缸里的油就会被弹簧的压力卸掉，使其关闭。所以中压旁路阀也是失压保位，但可以调节关闭，而不能开启。

失电得压：

失电时，减温水液动隔离阀、减温水液动调节阀的控制电磁阀与关油缸接通，使压力油进入，使其关闭。 而旁路阀的调节由快开和快关电磁阀和一个三位四通电磁阀构成，快开和快关电磁阀是二位二通电磁阀，正常运行中快开电磁阀失电，得电快开。快关电磁阀正常运行中得电，失电快关，所以在失电时，快关电磁阀失电接通，使阀门关闭。

失电失压：

遇到这种情况一般只有理论上的可能（这里的失电失压指的是电和压力同时失去，若一先一后侧不算）！蓄能器的压力够你操作好多次！

减温水液动隔离阀、减温水液动调节阀只要没有动力（即油压）就是保位。但此时他是与关的油路接通的。而旁路则不一样，他有弹簧，所以他会关闭的。他关的瞬间，回油管路会启压，但是压力不会确定，压力油能否传递到减温水液动隔离阀、减温水液动调节阀那里，要是传到那里，对他们还有关闭的作用！

低旁LP：与中旁IP一致，这里不再一一赘述！

（5）综上所述，结果如下表：

中旁IP/低旁LP

得电得压: 可调

得电失压: 保位（可关）

失电得压：关

失电失压：关

中旁IP/低旁LP减温水液动隔离阀、减温水液动调节阀

得电得压: 可调

得电失压: 保位

失电得压：关

失电失压：保位

高旁HP

得电得压: 可调

得电失压: 可调开

失电得压：开

失电失压：开

高旁HP减温水液动隔离阀、减温水液动调节阀

得电得压: 可调

得电失压: 保位

失电得压：开

失电失压：保位

旁路系统对稳定运行启着重要的用，是保证机组正常启动和事故状态的能够安全停机的重要系统。因此详细了解旁路系统的原理及状态，才能做到游刃有余！