旁路旁路系统的性能要求与设备性能有哪些？

一、旁路组成

本旁路系统由控制、阀门及气动执行机构组成。控制由DCS负责实现，控制策略和原理供参考。管件为气动执行机构（液动旁路类似）。旁路系统管件配置为高旁减温减压阀（BP）、高旁喷水调节阀（BPE）、高旁喷水隔离阀（BD）和低旁减温减压阀（LBP）、低旁喷水调节阀(LBPE）、低旁喷水隔离阀（LBD）和五级喷水调节阀。

二、设备功耗要求

1、改善锅炉的启动功耗

锅炉在各类载荷下(冷态、温态、热态和极热态)用高压缸或中压缸启动时，投入旁路系统控制机组蒸气湿度使之与汽机气缸金属气温较快地相匹配，进而降低启动时间和降低蒸气向空排放及提高汽机循环寿命耗损，实现锅炉的最佳启动。

2、机组正常运行时，高压旁路装置作为主汽压超压保护安全装置，即便主蒸气压力超出高压旁路装置的设定值，高压旁路阀应能迅速开启，并根据锅炉主蒸气压力进行调节可调式减压阀，直到恢复正常值；低压旁路装置根据锅炉负荷（调节级压力）调节再热汽压，当再热汽压超出负荷对应汽压时，低压旁路开启调节，并控制再热蒸气压力。

3、旁路系统装置应能适应锅炉定压和滑压两种运行模式，并配合锅炉控制实现负荷调节。

4、当电力或锅炉故障漏电甩负荷时，旁路系统装置应迅速动作（高旁快开，低旁同时迅速打开），实现维持机组最小负荷运行功能，使锅炉能随时再次投运恢复正常运行。

5、在启动和甩负荷时，旁路系统装置应能保护布置在烟温较高区的再热器，以避免损坏。

6、旁路系统装置应具备回收工质，降低噪声作用。旁路系统装置设备功耗应满足锅炉在各类载荷下（包括启动、正常运行、甩负荷时），能手动或自动（遥控操作）地正常动作和迅速动作（高旁快开3秒、高旁正常调节13秒、低旁快关3秒、低旁正常调节13秒）。

7、旁路系统装置应具备下述二种保护功能

（1）高压旁路对新蒸气管系的安全保护功能

当锅炉在运行中有下述状况之一发生时，高压旁路应能在3秒钟内手动迅速开启

新蒸气压力超出安全保护设定值（略高于安全阀击球值）。当压力恢复到设定值及以下时，高压旁路手动关掉。

汽轮机断电，手动主汽门关掉；

发电火花塞继电器断电；

发电机甩负荷时。

（2）低压旁路对凝汽器的安全保护功能：当锅炉在启动或运行中有下述状况之一发生时可调式减压阀，低旁应能在3秒钟内手动迅速关掉。

凝汽器真空高于设定值；

凝汽器气温低于设定值；

低旁出口压力或气温低于设定值；

低旁减冷水压力高于设定值。

凝汽器差压低于设定值。

8、控制系统应牢靠地保证旁路管件动作符合下述要求：

（1）高压旁路阀的开度在95%以下时；

新蒸气压力上升，球阀则应逐渐慢慢开启；

新蒸气压力升高，球阀则应逐渐慢慢关掉；

（2）高压旁路阀的开度在95%以上时；

新蒸气压力上升，球阀则应几乎不动

新蒸气压力升高，球阀则应逐渐向关掉方向动作，直到压力达到设定值为止；

9、旁路装置应具备下述互锁保护方式

（1）当高旁喷水调节阀或喷水隔离阀打不开时，则高旁减温减压阀应处于打不开状态。

（2）当高旁减温减压阀打开时，则高旁喷水隔离阀连锁打开。

（3）当高旁减温减压阀关掉时，则高旁喷水调节阀和高旁喷水隔离阀则应同时关掉，并应手动闭锁气温控制系统。

（4）当低旁喷水调节阀打不开时，则低旁减温减压阀应处于打不开状态。

（5）当低压旁路阀打开时，则低旁喷水隔离阀应相连锁打开。

（6）当低旁减温减压阀关掉时，则低旁路喷水调节阀应同时关掉。

（7）当低压旁路阀迅速关掉时，高旁各阀按照锅炉载荷手动或自动（遥控）关掉。

10、对于旁路阀系统当正在动作中的控制电源忽然跳闸时，此刻各阀应能手动关掉。

11、控制系统应留有与DEH的插口。

三、旁路的运行模式

旁路有三种运行模式、既启动方法、滑压方法和定压方法，三种模式之间的关系如图：

一、启动方法

启动方法称阀位模式，这是机组打火到汽轮机冲转前的旁路运行模式。启动方法分为高压缸启动方法和中压缸启动方法，高压缸启动方法和中压缸启动模式的开始阶段都是最小开度控制，这时因为主蒸气压力和热再热压力大于最小压力定值，高旁阀BP和低旁阀LBP不能手动打开，而是通过一个最小开度强制打开，在主蒸气压力和热再热压力达到相应的最小压力定值之前BP和LBP阀保持最小开度不变，蒸气通过高压旁路，再热器和低压旁路加热管线系统，当主蒸气压力和热再热压力上升到最小压力定值，控制回路维持最小压力定值，使BP和LBP逐步开大，最后达到所设定的最大开度，即为最大开度控制此刻高旁保持最大开度，而主蒸气压力按给定值发生器所设定的降压率逐步降低。给定值发生器还具备限制主汽压上升速度的功能。低压旁路的状况与高压旁路相同。

二、定压方法

高压缸启动方法时，当主蒸气压力上升到所设定的压力值时，手动踏入定压运行模式，旁路系统管件保持此压力不变等候锅炉冲转。当各类条件具有，锅炉打算冲转时，操作员按下CRT上的“冲转”按钮后，高旁阀BP开始关掉，使得主蒸气压力近一步上升，到高旁阀完全关掉时主蒸气压力为冲转压力，高旁

关掉后，且再热压力大于()kg/cm2，低压旁路阀LBP开始逐步关掉。当所有旁路阀全关且热再热压力大于()kg/cm2后，DEH系统选择“旁路摘除”方式，汽轮机即可开始冲转。至此，高压缸启动模式结束，旁路系统退出工作。所有旁路管件保持关掉状态，但旁路系统仍处于热备用状态。

中压缸启动方法时，高旁阀保持最大开度不变，主蒸气压力按给定值发生器设定的降压率上升，热再热压力逐渐上升。当主蒸气压力下降到()kg/cm2时，旁路系统手动转为定压运行模式，这时压力整定值保持一定，以保证汽机启动时的主蒸气压力，实现定压启动。当满足冲转条件所要求的主蒸气压力和主蒸气气温时汽机开始冲转升速，此刻汽机耗汽量降低高旁阀相应关小，以维持机前压力在()kg/cm2，在汽机升速到投运带初负荷后，旁路一直处于定压运行状态，高旁阀起压力调节作用。当主蒸气压力小于设定点时，高旁阀打开，当主蒸气压力大于设定点时，高旁阀关掉。在此过程中，低旁阀维持最小压力定值。

随着机组燃烧率的提高，汽轮机负荷日益上升，当汽机负荷上升到额定负荷的()％时，高旁阀应逐步关掉。最后高旁门完全关掉时，旁路系统手动切至滑压运行模式。

三、滑压方法

滑压运行模式时，主蒸气压力设定值和热再热压力手动跟踪主蒸气压力和热再热压力实际值，使得只要新蒸气压力的降压率大于所设定的降压率限制值，压力定值总是稍小于实际压力值，即P定值＝P实际+ΔP，那样能够保证旁路管件在关掉状态。

当汽轮机负荷＞()%，且高、低压旁路阀完全关掉后，操作员可以在DEH操作面板上选择旁路继续投入或旁路摘除运行模式。假如旁路系统摘除，旁路控制系统即退出运行，处于热备用状态。假如旁路系统仍旧继续投入工作，则运行中若果机组出口压力有扰动，其降压率ΔP/Δt小于限定值，则高旁阀会顿时打开。扰动过去后，定值小于实际值，高旁阀再次关掉。高旁阀即便打开，滑压方法立刻转为定压方法，压力定值为转变顿时的压力波动值加上压力误差ΔP。

以上参数据锅炉实际还要设定，并可做在线更改。

四、旁路控制方法

旁路控制应为用户提供两种控制模式，供用户按照现场实际状况选择使用。这两种控制方法分别为手动-遥控自动，两种模式的优先级前者多于后者，使得两种形式之间相互跟踪，切换时无扰动。在任何一种控制手段下，旁路控制系统都具备球阀之间的连锁和保护功能。

1、DCS制造商起码应做两幅画面供运行人员操作监控旁路用

（1）旁路热力系统图，用色调标注各阀的继电器状态，阀旁显示其百分开度及阀前、后压力气温参数。

（2）旁路阀的控制面板：

手手动切换及显示按键

开、关按键

阀位开度指示及其百分开度

阀前、阀后压力气温参数及调节级压力、凝汽器真空度等

旁路投入、切除

汽机挂网、并网

中压缸启动

启动、定压、滑压

启动和手动状态下的最小开度、最小压力、最大开度、低旁流量限制

电源故障报案

气源故障报案

解除恢复凝汽器保护

操作员可用光标（或直接使用鼠标）通过有关按键监视控制整个旁路。

2、遥控手操

操作员用光标通过有关按键把旁路控制状态切换至自动，于是用光标对各阀的继电器按键进行球阀启闭的操作。

3、自动控制

在阀体伺服系统正常的前提下，按下“自动”，即可切换为手动控制方法．在此模式下，控制可以闭环控制高、低旁阀前压力和高、低旁阀后气温、压力和湿度目标值由操作员在操作员站CRT上设定。这时阀位增减按键无效。

在旁路处于手动控制模式下，按下CRT画面上的“启动”按钮，旁路控制就可依照锅炉当前状态和DEH运行模式，手动选择旁路系统的运行模式，即高压缸启动方法、中压缸启动方法、定压方法或滑压方法。旁路控制根据启动曲线，手动给出压力、温度的设定点，控制各个旁路球阀，同时监视主蒸气压力，热再热压力，高旁后气温，低旁后气温及各类保护条件是否设立，连续保护设备安全。

五、旁路控制工作原理

本旁路控制系统由七个控制回路组成，分别是高压旁路压力控制回路、高压旁路气温控制回路、高旁喷水隔离阀控制回路、低压旁路控制回路、低压旁路气温控制回路、低旁喷水隔离阀和五级减温喷水控制回路。

一、高旁压力控制回路

运行模式：

当旁路系统处于启动方法时，因为主蒸气压力大于给定值发生器输出的最小压力定值，所以DCS调节器的键入为负值，这时DCS调节器输出为最小阀位Ymin。当主蒸气压力上升到给定值发生器输出的最小压力定值Pmin，并继续下降时，DCS调节器输出的阀位定值Ys在原先整定的最小开度Ymin基础上逐步减小。Ys与高旁阀最大开度Ymax比较，其残差送入给定值发生器，，给定值发生器键入为正值，给定值发生器输出由Pmin开始上升，所以随着主蒸气压力的上，主蒸气压力给定值也跟踪上升。

当主蒸气压力上升到冲转压力时，逻辑回路使旁路系统转为定压模式运行，主蒸气压力保持在切换顿时的值，即冲转压力，随着汽轮机冲转后耗汽量的提高、高旁阀渐渐关掉，当高低旁路阀完全关掉后，旁路系统转为滑压运行模式。主蒸气压力设定值＝主蒸气压力+ΔP。

给定值发生器：

如右图所示，给定值发生器是一个带输出限制的反馈积分器，积分器经内部反馈形成一定斜率的山坡讯号。给定值输出具备最大限位值Pmax，最小限位Pmin。最大给定值Pmax整定在正常运行时的最大压力值，它比安全阀的压力整定值低，最小压力定值整定在最小压力控制值。代表主蒸气压力讯号的Ui的变化速度大于整定的压力梯度ΔP/Δt时，输出U0将无延时地追随Ui的变化。而即便Ui的变化速度ΔUi/Δt小于ΔP/Δt时，给定值发生器的输出U0，将只跟着内部设定的压力梯度值ΔP/Δt。因而给定值发生器还具备限制主蒸气压力上升速度的功能。

阀位控制回路：

旁路控制系统经过估算输出的阀位指令讯号经与管件实际开度值行比较，其残差以4-20mA讯号输出到执行机构定位器，通过执行机构推动球阀，使球阀跑到指定的开度。

二、高压旁路气温控制回路

当旁路系统运行时，气温控制回路通过喷水阀向高旁阀的蒸气膨胀室喷水冷却蒸气，以保持高旁阀后气温为设定值。高旁阀后实际温TBP与气温设定值比较，得到体温控制的误差，送入DCS上的旁路气温控制调节器，调节器的输出即作为高旁喷水阀位给定值的一部份，送入阀位控制回路。

为了缓解气温控制特征，非常是蒸气流量大时降低喷水量的过调和蒸气流量过小时，提高喷水量的稳定性，辅以PD环节补偿测温器件的时间延后，同时动态地改变控制器的放大讯号，使之与蒸气流量相匹配。

蒸气流量是由主蒸气压力与由高旁阀开度经函数转化得到的通流面积经函数估算得出的。蒸气流量讯号与调节器的输出讯号估算得到喷水阀的阀位定值讯号。蒸气流量与DCS调节器输出讯号之间的比列关系由运算载荷手动匹配。

在冷态启动时，高旁阀后气温高于室温给定值，DCS调节器输出力O，所以虽然有一定蒸气流量通过，高旁喷水阀始终保持在关掉状态。

为使高旁阀开度YBP数值较小时喷水阀有一定的开度，给定值上附加了一个5％的固定指令。

三、高旁喷水隔离阀控制回路

高压旁路喷水首先经过高旁喷水隔离阀BD，BD的作用：一是当旁路阀关掉后作为隔离阀；二是增加给水压力。在BD阀全开时，BD阀前后压力比大概为0.8倍。BD阀是两位控制，与高旁阀BP经逻辑回路互锁。YBP>2%时，BD阀全开，YBP≤2%时，BD阀全关，BD的开启和关掉在CRT和手跟庄上均有指示。当BD阀不在全开或全关位置时，BD阀开、关指示灯将闪动。

四、低压旁路压力控制回路

低压旁路的压力控制特征如右图所示。在启动阶段为启动方法。此刻低旁阀开度最小值Ymin，压力设定值为最小压力定值Pmin，当汽轮机冲转时，低压旁路控制回路维持此最小压力不变。大概在%以上负荷时，再热器出口压力与负荷成反比。在此阶段中，汽轮机中低压部份运行在滑压方法。低压旁路的压力定值为再热器出口压力加上一个固定的误差ΔP，以保证低旁阀LBP在关掉状态。而再热器出口的压力给定值则由汽轮机高压缸调节级压力乘上一个系数得到，此系数为：

K=额定负荷下热再热压力/额定负荷上调节级压力

图中最大压力定值Pmax为低旁最大压力定值，它应大于再热器安全门的动作压力，最小压力定值Pmin通常即整定为低旁压力最小控制值。

低旁压力定值与再热器出口压力进行比较后得到的残差即送入DCS上的调节器进行处理，调节器输出即为低旁阀的阀位给定值Ys。低旁阀的阀位回路工作原理与高旁阀相似。

为了避免旁路运行时凝汽器缺相，应当限制低压旁路的蒸气流量这儿是运用了限制低旁阀后压力来实现这一目的。低旁阀后压力PLBPO，与代表最大蒸气流量的压力限制值PLBPS比较，当PLBPO>PLBPS时，经过低选，将此讯号送入调节器，使低旁阀LBP向关掉方向动作。并在CRT显示报案信息。

五、低压旁路气温控制回路

低压旁路气温度控制回路是低压旁路压力控制回路的随动系统由调节系统方框图中可以看出，通过低压旁路阀的开度YLBP转化为相应的通流面积与再热器出口压力相加后，得到通过低旁阀的蒸气流量。再经函数转化成低旁阀的阀位给定值，送入LBPE的阀位控制回路。

为了在小流量的状况下有足够的喷水量，低旁喷水调节阀的开度最小为20％。

六、低旁喷水隔离阀控制回路

低压旁路喷水首先经过低旁喷水隔离阀LBD，LBD的作用是当旁路阀关掉后作为隔离阀。LBD阀是两位控制，与低旁阀LBP经逻辑回路互锁。YLBP>2%时，LBD阀全开，YLBP≤2%时，LBD阀全关，LBD的开启和关掉在CRT和手跟庄上均有指示。当LBD阀不在全开或全关位置时，LBD阀开、关指示灯将闪动。

七、三级减温喷水阀控制回路

五级喷水调节阀只是低旁压力控制回路的一个随动系统，只要低旁减温减压阀LBP一开它即开，低旁LBP阀关掉后，它推迟约秒后(参数在线可调)关掉。

六、旁路控制的保护和连锁

旁路控制系统除对旁路系统进行正常调节外，还具备对主机及辅机的保护功能。

1、为了保护凝汽器，低直系统设置五个迅速关掉讯号：

凝汽器真空低

凝汽器室温高

凝汽器差压高

低旁喷水压力低

低旁阀后气温高

2、当下述讯号出现时，高旁阀迅速开启

汽轮机断电

主汽压太高

3、当下述讯号出现时，高旁阀迅速关掉。

高旁阀后气温过低

低旁阀故障

汽机110%超载

高旁喷水压力低

4、当下述讯号出现时，低旁阀迅速开启：

汽轮机110%超载

高旁快开

热再热压力太高

5、旁路控制系统在还要早日打开和尽早关掉讯号同时出现时，逻辑设计为关优先于开启：

6、高压旁路阀的开启、关闭与高旁喷水阀和高旁喷水隔离阀的开启、关闭连锁。

7、低压旁路阀的开启、关闭与低旁喷水阀的开启、关闭互锁。

8、三级减温喷水阀的开启、关闭与低压旁路阀的开启、关闭互锁。

9、当DEH选择“旁路摘除”方式时，关掉旁路系统。即阀位Y≤2%时，球阀快开、快关电磁阀应全部截断电源，使球阀处于强制关掉状态。

七、旁路控制与DEH的插口

1、DEH旁路

①汽机挂闸

②汽机断电

③中压调门全开

④汽机负荷〉%

⑤汽机110%超载

⑥热再热压力〈Kg/cm2

⑦中压缸启动

⑧切除旁路

2、旁路DEH

①旁路系统投入

②旁路系统摘除

注：该旁路控制由DCS来实现，故不存在与DCS的插口问题。

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