[教育]余熱鍋爐和汽輪機(jī)控制與保護(hù)

1、余熱鍋爐-汽輪機(jī)的控制和保護(hù)系統(tǒng),余熱鍋爐的控制調(diào)節(jié)與常規(guī)鍋爐相比無燃油或燃煤的燃燒控制。通常燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐采用跟隨燃機(jī)、汽機(jī)跟隨余熱鍋爐的控制方式(HRSG Flow GT & ST Flow HRSG)。即燃機(jī)控制負(fù)荷，余熱鍋爐出力受燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)限制；而汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽閥控制余熱鍋爐主蒸汽的壓力。,余熱鍋爐的控制和保護(hù)系統(tǒng),余熱鍋爐自動控制系統(tǒng)主要包括汽包、除氧器的水位和壓力調(diào)節(jié)、主蒸汽溫度、壓力調(diào)節(jié)、省煤器出口溫度

2、調(diào)節(jié)。,水位調(diào)節(jié)和保護(hù)汽包水位調(diào)節(jié)和保護(hù)汽包水位調(diào)節(jié)必要性汽包水位太高會減少汽空間，使蒸汽在汽空間停留時間短，蒸汽中帶水增多，蒸汽含鹽量增加。水位太低，下降管中可能帶蒸汽，影響水循環(huán)可靠性。汽包水位調(diào)節(jié)任務(wù)使給水量適應(yīng)蒸發(fā)量，并維持汽包水位在允許的變化范圍內(nèi)。調(diào)節(jié)系統(tǒng)分類單沖量調(diào)節(jié)：蒸汽流量低于20%額定流量時，蒸汽參數(shù)較低，可忽略汽包內(nèi)爐水密度影響，根據(jù)實際水位與與,水位設(shè)定值之差通過PI方式控制給水調(diào)節(jié)閥開度。三

3、沖量調(diào)節(jié)：余熱鍋爐高負(fù)荷條件下，負(fù)荷或壓力變動時，由于汽包水容積中蒸汽含量和蒸汽比容改變產(chǎn)生“虛假水位”。蒸汽流量達(dá)到20%額定流量后，綜合考慮蒸汽流量和給水流量相等的原則和水位偏差的大小來調(diào)節(jié)給水控制閥開度。補(bǔ)償虛假水位造成的調(diào)節(jié)偏差，糾正給水量的擾動。,汽包水位保護(hù)余熱鍋爐水位保護(hù)與鍋爐容量、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式有關(guān)。,除氧器給水箱水位調(diào)節(jié)除氧器水位調(diào)節(jié)除氧器/給水箱水位調(diào)節(jié)通常采用單沖量水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。除氧器/給水箱水位依靠水位

4、控制器發(fā)出的信號對水位調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。,間接控制除氧器/給水箱水位方案：首先控制從補(bǔ)給水箱到凝汽器補(bǔ)水量，凝汽器水位變化后，再由凝汽器水位調(diào)節(jié)控制進(jìn)入除氧器的凝結(jié)水量。設(shè)高位排水閥，防止水位超過給定值，接受水位調(diào)節(jié)器控制除氧器給水箱水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)是簡單單回路定制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，水位信號與設(shè)定值之差進(jìn)入PID調(diào)節(jié)器。采用雙向執(zhí)行機(jī)構(gòu)。,除氧器水位保護(hù),溫度調(diào)節(jié)過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)蒸汽溫度高于設(shè)計值，主蒸汽管路和汽輪機(jī)材料強(qiáng)度會下降；低于

5、設(shè)計值，蒸汽焓下降，做功能力下降。蒸汽初溫低，增加汽輪機(jī)末級葉片含濕量。主蒸汽溫度隨燃機(jī)排氣溫度變化，運(yùn)行中實際考慮主蒸汽減溫問題。主蒸汽減溫調(diào)節(jié)方法噴水減溫調(diào)節(jié)方法：噴水減溫器布置在過熱器中間，過熱器中間有導(dǎo)管，以便安裝噴水減溫器與蒸汽混合要求。噴水減溫器還可布置在過熱器出口主蒸汽管路上，不需要安裝導(dǎo)管，但過熱氣管壁最高溫度較高。,主蒸汽管路上測溫元件通過溫度變送器把信號輸入把信號輸入溫度控制器，在溫度控制器中測量數(shù)據(jù)

6、并和設(shè)定點(diǎn)數(shù)據(jù)比較。根據(jù)比較結(jié)果，溫度控制器輸出信號對溫度控制閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，增加或減少噴水減溫器的噴水量。,飽和蒸汽部分旁通調(diào)節(jié)方式汽包出來飽和蒸汽大部分經(jīng)過熱器吸收熱量后到主蒸汽管。其余飽和蒸汽經(jīng)旁路調(diào)節(jié)閥進(jìn)入主蒸汽管。利用調(diào)節(jié)旁通管路上溫度控制閥開度可以調(diào)節(jié)過熱器出口過熱蒸汽溫度。,省煤器出口溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)立式布置強(qiáng)制循環(huán)預(yù)熱鍋爐，采用省煤器再循環(huán)措施防止啟動或低負(fù)荷時省煤器出現(xiàn)蒸發(fā)現(xiàn)象。將高壓循環(huán)水泵出口得水通過省煤器再循環(huán)閥引

7、一部分到省煤器入口，增大省煤器水流量，確保省煤器出口水溫低于飽和溫度。根據(jù)汽包中飽和蒸汽溫度和省煤器出口水溫之間溫差控制省煤器再循環(huán)管路上電動調(diào)節(jié)閥開度。采用增量式PI調(diào)節(jié)，輸出信號以脈沖形式控制步進(jìn)電機(jī)。溫差小于5.5ºC，輸出開信號，調(diào)節(jié)閥增大；溫差大于10ºC，輸出關(guān)信號，調(diào)節(jié)閥關(guān)小。根據(jù)給水流量控制省煤器再循環(huán)管路上電動調(diào)節(jié)閥開度。給水流量低于設(shè)定值時，電動調(diào)節(jié)閥開啟，循環(huán)水泵部分水經(jīng)再循環(huán)管路流

8、入省煤器。,壓力調(diào)節(jié)汽包壓力調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)主蒸汽閥開度和汽輪機(jī)主調(diào)汽閥開度來控制。汽包壓力調(diào)節(jié)主要包括壓力高限制、壓力低限制、壓力升速率限制和壓力降速率限制。,壓力高限制和升速率限制主要通過旁路系統(tǒng)實現(xiàn)；壓力低限制及壓力降速率主要通過汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)。除氧器/水箱壓力調(diào)節(jié)整體式除氧器中，余熱鍋爐啟動或低負(fù)荷時，需從中壓汽包引出蒸汽經(jīng)減壓節(jié)流等措施進(jìn)入除氧水箱。除氧器壓力低于設(shè)定值低限時，壓力控制器調(diào)節(jié)閥開大，增加蒸汽進(jìn)入量。

9、除氧器壓力高于設(shè)定值時，壓力控制器發(fā)出信號使壓力調(diào)節(jié)閥關(guān)小，減少蒸汽進(jìn)入量。,循環(huán)水量調(diào)節(jié)運(yùn)行水泵和備用循環(huán)水泵之間必須連鎖保護(hù)，確保余熱鍋爐安全可靠運(yùn)行。,壓差控制型聯(lián)鎖保護(hù)循環(huán)水泵出、進(jìn)口壓力差低于某一給定值，壓差開關(guān)動作，發(fā)出報警，運(yùn)行循環(huán)水泵自動停泵，備用循環(huán)水泵自動啟動。二者皆故障，余熱鍋爐跳閘停爐。流量控制型聯(lián)鎖保護(hù)如果循環(huán)水泵流量低于某一限值，將發(fā)出報警，運(yùn)行水泵自動停泵，備用水泵自動啟動。二者皆故障，余熱鍋爐

10、跳閘停爐。,,二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng),燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)數(shù)字調(diào)節(jié)(DEH) 控制功能操作員自動啟動速度控制時，控制系統(tǒng)根據(jù)汽機(jī)缸壁溫度將汽機(jī)劃為冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)三種狀態(tài)。上下缸壁平均溫度小于200ºC為冷態(tài)；介于200ºC和360ºC之間為溫態(tài)；大于360ºC為熱態(tài)。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中，由操作員按汽機(jī)啟動曲線要求設(shè)定速度自動目標(biāo)值和功率，轉(zhuǎn)速設(shè)定值根據(jù)汽機(jī)狀態(tài)按一定速率逼近目標(biāo)

11、值。汽機(jī)熱態(tài)：升速率為400r/min；非熱態(tài)：300r/min,自動控制燃機(jī)按升速率要求向目標(biāo)值爬升，最后控制在目標(biāo)轉(zhuǎn)速上，直至汽機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速設(shè)定值控制由上位機(jī)完成；可人為設(shè)定汽機(jī)負(fù)荷設(shè)定值的目標(biāo)值及負(fù)荷設(shè)定值的升速率。轉(zhuǎn)速負(fù)荷控制基準(zhǔn)為負(fù)荷設(shè)定值函數(shù)和轉(zhuǎn)速函數(shù)之和。汽機(jī)并網(wǎng)之前，負(fù)荷設(shè)定為0，轉(zhuǎn)速負(fù)荷控制系統(tǒng)簡化為比例控制，加上調(diào)節(jié)閥補(bǔ)償控制積分環(huán)節(jié)。汽機(jī)并網(wǎng)后，開度補(bǔ)償值固定不變，為并網(wǎng)前的值。,二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)

12、,汽機(jī)并網(wǎng)后，負(fù)荷設(shè)定信號參與調(diào)節(jié)閥控制。汽機(jī)實際轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速設(shè)定值之差，作用于主汽閥開度，使系統(tǒng)具有一次調(diào)頻能力。轉(zhuǎn)速負(fù)荷控制系統(tǒng)投入調(diào)節(jié)閥實際控制時，汽機(jī)調(diào)節(jié)閥開度由負(fù)荷設(shè)定值確定，實際負(fù)荷由調(diào)節(jié)閥開度和主蒸汽狀態(tài)決定。負(fù)荷控制時需將功率調(diào)節(jié)回路投入，操作員設(shè)定目標(biāo)值和升負(fù)荷速率。,二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng),功率調(diào)節(jié)器控制調(diào)節(jié)閥開度按升負(fù)荷率要求向目標(biāo)負(fù)荷爬升。負(fù)荷設(shè)定值按設(shè)定速率逼近目標(biāo)值，負(fù)荷設(shè)定值升速率一般應(yīng)小于負(fù)荷升速率限制值。

13、串接于功率調(diào)節(jié)器下游的調(diào)節(jié)級壓力調(diào)節(jié)器有利于加快負(fù)荷控制響應(yīng)速度和穩(wěn)定以及操作員自動方式的負(fù)荷控制。,自動汽輪機(jī)控制汽機(jī)自動(ATC)是最高一級運(yùn)行方式，包括轉(zhuǎn)速和負(fù)荷及他們的速率，由計算機(jī)程序或外部設(shè)備進(jìn)行控制。啟動過程中，應(yīng)力監(jiān)視站(RSM)站根據(jù)啟動應(yīng)力曲線和汽機(jī)自動控制站(ATC)判斷汽機(jī)工況，自動向操作員自動站發(fā)出閥位限制、目標(biāo)速度、升速率、自動同步控制等數(shù)據(jù)信號。完成沖轉(zhuǎn)、升速、閥切換、全速到同步并網(wǎng)過程。負(fù)荷控制時，

14、操作員自動接受RSM站和ATC站送來升負(fù)荷率的限制。RSM站和ATC站連續(xù)分析計算機(jī)組報警情況。通過CRT對操作員進(jìn)行指導(dǎo)。,二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng),只有在ATC站判斷汽機(jī)工況負(fù)荷的條件下和向操作員站發(fā)出“ATC”允許信號情況下，才允許進(jìn)入ATC方式。ATC投入運(yùn)行，汽機(jī)發(fā)電機(jī)組全自動運(yùn)行，控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)子應(yīng)力計算結(jié)果自動給出升速率或升負(fù)荷率，各階段目標(biāo)值按順序自動給出。,自動同步汽機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，使DEH和電氣自動同步裝置接口。此

15、方式下，汽機(jī)速度控制的速度目標(biāo)值由電氣自動同步裝置確定。經(jīng)電氣同步裝置判斷符合并網(wǎng)條件，發(fā)電機(jī)開關(guān)合閘并網(wǎng)。DEH回到操作員自動方式進(jìn)行負(fù)荷控制。,二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng),限制功能進(jìn)口蒸汽低壓力控制系統(tǒng)（最小蒸汽壓力限制控制系統(tǒng)）主汽壓力限制器有手操(MTPL)、操作員自動(OTPL)、遙控方式(RTPL)三種。限制器在機(jī)組并網(wǎng)時起作用。調(diào)節(jié)閥前蒸汽的實際壓力接近最小壓力值，進(jìn)口蒸汽低壓力控制基準(zhǔn)跟蹤調(diào)節(jié)閥控制基準(zhǔn)，如果小于等于最

16、小壓力設(shè)定值，其差值輸入PID調(diào)節(jié)器，不斷減小進(jìn)口蒸汽低壓力控制基準(zhǔn)，直至使主汽壓力回到高于設(shè)定值。,二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng),進(jìn)口蒸汽壓力降速率控制系統(tǒng)選擇主汽閥前的蒸汽壓力作為控制對象，主要在鍋爐故障或其他不正常情況下，主蒸汽壓力劇降時起作用。采用限制與主蒸汽壓力相對應(yīng)的飽和蒸汽溫度降速率的方式限制主蒸汽壓力的降速率。蒸汽壓力對應(yīng)飽和蒸汽溫度實際降速率接近限制值時，蒸汽壓力降速率跟蹤調(diào)節(jié)閥控制基準(zhǔn)。大于或等于限制值，其差值輸入PID

17、調(diào)節(jié)器，不斷減小控制基準(zhǔn)直到壓力降速率小于限制值。若蒸汽壓力降速率基準(zhǔn)升至100%,退出調(diào)節(jié)閥控制。,二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng),二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng),余熱鍋爐負(fù)荷限制系統(tǒng)滑壓運(yùn)行，余熱鍋爐產(chǎn)汽量和流向汽機(jī)的蒸汽量二者不能平衡時，汽包內(nèi)壓力不斷下降至某一較低壓力下運(yùn)行，汽機(jī)運(yùn)行安全難以保證。余熱鍋爐出口蒸汽壓力降至一定程度時，余熱鍋爐負(fù)荷限制系統(tǒng)控制汽機(jī)調(diào)節(jié)閥關(guān)小，汽機(jī)定壓運(yùn)行。,余熱鍋爐負(fù)荷控制系統(tǒng)未處于實際控制主汽閥開度情況下，若實際壓力

18、值與設(shè)定值之差大于0.03MPa，余熱鍋爐負(fù)荷限制值為100%，即余熱鍋爐限制退出；差值在0.01-0.02MPa，余熱鍋爐負(fù)荷控制輸出信號跟蹤汽機(jī)調(diào)節(jié)閥基準(zhǔn)。差值小于0MPa，余熱鍋爐負(fù)荷控制器投入運(yùn)行，參加汽機(jī)調(diào)節(jié)閥控制。實際壓力與設(shè)定值之差進(jìn)入PI調(diào)節(jié)器，余熱鍋爐負(fù)荷限制值不斷減小，汽機(jī)調(diào)節(jié)閥逐漸關(guān)小，直到實際壓力大于設(shè)定值。,二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng),汽機(jī)升負(fù)荷速率限制系統(tǒng)若負(fù)荷升速率接近限制值，汽機(jī)升負(fù)荷速率控制基準(zhǔn)跟蹤調(diào)

19、節(jié)閥控制基準(zhǔn)。負(fù)荷升速率大于等于限制值，其差值輸入PID調(diào)節(jié)器，控制基準(zhǔn)不斷降低，直到升負(fù)荷速率小于限制值為止。負(fù)荷升速率小于限制值，PID調(diào)節(jié)器輸出信號不斷增大至100%，汽機(jī)升負(fù)荷速率限制退出調(diào)節(jié)閥控制。負(fù)荷升速率限制值與汽機(jī)熱狀態(tài)及投入運(yùn)行的余熱鍋爐數(shù)目有關(guān)。,二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng),遙控方式操作員自動站在操作員自動方式下，接受機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)來的指令對汽機(jī)進(jìn)行負(fù)荷控制的方式。DEH發(fā)出遙控請求信號、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)出遙控允

20、許信號情況下，DEH進(jìn)入遙控方式。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中切換器選擇汽機(jī)主控輸入命令TM，TM與DEH中的控制閥門指令值相比，根據(jù)其偏差的極性和大小控制A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)出增/減脈沖，作為DEH的遙控增減信號，使DEH的控制閥門指令值增或減變化，由此控制汽機(jī)調(diào)門動作。DEH可在ATC方式下投入遙控，與前者區(qū)別是ATC監(jiān)視負(fù)荷變化率。必要時,ATC將阻止負(fù)荷變化。向協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)出汽機(jī)速率保持，禁止遙控降、禁止遙控增等信號。,二 汽輪機(jī)控制系

21、統(tǒng),閥門管理和閥門實驗閥門管理:單閥方式：所有調(diào)門同時同步動作。機(jī)組啟動或負(fù)荷增減變化時使用。順序閥方式：根據(jù)負(fù)荷大小順序打開調(diào)節(jié)閥，減少閥門部分開造成的節(jié)流損失。單閥和數(shù)序閥方式能在不影響負(fù)荷條件下自由切換。,閥門試驗：機(jī)組正常運(yùn)行時，對自動主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥分別進(jìn)行開關(guān)動作試驗，防止閥門卡死，閥門試驗須在單閥方式負(fù)荷控制下進(jìn)行。同時投入功率調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)級壓力回路投入。,二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng),綜述轉(zhuǎn)速負(fù)荷控制系統(tǒng)在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)

22、、升負(fù)荷及穩(wěn)定運(yùn)行過程中其主要作用。其他子系統(tǒng)均為限制性保護(hù)控制。轉(zhuǎn)速負(fù)荷控制系統(tǒng)設(shè)有手動、自動、全自動三種控制模式，其他子系統(tǒng)只有自動模式。除轉(zhuǎn)速負(fù)荷控制系統(tǒng)外，其他子系統(tǒng)可有四種狀態(tài)：退出調(diào)節(jié)閥控制，輸出基準(zhǔn)為100%；被限制量接近限制值時，輸出信號跟蹤調(diào)節(jié)閥控制基準(zhǔn)；被限制量等于或超出限制值時，調(diào)節(jié)器投入，參與調(diào)節(jié)閥控制基準(zhǔn)的MIN最小選擇。輸出基準(zhǔn)為最小，該子系統(tǒng)實際控制調(diào)節(jié)閥。,二 汽輪機(jī)控制系統(tǒng),三 汽

23、機(jī)保護(hù)系統(tǒng),保護(hù)系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速、軸向位移、熱應(yīng)力、振動等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；超出安全范圍，保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出聲光報警信號，啟動備用設(shè)備；燃機(jī)減負(fù)荷或者停機(jī)。保護(hù)元件除監(jiān)督保護(hù)作用之外還能指示被監(jiān)督量。,汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng) 超速保護(hù)：汽機(jī)轉(zhuǎn)速超過一定安全范圍時，電子超速保護(hù)系統(tǒng)或機(jī)械式危急保安器動作，泄放安全油，關(guān)閉主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥，汽機(jī)停轉(zhuǎn)。,功率負(fù)荷不平衡保護(hù)發(fā)電機(jī)甩掉全部負(fù)荷，使得汽機(jī)的輸出功率瞬間超出其軸端負(fù)荷很多，功率負(fù)荷失衡導(dǎo)致汽機(jī)發(fā)電

24、機(jī)組轉(zhuǎn)速猛增，甚至造成飛車事故。在發(fā)生上述情況時，保護(hù)系統(tǒng)迅速關(guān)閉調(diào)速汽門和再熱蒸汽聯(lián)合調(diào)整門。截止汽輪機(jī)進(jìn)汽，快速降低軸功率，抑制汽機(jī)轉(zhuǎn)速增加，起到超前保護(hù)作用。軸向位移保護(hù)汽機(jī)葉片和葉輪前后存在壓差，產(chǎn)生與氣流方向相同的軸向推力。另有其他因素也可產(chǎn)生軸向推力。由推力軸承承受，保持轉(zhuǎn)子與氣缸及其他靜止部分的相對位置。推力過大，過負(fù)荷造成推力瓦燒壞或汽機(jī)動靜部分發(fā)生摩擦。設(shè)軸向位移進(jìn)冊保護(hù)裝置監(jiān)測汽機(jī)轉(zhuǎn)子軸向位移變化。,三

25、汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng),差脹保護(hù)汽機(jī)起停時，由于參數(shù)偏離或疏水、加熱時間等原因，轉(zhuǎn)子和汽缸脹差超過預(yù)置的軸向動靜部分之間的間隙就可能發(fā)生動靜摩擦。保護(hù)系統(tǒng)安裝監(jiān)視和保護(hù)設(shè)備。振動保護(hù)汽機(jī)啟動、停機(jī)、運(yùn)行過程中，伴隨一定程度振動。振動過大增加輪盤、葉片等部件應(yīng)力，機(jī)組動靜部分可能摩擦。保護(hù)系統(tǒng)對振動狀態(tài)監(jiān)測。超過安全范圍，發(fā)出報警信號；繼續(xù)增大并超出一定范圍，汽機(jī)跳閘。熱應(yīng)力保護(hù)汽機(jī)轉(zhuǎn)子或汽缸熱應(yīng)力超過安全范圍，限制汽機(jī)功率或轉(zhuǎn)速的變

26、化速率。,三 汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng),汽機(jī)排汽溫度高保護(hù)汽機(jī)啟動或甩掉負(fù)荷后空載運(yùn)行時，由于摩擦鼓風(fēng)損失等原因，可能使排汽缸溫度上升；嚴(yán)重時汽缸過分膨脹導(dǎo)致低壓轉(zhuǎn)子支持軸承座傾斜，破換轉(zhuǎn)子和汽缸同心度。一般對策在機(jī)組的排汽缸內(nèi)加裝噴水減溫裝置，控制排汽缸溫升。低氣壓保護(hù)主蒸汽壓力低于某一限制值，開始減少汽機(jī)功率，主蒸汽壓力低于某一安全范圍時，汽機(jī)停機(jī)。凝汽器熱井水位高保護(hù)軸向排氣汽機(jī)，凝汽器熱井水位高，凝結(jié)水導(dǎo)入汽機(jī)低壓缸，故設(shè)該

27、保護(hù)。其他：低壓油保護(hù)、低真空保護(hù)。。。。。。,三 汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng),緊急跳閘控制單元汽機(jī)軸向位移、差脹、振動等參數(shù)超出安全警戒范圍后，跳機(jī)保護(hù)系統(tǒng)觸發(fā)危急遮斷器滑閥動作，泄放安全控制油，自動關(guān)閉高、中壓缸的主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥，迫使汽機(jī)停機(jī)。,緊急跳閘控制單元由自動跳閘電磁閥(20/AST)、跳閘繼電器(TRIP/A\B)、和壓力開關(guān)(63/ASP)等組成。,三 汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng),正常時自動跳閘電磁閥帶電關(guān)閉，自動停機(jī)緊急跳閘油母管保持正

28、常工作壓力；通道1的跳閘電磁閥受跳閘繼電器常開觸點(diǎn)控制，保持通電；通道2跳閘電磁閥保持通電。,有跳閘信號觸發(fā)，兩個通道四只跳閘電磁閥失電，使兩個通道跳閘油集管泄壓而自動停機(jī)。單個敏感元件或單側(cè)邏輯回路故障，不會引起跳閘集管泄壓，避免引起誤操作。設(shè)置兩個通道方便系統(tǒng)在線實驗。,三 汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng),四 聯(lián)合循環(huán)煙氣旁路控制,煙氣旁路系統(tǒng)的作用增加了聯(lián)合循環(huán)裝置的靈活性。燃機(jī)運(yùn)行，余熱鍋爐可處于隔離狀態(tài)。,余熱鍋爐和燃機(jī)的協(xié)調(diào)性能好。

29、燃機(jī)冷態(tài)啟動到額定負(fù)荷需10-30分鐘；余熱鍋爐和汽機(jī)的升溫、升壓、升負(fù)荷速度取決于金屬允許的熱應(yīng)力，冷態(tài)啟動到額定負(fù)荷需4小時左右。調(diào)節(jié)煙氣旁路可使二者良好匹配。負(fù)荷急劇變化期間，為避免余熱鍋爐超壓可用作分流煙氣，使余熱鍋爐快速減負(fù)荷。事故處理中，汽機(jī)跳閘或汽機(jī)甩負(fù)荷運(yùn)行時，煙氣旁路的快關(guān)功能是實現(xiàn)余熱鍋爐快速減負(fù)荷的最有效手段。,聯(lián)合循環(huán)煙氣旁路的結(jié)構(gòu)和形式煙氣旁路系統(tǒng)一般包括煙氣分流擋板、旁通煙囪、擋板驅(qū)動裝置、擋板密封系統(tǒng)

30、等。旁路擋板一般設(shè)置液動、電動或電、液聯(lián)合的操作控制機(jī)構(gòu)。,四 聯(lián)合循環(huán)煙氣旁路控制,液動式控制系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)器可靠性高，執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩大；且能夠快速動作；技術(shù)和設(shè)備裝置比較完善。缺點(diǎn)：設(shè)備投資大、系統(tǒng)比較復(fù)雜，須有專用液壓站等，要消耗功率，增加運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)工作量；液動調(diào)節(jié)器綜合信號比較困難。,電動式控制系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備投資少，工作可靠性高，能夠較靈活的綜合信號；維護(hù)和檢修工作量小，運(yùn)行費(fèi)用低。缺點(diǎn)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩小，動作較慢

31、。作為保護(hù)裝置，響應(yīng)速度慢。,四 聯(lián)合循環(huán)煙氣旁路控制,煙氣旁路系統(tǒng)的控制聯(lián)合循環(huán)中，煙氣旁路擋板一般不作為調(diào)節(jié)余熱鍋爐壓力和溫度的手段，擋板自動控制采用開環(huán)控制。,機(jī)組啟動擋板打開方式先預(yù)定余熱鍋爐擋板全開，在啟動燃機(jī)，燃機(jī)并網(wǎng)后，按規(guī)定速率升燃機(jī)負(fù)荷。擋板全關(guān)，燃機(jī)按單循環(huán)方式啟動并網(wǎng)后，再啟動余熱鍋爐，根據(jù)余熱鍋爐汽包壓力控制擋板開度，由順序控制系統(tǒng)分段逐步將擋板打開至100%。煙氣擋板可做余熱鍋爐啟動閉鎖保護(hù)，即余熱鍋爐啟

32、動條件沒有達(dá)到，擋板開啟閉鎖。如果采用調(diào)節(jié)煙道擋板開度來調(diào)節(jié)蒸汽壓力，同時布置旁通擋板和入口擋板情況下，可采用調(diào)節(jié)旁通擋板開度來調(diào)節(jié)蒸汽壓力。,四 聯(lián)合循環(huán)煙氣旁路控制,對于液壓控制煙氣旁路擋板通?？煞终ｊP(guān)閉和緊急關(guān)閉。余熱鍋爐跳閘保護(hù)動作時，觸發(fā)煙氣旁路擋板緊急關(guān)閉邏輯。經(jīng)整定時間延時后擋板沒有關(guān)閉到位，燃機(jī)跳閘。,旁通擋板、入口擋板、防雨擋板、插板的聯(lián)鎖保護(hù),各組擋板裝有位置變送器和限位開關(guān)，此外還有就地位置指示器。各組擋板

33、用限位開關(guān)實現(xiàn)電氣聯(lián)鎖。旁路擋板和入口擋板的聯(lián)鎖： 只有入口擋板全開，旁通擋板才能關(guān)；只有旁通擋板全開，入口擋板才能關(guān)。入口擋板和防雨擋板聯(lián)鎖只有防雨擋板全開，入口擋板才能開；只有入口擋板全關(guān)，防雨擋板才能全關(guān)。,四 聯(lián)合循環(huán)煙氣旁路控制,入口擋板和插板聯(lián)鎖只有插板提升到煙道外，入口擋板才能開；只有入口擋板全關(guān)，擋板才能插入煙道。,五 聯(lián)合循環(huán)蒸汽旁路控制,指汽輪機(jī)并聯(lián)的蒸汽減溫、減壓系統(tǒng)。由旁路閥門、管道及控制機(jī)構(gòu)

34、等組成。在機(jī)組啟動階段或事故狀態(tài)下將余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽不經(jīng)汽輪機(jī)而引入下一級管道或凝汽器。蒸汽旁通汽機(jī)高壓缸引到再熱器為高壓旁路；蒸汽旁通汽機(jī)中、低壓缸引到凝汽器為低壓旁路。,蒸汽旁路系統(tǒng)的作用改善機(jī)組啟動性能。機(jī)組啟動初期，蒸汽經(jīng)旁路系統(tǒng)到凝汽器，適應(yīng)系統(tǒng)暖管和儲能的要求。減少汽缸熱應(yīng)力。能夠適應(yīng)機(jī)組滑壓和定壓運(yùn)行的要求。機(jī)組啟動時，可控制主蒸汽按照給定的速率上升，沖轉(zhuǎn)過程中保持主蒸汽壓力不變。正常運(yùn)行，跟蹤主蒸汽壓力變化，限

35、制其波動幅度防止超壓。啟動工況或者汽機(jī)跳閘時，旁路系統(tǒng)可保證過熱器、再熱器有一定的蒸汽流量，使其得到足夠冷卻。起余熱鍋爐安全閥作用。在汽機(jī)跳閘或甩負(fù)荷期間作為安全閥使用，避免余熱鍋爐超壓。在母管制余熱鍋爐并爐過程中調(diào)節(jié)待并爐蒸汽壓力，協(xié)調(diào)完成并爐操作。,五 聯(lián)合循環(huán)蒸汽旁路控制,汽機(jī)需“給定功率”模式運(yùn)行時，蒸汽旁路可起到溢流作用。延長機(jī)組和部件的壽命，消除噪聲，回收工質(zhì)?？傊月废到y(tǒng)具有啟動、溢流、安全三項功能。蒸汽旁路

36、系統(tǒng)形式一般設(shè)有液動、氣動、電動或電液聯(lián)合的操作控制機(jī)構(gòu)，以實現(xiàn)減壓、減溫裝置的快速投入。通常選用動作時間較短的氣/液動式控制旁路為宜。蒸汽旁路系統(tǒng)運(yùn)行方式主要指高壓旁路運(yùn)行方式，包括啟動運(yùn)行方式、定壓運(yùn)行方式、滑壓運(yùn)行方式和事故運(yùn)行方式四種。,五 聯(lián)合循環(huán)蒸汽旁路控制,閥位方式(啟動方式)啟停時的汽機(jī)旁路控制過程由優(yōu)先關(guān)邏輯控制實現(xiàn)在鍋爐啟動前汽機(jī)旁路系統(tǒng)各閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。從余熱鍋爐升爐到汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前采用閥位方式運(yùn)行。開始

37、階段是最小開度控制µmin，該最小開度在操作臺上預(yù)設(shè)。蒸汽經(jīng)高壓旁路流動，并經(jīng)過再熱器和低壓旁路加熱管道系統(tǒng)。主蒸汽壓力升高到最小定值p0,min時，控制回路維持最小壓力定值，旁路閥逐漸開大，最都到達(dá)所設(shè)定最大開度µmax.旁路閥保持最大開度。壓力設(shè)定值按不超過預(yù)先給定的升速率逐漸增加，提高主蒸汽壓力。同時壓力的上升速率也受到壓力設(shè)定值升速率限制。隨著設(shè)定壓力不斷增加，壓力定值也跟蹤升高。,五 聯(lián)合循環(huán)蒸汽旁路控制

38、,定壓方式：主蒸汽壓力升高到P>=2.0MPa的汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)壓力時，旁路系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)為定壓運(yùn)行方式。壓力整定值保持一定，保持汽機(jī)啟動的主蒸汽壓力，實現(xiàn)定壓啟動。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)升速，耗汽量增加，旁路閥相應(yīng)關(guān)小。隨著汽輪機(jī)啟動過程中各個階段對主汽壓力的要求，操作員可人工設(shè)定定值發(fā)生器的輸出，通過對旁路閥的控制使之壓力符合要求汽機(jī)轉(zhuǎn)速升高到3000轉(zhuǎn)/分鐘，并網(wǎng)帶5%負(fù)荷。此時旁路仍在定壓運(yùn)行狀態(tài)。旁路閥起調(diào)節(jié)主蒸汽壓力的作用。隨著余

39、熱鍋爐負(fù)荷增加，繼續(xù)增加壓力設(shè)定值，p近似為3MPa，汽機(jī)負(fù)荷達(dá)到30%額定負(fù)荷時，余熱鍋爐切分，壓力定值按一定升壓率增加到額定壓力。P>=3.0MPa，旁路閥關(guān)閉，系統(tǒng)切換為滑壓運(yùn)行方式。,五 聯(lián)合循環(huán)蒸汽旁路控制,滑壓方式滑壓方式運(yùn)行，主蒸汽壓力設(shè)定值自動跟蹤主蒸汽壓力實際值，新汽壓力的升速率小于設(shè)定值，壓力定值輸出為實際主汽壓力加上一個可調(diào)偏置值，保持旁路閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。一旦主蒸汽實際壓力超過設(shè)定值，旁路閥開啟。運(yùn)行中

40、余熱鍋爐出口壓力出現(xiàn)擾動，其升壓率大于壓力定值發(fā)生器內(nèi)部設(shè)定，旁路閥瞬間打開。定值大于實際值，旁路閥再度關(guān)閉。旁路閥只要開啟，滑壓方式立即轉(zhuǎn)為定壓方式，壓力定值為轉(zhuǎn)變瞬間的壓力波動值加上壓力閥限。高壓、低壓旁路減溫閥在高、低旁路減壓閥打開時，調(diào)節(jié)出口蒸汽溫度與低溫再熱器、凝汽器相匹配。,五 聯(lián)合循環(huán)蒸汽旁路控制,旁路系統(tǒng)事故運(yùn)行方式甩負(fù)荷時的汽機(jī)旁路控制：機(jī)組正常時，由于高/低旁路減壓閥控制調(diào)節(jié)器的壓力定值比反饋?zhàn)兞扛?，因而?/p>

41、于關(guān)閉狀態(tài)。汽機(jī)甩負(fù)荷、主蒸汽壓力異常超過設(shè)定值時，使高、低旁路迅速打開，相應(yīng)的噴水閥門也打開，旁路系統(tǒng)轉(zhuǎn)入定壓運(yùn)行，維持余熱鍋爐的熱備用狀態(tài)。機(jī)組甩負(fù)荷時，優(yōu)先開邏輯控制高/低壓旁路閥打開。優(yōu)先開的條件：發(fā)電機(jī)解列、主蒸汽壓力>0.8MPa；高壓旁路減壓閥處于自動。事故工況下汽機(jī)旁路控制：高壓旁路減溫后蒸汽溫度高，優(yōu)先關(guān)邏輯使高旁減溫閥關(guān)閉，同時發(fā)出快關(guān)信號給高旁減壓閥，動作相應(yīng)電磁閥，通過液動裝置快速關(guān)閉高旁減溫

42、閥。,五 聯(lián)合循環(huán)蒸汽旁路控制,下列三種情況發(fā)生時，或門邏輯發(fā)出信號給低旁減壓閥，動作相應(yīng)電磁閥，通過液動裝置快速關(guān)閉高旁減壓閥。凝汽器真空低、凝汽器溫度高于一定值、減溫噴水壓力低。,六 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制,基本裝置功率分配控制系統(tǒng)控制原則為按穩(wěn)態(tài)負(fù)載進(jìn)行功率分配。將給定負(fù)載值分為燃機(jī)循環(huán)給定功率和汽機(jī)循環(huán)給定功率，二者的比值按照其容量比值確定。,燃機(jī)加載、減載過程較快，余熱鍋爐-汽機(jī)加載、減載較慢。動態(tài)過程中總的輸出功率

43、將不能很快改變。,六 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制,六 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制,單向補(bǔ)償式功率分配控制系統(tǒng)將給定的汽機(jī)功率與實際功率之差適當(dāng)取一個比例系數(shù)，比例系數(shù)與按容量分配的燃機(jī)給定功率之和作為燃機(jī)功率的給定值。在加載之初燃機(jī)多負(fù)擔(dān)負(fù)荷；汽機(jī)逐漸增加負(fù)載后，燃機(jī)再慢慢減掉負(fù)載。,雙向補(bǔ)償式功率分配控制系統(tǒng)αG信號作用至燃?xì)廨啓C(jī)控制回路而改變一部分燃機(jī)負(fù)荷，有利于提高機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)能力； αS信號作用于汽輪機(jī)控制回路可克服汽輪機(jī)