第三章 旁路控制系统(BPC)

1、第六章第六章 旁路控制系统（旁路控制系统（BPCBPC） 第一节第一节 概述概述 一、定义：一、定义：与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统。与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统。 二、作用：二、作用：协调炉、机汽量的不平衡。协调炉、机汽量的不平衡。三、分类：三、分类：一级大旁路一级大旁路 两级串联旁路两级串联旁路 三级旁路三级旁路四、原理：四、原理：BPPBPPT T LBP(1,2)p LBP(1,2)pR R BPET BPETBPBP LBPE(1,2)T LBPE(1,2)TLBPLBP BD BD 隔断隔断 降压降压 五、旁路容量五、旁路容量 大大: 50-100%MCR : 50-100%MC

2、R 功能强功能强 欧欧 小：小：20-30% 20-30% 功能弱功能弱 日、美日、美六、功能六、功能 1 1、启动、启动 加快启动速度加快启动速度 p p到一定值时，到一定值时，T T提升就比较困难提升就比较困难 可中压缸启动可中压缸启动 2 2、溢流、溢流 事故状态下排放多余蒸汽事故状态下排放多余蒸汽 与电网解列：不停机不停炉，空载或带厂用电与电网解列：不停机不停炉，空载或带厂用电 FCB FCB 汽轮机故障：停机不停炉汽轮机故障：停机不停炉 电机故障：电机故障： 3 3、安全、安全 pp，代替安全门动作，代替安全门动作 保护再热器保护再热器 启动启动 FCB FCB 与电网解列与电网解列

3、 3-5% 10%3-5% 10% 汽轮机故障汽轮机故障 0 0七、组成七、组成 苏尔寿公司的旁路系统主要由电子控制装置、液苏尔寿公司的旁路系统主要由电子控制装置、液压动力单元和液压执行机构、旁路阀门等三大部分压动力单元和液压执行机构、旁路阀门等三大部分组成。组成。旁路系统组成框图 1 1电子控制装置电子控制装置 它实现的功能包括压力和温度调节回路，阀门压力和温度调节回路，阀门位置控制回路，各种联锁、保护信号逻辑回路以及位置控制回路，各种联锁、保护信号逻辑回路以及液压油的监控回路等。液压油的监控回路等。系统组成框图见图2-9-4所示。本机组旁路控制系统硬件采用MODICON公司的可编程控制器来

4、构成，该可编程控制器采用单CPU和相应的I/O模件、阀门定位器和电源装置等组成。控制柜内装有触摸屏，实现参数的调整以及运行工况的操作。常规的简单操作可在集控室的DCS操作员站上的操作画面上进行。系统的电源采用双路冗余配置，提高了系统的可靠性。本系统可与DCS进行通讯。同时重要信号还通过硬接线送往DCS。D-EHC送给旁路系统的信号是通过硬接线，由DI模块引入。由D-EHC送来的信号有五个包括汽机投入（Turbine on）、汽机跳闸（Turbine trip）、汽机超速（Turbine overspeed）、汽机没有挂闸（Turbine n latched）、中联门关闭（MP valve cl

5、osed）。2 2液压动力单元和液压执行机构液压动力单元和液压执行机构 液压动力单元液压动力单元 是指旁路系统液压油站（是指旁路系统液压油站（HV 350 EHHV 350 EH），它为执），它为执行器提供动力油。行器提供动力油。它由它由2 2台主油泵、充油阀、蓄能台主油泵、充油阀、蓄能器、减压阀、释放阀、单向阀、器、减压阀、释放阀、单向阀、P1P1、P2P2、P3P3取样口、取样口、循环过滤泵、风扇冷却器和过滤器组成。循环过滤泵、风扇冷却器和过滤器组成。3 3个取压个取压口分别为：口分别为：P1P1口向高旁系统供油，口向高旁系统供油，P2P2口向快开系统口向快开系统蓄能器供油，蓄能器供油，P

6、3P3口向低旁系统供油。口向低旁系统供油。 液压执行机构液压执行机构 接受电子控制装置输出的阀位指令信号，相应接受电子控制装置输出的阀位指令信号，相应地控制旁路阀门的开启或关闭。地控制旁路阀门的开启或关闭。它采用模块化设计，它采用模块化设计，包含以下部件：包含以下部件： 、执行器、执行器ASMASM：执行器是双动作液压汽缸。通过执行器是双动作液压汽缸。通过控制活塞任何一侧液压油的供给和泄出来移动执行控制活塞任何一侧液压油的供给和泄出来移动执行器轴。任何情况都需要装置。器轴。任何情况都需要装置。 、水力装置：、水力装置：若没有水力装置，则需要装置。若没有水力装置，则需要装置。 、控制装置、控制装

7、置 PVPV：即比例阀，它把控制系统的电即比例阀，它把控制系统的电子信号转换为液压油的流动。它通过连续控制模式子信号转换为液压油的流动。它通过连续控制模式控制液压油进出执行器活塞室，因此可以使执行器控制液压油进出执行器活塞室，因此可以使执行器的定位非常精确。的定位非常精确。 具有较高的反应灵敏性和稳定具有较高的反应灵敏性和稳定性。性。PVPV或或APLAPL任何情况都需要配置。本系统配有任何情况都需要配置。本系统配有6 6个。个。 、定位装置、定位装置 PVRPVR：将控制信号与阀位反馈进行将控制信号与阀位反馈进行比较，并且经比例放大，驱动液压执行机构，实比较，并且经比例放大，驱动液压执行机构

8、，实现定位功能。现定位功能。PVPV或或APLAPL任何情况都需要配置（本系任何情况都需要配置（本系统定位装置型号为统定位装置型号为PVR10-10PVR10-10，共配，共配6 6个，对应个，对应6 6个个调门，装在电子间的控制柜背面）。调门，装在电子间的控制柜背面）。 、步进控制装置、步进控制装置 APLAPL：步进控制装置是控制执：步进控制装置是控制执行器的一种最简单方式。它仅提供了一种步进控行器的一种最简单方式。它仅提供了一种步进控制模式，被用在纯开制模式，被用在纯开/ /关操作或有限需求的控制功关操作或有限需求的控制功能。因本机组的喷水截止阀用电动阀，所以未用能。因本机组的喷水截止阀

9、用电动阀，所以未用步进控制装置。步进控制装置。 、安全控制系统、安全控制系统 SSBSSB：安全控制系统确保即使安全控制系统确保即使核心供电故障，执行器能够按需可靠地定位到预核心供电故障，执行器能够按需可靠地定位到预先确定的端位置。先确定的端位置。 根据要求，其中必需的能源来根据要求，其中必需的能源来自额外的液压蓄能器，该蓄能器的储存能量足够自额外的液压蓄能器，该蓄能器的储存能量足够一个或多个行程使用。它用于高、低旁阀的快开一个或多个行程使用。它用于高、低旁阀的快开和快关。按需配置。本系统在低旁都配置了和快关。按需配置。本系统在低旁都配置了SSBSSB来来完成快关功能。完成快关功能。 、安全旁

10、路系统、安全旁路系统 SBESBE：安全旁路系统允许阀门安全旁路系统允许阀门打开，而不需要任何外部能量。只用由媒介（通打开，而不需要任何外部能量。只用由媒介（通常是蒸汽）施加于阀门上的外力。系统主要应用常是蒸汽）施加于阀门上的外力。系统主要应用于连接高旁站和于连接高旁站和MSVMSV或或HSVHSV类型安全阀操作的执行类型安全阀操作的执行器。它用于高、低旁阀的快开，按需配置（本系器。它用于高、低旁阀的快开，按需配置（本系统未配）。统未配）。 3 3、旁路阀门、旁路阀门 高压旁路系统：高压旁路系统：一个压力控制阀一个压力控制阀BPBP，一个喷水减温，一个喷水减温控制阀控制阀BPEBPE，一个喷水

11、隔离阀，一个喷水隔离阀BDBD（采用截止阀）。（采用截止阀）。 低压旁路系统：低压旁路系统：苏尔寿的低旁一般都设有两路，每苏尔寿的低旁一般都设有两路，每路都有一个压力控制阀（路都有一个压力控制阀（LPBP1LPBP1，LPBP2LPBP2），一个喷），一个喷水减温控制阀水减温控制阀LBPELBPE（LBPE1LBPE1，LBPE2LBPE2）第二节第二节 高压旁路在启动过程中的运行方式高压旁路在启动过程中的运行方式一、启动方式一、启动方式 冷启：冷启： PTPmin 热启：热启： PminPTPsync 重启重启： PTPsync二、冷态启动二、冷态启动 1 1、阀位方式（启动方式）、阀位方式

12、（启动方式） ADAD AB AB 最小开度段最小开度段 Y Yminmin强制强制 BC BC 开度渐升段开度渐升段 P PT T=P=Pminmin CD CD 开度保持段开度保持段 P PS S随随P PT T的上升而上升的上升而上升 2 2、定压方式、定压方式 DEDE 蒸汽由旁路向汽轮机转移的过程蒸汽由旁路向汽轮机转移的过程 3 3、滑压方式、滑压方式 E E点以后点以后 P PS S= = P PT T+P+P第三节第三节 高压旁路控制系统高压旁路控制系统 高旁压力控制系统高旁压力控制系统 高旁温度控制系统高旁温度控制系统 喷水隔离阀控制系统喷水隔离阀控制系统一、高旁压力控制系统一

13、、高旁压力控制系统 1 1、压力设定值形成、压力设定值形成 RIB RIB 压力设定值发生器压力设定值发生器 带负反馈的积分器带负反馈的积分器 输出跟踪输入输出跟踪输入 对输出信号的变化速率限制对输出信号的变化速率限制 对输出信号的上下限幅值限制对输出信号的上下限幅值限制2 2、压力控制系统控制过程、压力控制系统控制过程 1 1）阀位阶段）阀位阶段 ADAD E 5.6E 5.6通通 F 1.3F 1.3通通 AB AB 最小开度段最小开度段 P PT TP Pminmin 强制强制Y Yminmin BC BC 开度渐升段开度渐升段 Y YBPBP，维持，维持P PT T=P=Pminmin

14、 CD CD 开度保持段开度保持段 Y YS S= Y= Ym m 使使P PS S随随P PT T的上升而上升的上升而上升 2) 2) 定压阶段定压阶段 DE DE E 4.6E 4.6通通 F 2.3F 2.3通通 NANA（模拟量跟踪存储器）保持转换瞬间的值，定压冲转。（模拟量跟踪存储器）保持转换瞬间的值，定压冲转。 3 3）滑压方式）滑压方式 E E点以后点以后 E 5.6E 5.6通通 P PS S= = P PT T+P+P3 3、快速行程装置、快速行程装置 SSB SSB 快关优于快开快关优于快开 快开：汽机甩负荷、快开：汽机甩负荷、 P PT T超过规定值超过规定值 快关：快关

15、：BPBP阀后温度高，阀后温度高，LBPLBP阀打不开，减温水压力低阀打不开，减温水压力低 高压旁路压力调节回路原理高压旁路压力调节回路原理 二、高旁温度控制系统二、高旁温度控制系统 1 1、作用：、作用：保证减压阀后温度等于给定值。保证减压阀后温度等于给定值。 2 2、分析：、分析：带带PDPD校正的单级校正的单级PIPI控制系统控制系统 1 1）PDPD：补偿测温元件的惯性：补偿测温元件的惯性 2 2）：喷水量与蒸汽流量相匹配：喷水量与蒸汽流量相匹配 不同负荷下，相同的温差对应不同的喷水强度。不同负荷下，相同的温差对应不同的喷水强度。三、喷水截止阀控制三、喷水截止阀控制 1 1、作用：、作

16、用：隔离隔离 降压降压 2 2、原理：、原理：BD BD 与与 BPBP阀连锁阀连锁 BPBP开度开度2%2%时，时， BDBD自动打开自动打开 BPBP开度开度 2 2时，时， BD BD 自动关闭自动关闭 第四节第四节 低压旁路控制系统低压旁路控制系统 低旁压力控制系统低旁压力控制系统 低旁温度控制系统低旁温度控制系统一、低压旁路的压力控制特性一、低压旁路的压力控制特性1 1、在启动和低负荷阶段，压力设定值为最小值、在启动和低负荷阶段，压力设定值为最小值PrminPrmin，以维持，以维持一定的蒸汽流量通过再热器。一定的蒸汽流量通过再热器。2 2、机组升负荷阶段，低旁以、机组升负荷阶段，低

17、旁以“滑压方式滑压方式”运行。这期间再热器运行。这期间再热器出口压力设定值是变动的，它出口压力设定值是变动的，它与机组负荷成正比与机组负荷成正比，并且压力，并且压力设定值略高于再热器实际压力，目的是保证低旁减压阀设定值略高于再热器实际压力，目的是保证低旁减压阀LBPLBP保保持在关闭状态。持在关闭状态。Ps=KPs=KR RP P1 1+P+P3 3、PrmaxPrmax为低旁最大压力设定值，它小于再热器安全门的动作为低旁最大压力设定值，它小于再热器安全门的动作压力，当再热器出口压力大于最大压力设定值时，旁路阀门压力，当再热器出口压力大于最大压力设定值时，旁路阀门打开泄压，以维持再热器出口压力

18、等于最大压力设定值。打开泄压，以维持再热器出口压力等于最大压力设定值。二、低旁压力控制系统二、低旁压力控制系统 1 1、工作原理、工作原理 1 1）锅炉点火，汽机冲转前，锅炉点火，汽机冲转前，汽机第一级压力汽机第一级压力P P1 1=0=0，而压力设，而压力设定值受下限限制输出定值受下限限制输出PrminPrmin，这样在再热器压力小于，这样在再热器压力小于PrminPrmin之前，之前，压力偏差为负，控制器输出为压力偏差为负，控制器输出为0 0，强制最小开度，强制最小开度Ymin Ymin 。 2 2）随着机组的启动，）随着机组的启动，当再热汽压力达到并超过最小压力设定当再热汽压力达到并超过最小压力设定值值PrminPrmin时时，压力偏差为正，控制器输出，压力偏差为正，控制器输出YsYs开始增大，以维持压开始增大，以维持压力等于最小值力等于最小值PrminPrmin。 3 3）汽轮机冲转后汽轮机冲转后，调节级压力，调节级压力P P1 1开始上升，当由调节级压力开始上升，当由调节级压力P1P1算出来的设定值算出来的设定值K KR RP P1 1+ +PPrminPPr