汽轮机启动系统和旁路

汽轮机启动系统和旁路二、平圩电厂600MW机组的ATC

（一）ATC的基本功能和工作方式

平圩电厂600MW机组的ATC功能由DEH系统实现，ATC是DEH的一个主要控制任务，它由17个子程序构成。（只要是对汽轮机进行控制最终肯定会使用DEH中的控制结构，ATC只是再增加的软件即可实现）在正常运行时，即使汽轮机启动结束，只要ATC仍在投入状态，ATC会自动计算和监视负荷变化率，当负荷变化率超出范围后ATC仍可限制其变化。另外还可连续分析和计算当前机组的各报警工况，通过CRT对操作进行操作指导。ATC一般有三种工作方式：

（1）自动汽轮机控制--ATC

此方式下，ATC可以自动将转速从0升速到3000r/min（2）ATC监视方式

此方式仅用于监视汽轮机参数，并不参与机组控制（负荷变化率除外）。

（3）ATC监视切除

此方式下，ATC各子程序实际还在运行，但所有参数不能发出

（二）ATC子程序（共17个）

1、周期控制任务子程序P00

监视计算机停机计时器、根据工况选择ATC运行方式、驱动ATC控制盘上的6个指示灯、管理ATC其余子程序的调用和与基本DEH软件接口。

2、高、中压转子应力计算P01、P16

使用这两个程序计算高、中压的实际应力和预测应力，供P04负荷升速模块使用。程序运行周期为5S。

转子应力有效检查（转子应力无效条件出现下列条件之一，计算的应力无效）

1）两只汽轮机首级测量温度热电偶均发生故障，温度信号无法得到

2）在转速控制期间，转速反馈信号故障

3）转子应力计算尚未连续运转超过2H。设定转子应力极限

1）冷态启动极限

2）热态启动极限

3）正常负荷速率极限

4）高负荷速率极限转子有效温度：有效温度是转子热应力的标志参数。每5S计算一次。

转子预测有效温差计算：子程序按连续存储的15个有效温差（每分钟刷新一次），使用外推法预测以后的应力。主汽温度安全检查。在每个TV调节阀前装有温度测点，进行程序监控。3.汽轮机金属温度监视子程序P02

测算汽轮机左右两侧汽室的内、外温差（包括当前值和预测数值）并与限值进行比较，当温差小于83.3℃时才允许汽轮机变化状态(例如脱离盘车或变速等)运行周期10S.

4.盘车监控子程序P03

运行周期60S,功能:(1)热态机组已在盘车时,预测当前蒸汽参数下,首级汽温和金属温度,并给出未来10MIN钟内首级汽温和金属汽温如何匹配.

(2)在冷态启动时,程序P03告诉操作员相对于冷态的转子其主汽温度是否太高.根据程序告诉的信号可有两种操作可选择:一是可由操作人员超越的工况;另一类为禁止脱离冷态盘车的工况.

5.转子应力控制子程序P04

每30S运行一次,根据P01、P16转子有效温差及其预测数值设置“转子应力保持”等指标。

6.偏心度和振动监控子程序P05

当机组转速<600r/min时,P05监视转子偏心度，且开始监视各轴承的振动。运行周期为10S，功能：

（1）当偏心度大于76.2um时,设置”高偏心度”指示符.(2)当监视仪表来的数据有效时,为振动报警和跳闸数据设定限制数值.

A)转速在600~2000r/min时,程序设置振动报警数值为203.2um,跳闸限制数值为254um.转速大于2000r/min时,将按公式计算报警限制数值,总的来说是转速越高报警限制数值越小,对机组的平衡要求越高.

B)将每个轴承的振动数值和限制数值进行比较,超限时设置”超越跳闸极限”指示符.在ATC控制方式时,若振动超过了报警极限但未达到跳闸极限时,程序还必须判断汽轮机转速是否处于低压缸叶片共振范围等

7.水检测和疏水阀控制子程序P06

根据金属温差确定是否打开疏水门.8.ATC目标值和升速/变负荷速率控制子程序P07

P07每秒运行一次.监视所有程序设置的越限标记且完成以下任务

(1)按实际运行工况调整ATC速率表，控制机组的转速或负荷变化

（2）在机组处于危急工况时，P07子程序可以保持转速或负荷的保持。

9、轴承油温和金属温度监控子程序P08

每60S运行一次。功能：

（1）监视轴承油系统温度是否超限。

（2）监视推力轴承金属温度

10、发电机监控子程序P09

60S运行一次。监视除轴承振动和金属温度以外的发电机工况及发电机辅助系统，并设置6个指示符。（1）“冷却气体温度高”：当氢冷却器出口温度高于48℃，或励磁机冷却器出口风温度高于52时。

（2）“氢系统故障”：当氢气压力大于高限或低于低限，或氢气纯度不合要求，或密封氢气的密封油和氢气压力差太低

（3）“发电机报警”：发电机报警接点闭和或#1、#2定子冷却水泵停运

（4）“励磁机监视器”：根据油电压调节系统的报警工况来设置

（5）“视在功率—频率曲线超限”：视在功率超出限制

（6）“发电机无功容量超限”：无功超越限制11、轴封蒸汽、排汽和凝汽器真空监视子程序P10

60S运行一次。根据机组工况设置三个标志

（1）“轴封系统故障”：当高压轴封蒸汽温度太低或轴封与金属温差太大设置

（2）“真空越限”：凝汽器压力超过高限等设置

（3）“排汽系统故障”：当低压缸排汽温度大于79℃时设置

12、差胀及轴向位移子程序P11

每60S运行一次。监视汽轮机的胀差等数值

13、背压与再热汽温的关系子程序P12

60S运行一次。为了防止汽轮机末级叶片过热，按凝汽器压力计算再热温度极限数值。

14、传感器故障探测子程序P13

5S运行一次。监视热电偶开路、变送器输出超出范围等传感器故障。15、暖机子程序P14

60S运行一次。确定暖机的要求和判断暖机是否完成

三、石洞山二厂600MW超临界机组自动启动系统ATC以上五部分组成机组主控顺序UMS，所有程控在MUS协调下工作构成所有控制顺序的基本组成是顺序步，或者利用顺序步可以完成类似的控制顺序程序。代表程序进行了一步操作。检查被监视的操作步是否完成？YES表示操作步完成。B表示显示完成后信号。运行人员可通过此信号查看操作完成情况如果操作步没有完成，执行F程序，F显示和此操作关联的信息页面，让操作人员分析未完成的原因在显示F相关信号的同时C显示要完成此操作步的操作指导图，如此时在手动时，操作人员可以根据指导进行操作然后程序启动D步骤，对本步操作进行计时，称为第一时间，当在规定的时间内未完成操作，系统将产生第一时间报警。报警后开始第二时间计时，第二时间为恢复故障时间，若第二时间到，故障依然，则产生第二时间报警，此时系统会从自动转到手动，终止自动顺序执行第一时间报警后显示相关信息，帮助操作人员分析故障原因。检测操作是否正确。H输出操作是否完成信息另外在自动顺序控制过程中，如果前面已经执行的步出现故障，程序会自动将程序步返回到故障点，但此时系统会将自动转换到手动，让操作人员来处理程序步。例如，当需要给锅炉补充水时，发现给水泵发生故障而停止工作，则顺序程序回返回到给水泵启动程序步，且自动转换到手动。

另外一种自动转到手动是当第二时间到后故障仍未处理，自动程序步也会由自动转换到手动。

如果执行程序步过程中没有任何故障，则可以在没有操作员干预下完成所有程序步。

第二节旁路控制系统

一、概述

系统主要功能：保护设备、回收工质、配合启动具体功能：

（1）机组启动过程，将不符合参数要求的蒸汽通过旁路排入凝汽器，符合要求再使用。作用：回收工质

（2）为汽轮机跳闸后启动HP和LP使蒸汽流过过热器和再热器。如果要保证锅炉带最低稳燃负荷，只有通过旁路才能保护过热和再热器安全。保护设备。

（3）锅炉汽压过高时，减少对空排汽。回收工质

（4）配合汽轮机实现中压缸启动和带负荷，减小转子在启动过程中热应力

（5）发电机甩负荷时，维持汽轮机空载运行，通过旁路将多余蒸汽排入凝汽器。

（6）和2类似只是强调锅炉可以不停机。（一）高压旁路控制系统

旁路控制系统任务：在完成以上6个任务同时能有效的控制主蒸汽压力、高压旁路出口蒸汽和低压旁路出口蒸汽的压力和温度。

系统对旁路的要求：1）能在机组正常运行时（如机组启停过程）按要求调节旁路系统蒸汽的压力和温度

2）在异常情况下（如汽轮机或发电机甩负荷），快速开启旁路系统，且位置旁路出口的蒸汽温度在许可的范围内，以保护相关设备的安全。旁路系统设备通常分两大类，电子液动和电子电动。

600MW以上机组多数采用电子液动（和DEH类似）

二、旁路系统控制

设备组成：高压旁路调节阀、高压旁路减温水喷水阀、高压旁路减温水截止阀、低压旁路调节阀、低压旁路减温水喷水阀。

旁路系统根据设计的功能不同而有所不同，下面以平圩电厂600MW机组为例介绍旁路系统

平圩电厂的旁路由高压旁路和低压旁路串联而成。高压旁路（HP）将过热器出口的蒸汽减温减压后输出到再热器进口；低压旁路（LP）将再热器出口蒸汽减温减压后输出到凝汽器。两级旁路通流量相同为锅炉额定负荷的30%。控制系统采用苏尔寿AV5模拟组装控制仪表、液动执行机构。平圩电厂600MW旁路系统功能如下：

（1）机组启动过程中将不合要求的蒸汽排入凝汽器，直到蒸汽参数符合要求为止

（2）汽轮机跳闸后，将锅炉内多余蒸汽导入到凝汽器，维持锅炉最低稳燃负荷，以便机组再次快速启动

（3）电气主开关跳闸后，汽轮机带厂用电（7%~8%），旁路将多余蒸汽排入凝汽器，维持锅炉在最低负荷运行

（4）机组部分甩负荷时，担任超压保护

（5）保护再热器，在锅炉点火至汽轮机冲转前或其他工况下，由旁路系统为再热器提供冷却蒸汽。（一）高压旁路控制系统

1、过热器出口蒸汽压力控制机组启动初期，旁路阀门开度在自动控制系统控制下，始终保持最小20%开度，让不合格蒸汽直接进入凝汽器。当锅炉供汽压力达到1MPa后，旁路系统调节旁路阀门开度以保证蒸汽压力为1MPa。实际上当锅炉蒸汽压力升高时，旁路系统采取开大旁路阀门来进行调节，这个过程一直持续到旁路阀门开打到95%为止。当旁路阀门开度达到95%以后，调节策略改变，将定值调节系统变成随动系统，旁路定值跟随锅炉负荷变化。此时旁路阀门开度基本不变，随着锅炉负荷的增加，过热器出口蒸汽压力一直上升，当上升到7MPa压力时，汽轮机开始冲转。汽轮机冲转开始后，旁路系统又变成定值调节系统，过热器出口压力定值为7MPa。但由于汽轮机随着冲转进行用汽量越来越大，旁路系统采取关闭旁路阀门来满足汽轮机的用汽。汽轮机冲转结束后，机组进入升负荷阶段，此时锅炉和汽轮机协调增加负荷，旁路阀门完全关闭，过热器出口压力逐渐增加2、高压旁路调节阀在异常工况下动作情况

1）机组启动阶段如锅炉点火失败会使旁路自动处于定压控制方式（控制过热器出口压力为1MPa）

2）机组正常运行过程中汽轮机跳闸（FCB），且高压旁路排汽温度不高时（启动过程或低负荷阶段），旁路系统自动快速打开旁路阀门，同时闭锁自动控制调节。

3）若在高压旁路投入时出现高压旁路排汽温度过高，也要闭锁自动控制调节。

3、高压旁路至再热器进口的汽温控制

控制目标再热器进口汽温不超过某一数值，以保护再热系