德試培訓課之什么是旁路控制系統(tǒng)？

旁路控制應為用戶提供兩種控制方式，供用戶根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇使用。這兩種控制方式分別為自動-遙控手動，兩種方式的優(yōu)先級后者高于前者，并且兩種方式之間互相跟蹤，切換時無擾動。在任何一種控制方式下，旁路控制系統(tǒng)都具有閥門之間的連鎖和保護功能。

1、DCS 制造商至少應做兩幅畫面供運行人員操作監(jiān)控旁路用

（1）旁路熱力系統(tǒng)圖，用顏色標明各閥的開關狀態(tài)，閥旁顯示其百分開度及閥前、后壓力溫度參數(shù)。

（2）旁路閥的控制面板：

手\自動切換及顯示按鈕

開、關按鈕

閥位開度指示及其百分開度

閥前、閥后壓力溫度參數(shù)及調節(jié)級壓力、凝汽器真空度等

旁路投入、切除

汽機掛網(wǎng)、并網(wǎng)

中壓缸啟動

啟動、定壓、滑壓

啟動和自動狀態(tài)下的最小開度、最小壓力、最大開度、低旁流量限制

電源故障報警

氣源故障報警

解除\恢復凝汽器保護

操作員可用光標（或直接使用鍵盤）通過有關按鈕監(jiān)視控制整個旁路。

2、遙控手操

操作員用光標通過有關按鈕把旁路控制狀態(tài)切換至手動，然后用光標對各閥的開關按鈕進行閥門啟閉的操作。

3、自動控制

在閥門伺服系統(tǒng)正常的前提下，按下“自動”，即可切換為自動控制方式．在此方式下，控制可以閉環(huán)控制高、低旁閥前壓力和高、低旁閥后溫度、壓力和溫度目標值由操作員在操作員站CRT 上設定。這時閥位增減按鈕無效。

在旁路處于自動控制方式下，按下CRT 畫面上的“啟動”按鈕，旁路控制就可根據(jù)機組當前狀態(tài)和DEH 運行方式，自動選擇旁路系統(tǒng)的運行方式，即高壓缸啟動方式、中壓缸啟動方式、定壓方式或滑壓方式。旁路控制按照啟動曲線，自動給出壓力、溫度的設定點，控制各個旁路閥門，同時監(jiān)視主蒸汽壓力，熱再熱壓力，高旁后溫度，低旁后溫度及各種保護條件是否成立，連續(xù)保護設備安全。

本旁路控制系統(tǒng)由七個控制回路組成，分別是高壓旁路壓力控制回路、高壓旁路溫度控制回路、高旁噴水隔離閥控制回路、低壓旁路控制回路、低壓旁路溫度控制回路、低旁噴水隔離閥和三級減溫噴水控制回路。

一、高旁壓力控制回路

運行方式：

當旁路系統(tǒng)處于啟動方式時，由于主蒸汽壓力小于給定值發(fā)生器輸出的最小壓力定值，因此DCS 調節(jié)器的輸入為負值，這時DCS 調節(jié)器輸出為最小閥位Ymin。當主蒸汽壓力上升到給定值發(fā)生器輸出的最小壓力定值Pmin，并繼續(xù)增長時，DCS 調節(jié)器輸出的閥位定值Ys 在原來整定的最小開度Ymin 基礎上逐漸增大。Ys與高旁閥最大開度Ymax 比較，其差值送入給定值發(fā)生器，Ys<Ymax，給定值發(fā)生器輸入值為負值，給定值發(fā)生器輸出為Pmin；Ys>Ymax，給定值發(fā)生器輸入為正值，給定值發(fā)生器輸出由Pmin開始上升，因此隨著主蒸汽壓力的上，主蒸汽壓力給定值也跟蹤上升。

當主蒸汽壓力上升到?jīng)_轉壓力時，邏輯回路使旁路系統(tǒng)轉為定壓方式運行，主蒸汽壓力保持在切換瞬間的值，即沖轉壓力，隨著汽輪機沖轉后耗汽量的增加、高旁閥逐漸關閉，當高低旁路閥完全關閉后，旁路系統(tǒng)轉為滑壓運行方式。主蒸汽壓力設定值＝主蒸汽壓力+ΔP。

給定值發(fā)生器：

如下圖所示，給定值發(fā)生器是一個帶輸出限制的反饋積分器，積分器經(jīng)內部反饋產(chǎn)生一定斜率的斜坡信號。給定值輸出具有最大限位值Pmax，最小限位Pmin。最大給定值Pmax 整定在正常運行時的最大壓力值，它比安全閥的壓力整定值低，最小壓力定值整定在最小壓力控制值。代表主蒸汽壓力信號的Ui的變化速率小于整定的壓力梯度ΔP/Δt時，輸出U0將無延時地跟隨Ui的變化。而一旦Ui 的變化速率ΔUi/Δt 大于ΔP/Δt 時， 給定值發(fā)生器的輸出U0，將只跟隨內部設定的壓力梯度值ΔP/Δt。因此給定值發(fā)生器還具有限制主蒸汽壓力上升速率的功能。

閥位控制回路：

旁路控制系統(tǒng)經(jīng)過計算輸出的閥位指令信號經(jīng)與閥門實際開度值行比較，其差值以4-20mA 信號輸出到執(zhí)行機構定位器，通過執(zhí)行機構帶動閥門，使閥門開到指定的開度。

二、高壓旁路溫度控制回路

當旁路系統(tǒng)運行時，溫度控制回路通過噴水閥向高旁閥的蒸汽膨脹室噴水冷卻蒸汽，以保持高旁閥后溫度為設定值。高旁閥后實際溫TBP與溫度設定值比較，得到溫度控制的偏差，送入DCS 上的旁路溫度控制調節(jié)器，調節(jié)器的輸出即作為高旁噴水閥位給定值的一部分，送入閥位控制回路。

為了改善溫度控制特性，特別是蒸汽流量大時減少噴水量的過調和蒸汽流量過小時，增強噴水量的穩(wěn)定性，采用PD 環(huán)節(jié)補償測溫元件的時間延遲，同時動態(tài)地改變控制器的放大信號，使之與蒸汽流量相匹配。

蒸汽流量是由主蒸汽壓力與由高旁閥開度經(jīng)函數(shù)轉換得到的通流面積經(jīng)函數(shù)計算得出的。蒸汽流量信號與調節(jié)器的輸出信號計算得到噴水閥的閥位定值信號。蒸汽流量與DCS 調節(jié)器輸出信號之間的比例關系由運算工況自動匹配。

在冷態(tài)啟動時，高旁閥后溫度低于溫度給定值，DCS 調節(jié)器輸出力O，因此即使有一定蒸汽流量通過，高旁噴水閥仍然保持在關閉狀態(tài)。

為使高旁閥開度 YBP 數(shù)值較小時噴水閥有一定的開度，給定值上附加了一個5％的固定指令。

三、高旁噴水隔離閥控制回路

高壓旁路噴水首先經(jīng)過高旁噴水隔離閥BD，BD 的作用：一是當旁路閥關閉后作為隔離閥；二是降低給水壓力。在BD 閥全開時，BD 閥前后壓力比大約為0.8 倍。BD 閥是兩位控制，與高旁閥BP 經(jīng)邏輯回路聯(lián)鎖。YBP>2%時，BD 閥全開，YBP≤2%時，BD 閥全關，BD 的開啟和關閉在CRT 和手操盤上均有指示。當BD 閥不在全開或全關位置時，BD 閥開、關指示燈將閃爍。

四、低壓旁路壓力控制回路

低壓旁路的壓力控制特性如下圖所示。在啟動階段為啟動方式。此時低旁閥開度最小值Ymin，壓力設定值為最小壓力定值Pmin，當汽輪機沖轉時，低壓旁路控制回路維持此最小壓力不變。大約在 %以上負荷時，再熱器出口壓力與負荷成正比。在此階段中，汽輪機中低壓部分運行在滑壓方式。低壓旁路的壓力定值為再熱器出口壓力加上一個固定的偏差ΔP，以保證低旁閥LBP 在關閉狀態(tài)。而再熱器出口的壓力給定值則由汽輪機高壓缸調節(jié)級壓力乘上一個系數(shù)得到，此系數(shù)為：

K=額定負荷下熱再熱壓力/額定負荷下調節(jié)級壓力

圖中最大壓力定值Pmax 為低旁最大壓力定值，它應小于再熱器安全門的動作壓力，最小壓力定值Pmin 一般即整定為低旁壓力最小控制值。

低旁壓力定值與再熱器出口壓力進行比較后得到的差值即送入DCS 上的調節(jié)器進行處理，調節(jié)器輸出即為低旁閥的閥位給定值Ys。低旁閥的閥位回路工作原理與高旁閥相同。

為了防止旁路運行時凝汽器過載，必須限制低壓旁路的蒸汽流量這里是利用了限制低旁閥后壓力來實現(xiàn)這一目的。低旁閥后壓力PLBPO，與代表最大蒸汽流量的壓力限制值PLBPS比較，當PLBPO>PLBPS時，經(jīng)過低選，將此信號送入調節(jié)器，使低旁閥LBP 向關閉方向動作。并在CRT 顯示報警信息。

五、低壓旁路溫度控制回路

低壓旁路溫度度控制回路是低壓旁路壓力控制回路的隨動系統(tǒng) 由調節(jié)系統(tǒng)方框圖中可以看出，通過低壓旁路閥的開度YLBP轉換為相應的通流面積與再熱器出口壓力相乘后，得到通過低旁閥的蒸汽流量。再經(jīng)函數(shù)轉換成低旁閥的閥位給定值，送入LBPE 的閥位控制回路。

為了在小流量的情況下有足夠的噴水量，低旁噴水調節(jié)閥的開度最小為20％。

六、低旁噴水隔離閥控制回路

低壓旁路噴水首先經(jīng)過低旁噴水隔離閥LBD，LBD 的作用是當旁路閥關閉后作為隔離閥。LBD 閥是兩位控制，與低旁閥LBP 經(jīng)邏輯回路聯(lián)鎖。YLBP>2%時，LBD閥全開，YLBP≤2%時，LBD 閥全關，LBD 的開啟和關閉在CRT 和手操盤上均有指示。當LBD 閥不在全開或全關位置時，LBD 閥開、關指示燈將閃爍。

七、三級減溫噴水閥控制回路

三級噴水調節(jié)閥也是低旁壓力控制回路的一個隨動系統(tǒng)，只要低旁減溫減壓閥LBP 一開它即開，低旁LBP 閥關閉后，它延遲約 秒后(參數(shù)在線可調)關閉。

旁路控制系統(tǒng)除對旁路系統(tǒng)進行正常調節(jié)外，還具有對主機及輔機的保護功能。

1、為了保護凝汽器，低旁系統(tǒng)設置五個快速關閉信號：

凝汽器真空低

凝汽器溫度高

凝汽器液位高

低旁噴水壓力低

低旁閥后溫度高

2、當下列信號出現(xiàn)時，高旁閥快速開啟

汽輪機跳閘

主汽壓太高

3、當下列信號出現(xiàn)時，高旁閥快速關閉。

高旁閥后溫度過高

低旁閥故障

汽機 110%超速

高旁噴水壓力低

4、當下列信號出現(xiàn)時，低旁閥快速開啟：

汽輪機 110%超速

高旁快開

熱再熱壓力太高

5、旁路控制系統(tǒng)在需要盡快打開和盡快關閉信號同時出現(xiàn)時，邏輯設計為關優(yōu)先于開啟：

6、高壓旁路閥的開啟、關閉與高旁噴水閥和高旁噴水隔離閥的開啟、關閉連鎖。

7、低壓旁路閥的開啟、關閉與低旁噴水閥的開啟、關閉聯(lián)鎖。

8、三級減溫噴水閥的開啟、關閉與低壓旁路閥的開啟、關閉聯(lián)鎖。

9、當DEH選擇“旁路切除”方式時，關閉旁路系統(tǒng)。即閥位Y≤2%時，閥門快開、快關電磁閥應全部切斷電源，使閥門處于強制關閉狀態(tài)。

1、DEH 旁路

① 汽機掛閘

② 汽機跳閘

③ 中壓調門全開

④ 汽機負荷〉 %

⑤ 汽機110%超速

⑥ 熱再熱壓力〈 Kg/cm2

⑦ 中壓缸啟動

⑧ 切除旁路

2、旁路 DEH

① 旁路系統(tǒng)投入

② 旁路系統(tǒng)切除

注：該旁路控制由DCS 來實現(xiàn)，故不存在與DCS 的接口問題。