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M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化发布时间：2021-03-25T02:24:39.647Z 来源：《河南电力》2020年9期作者：黄永昆[导读] 随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。
本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。
（广东粤电中山热电厂有限公司广东中山 528445）摘要：旁路系统是蒸汽轮机主蒸汽系统的重要组成部分，它在燃气-蒸汽联合循环机组启停过程以及甩负荷时起着十分重要的作用。
本文主要介绍了M701F4型燃气轮机联合循环机组的主蒸汽旁路系统的主要作用，通过对主蒸汽旁路系统几种控制模式的介绍，描述旁路系统在机组运行过程中的控制过程，并通过介绍机组运行过程中一次特殊工况，分析现有旁路系统控制逻辑存在的问题，并提出解决方案。
关键词：M701F4燃气轮机；联合循环；旁路系统；控制模式随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。
本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。
在燃气-蒸汽联合循环机组中，旁路系统在机组启停过程以及甩负荷时起着重要作用，它的功能是，当余热锅炉产生的主蒸汽不满足蒸汽轮机运行需求时，这部分主蒸汽会通过旁路系统回到凝汽器，从而防止余热锅炉蒸汽管路超温、超压；另外，在汽轮机跳闸或甩负荷时，旁路系统可以联锁快开从而有效抑制主蒸汽压力、温度参数波动，防止汽包水位波动，维持余热锅炉及燃汽轮机正常运行，从而缩小事故范围，减少机组损失。
燃气轮机联合循环机组旁路控制说明王铭东方电气自动控制工程有限公司四川德阳618000摘要:本文对燃气轮机联合循环机组汽机旁路控制系统的调节方式、控制方式及其作用进行了简单的介绍和分析。
国内投 运的M 701F 型燃气轮机肩负着电网要求的日起停、调峰、调频需求。
其中旁路系统起到极其重要的功能性作用。
关键词：燃气轮机联合循环机组；旁路系统机械化工_________________________________________________________________________________科技风2〇17年8月上D 01：10.19392/j . cnki . 1671-7341.201715118燃气轮机联合循环机组由以下三部分构成:燃气轮机、蒸 汽轮机、发电机，机组的主要做功部分是燃气轮机和余热锅炉。
燃气轮机在做功的同时，将高温度的排气排人余热锅炉进行二 次利用，加热余热锅炉中的除盐水，进行蒸汽输出。
蒸汽进人 蒸汽轮机进行做功，旁路控制阀和主蒸汽调节阀用于调节气包 压力及控制蒸汽品质。
旁路控制参数的设定关系着机组的优 化运行。
本文着重介绍、分析了我公司联合循环燃机旁路系统 的逻辑和工作状况。
1旁路控制系统分析M 701F 型燃气轮机配置的旁路系统为100%流量阀门。
随着燃机的启动，旁路系统可以让余热锅炉出口蒸汽的温度、压 力快速提升，让汽机尽快进汽做功。
旁路系统还兼具着保护汽 轮机的功能，当机组发生跳机或甩负荷时，旁路系统迅速将主 蒸汽隔离，避免汽机超压。
旁路控制系统功能介绍：(>燃气轮机启动时，排气温度低，锅炉出口蒸汽温度、压 力不达标，旁路系统将这些蒸汽排人凝汽器，并尽快让蒸汽品 质达到进气要求提升汽机启动时间。
(d )燃气轮机运行时，旁路控制阀跟踪主蒸汽压力设定，配 合主蒸汽调节阀进行压力控制，避免蒸汽压力波动。
(,燃气轮机处于跳闸、甩负荷等极端状态时，旁路阀将蒸 汽隔离，避免汽机超压，确保机组安全。
旁路控制系统一、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。
阀门为气动执行机构(液动旁路类似)。
旁路系统阀门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)和三级喷水调节阀。
二、设备性能要求K改善机组的启动性能机组在各种工况下(冷态、温态、热态和极热态)用高压缸或中压缸启动时，投入旁路系统控制锅炉蒸汽温度使之与汽机汽缸金属温度较快地相匹配，从而缩短启动时间和减少蒸汽向空排放及减少汽机循环寿命损耗，实现机组的最佳启动。
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，一旦主蒸汽压力超过高压旁路装置的设定值，高压旁路阀应能快速开启，并按照机组主蒸汽压力进行调节，直至恢复正常值；低压旁路装置依据机组负荷(调节级压力)调节再热汽压，当再热汽压超过负荷对应汽压时，低压旁路开启调节，并控制再热蒸汽压力。
3、旁路系统装置应能适应机组定压和滑压两种运行方式，并配合机组控制实现负荷调节。
4、当电网或机组故障跳闸甩负荷时，旁路系统装置应快速动作(高旁快开，低旁同时快速打开),实现维持锅炉最小负荷运行功能，使机组能随时重新并网恢复正常运行。
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，以防止烧坏。
6、旁路系统装置应具有回收工质，减少噪音作用。
旁路系统装置设备性能应满足机组在各种工况下(包括启动'正常运行、甩负荷时)，能自动或手动(遥控操作)地正常动作和快速动作(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、旁路系统装置应具有下列二种保护功能(1)高压旁路对新蒸汽管系的安全保护功能当机组在运行中有下列情况之一发生时，高压旁路应能在3秒种内自动快速开启定值及以下时，高压旁路自动关闭。
旁路系统控制逻辑
高旁切手动当下列任一条件达到后，高旁自动切换到手动方式：1）旁路油站控制柜来的系统故障信号；
2）高旁快关；
3）主汽压力超限。
三个压力的平均值大于70bar或小于-0.1bar；4）主汽压力测量故障或任一压力值超限（大于70.5bar或小于-0.5bar），由三选二判断
高旁切自动当下列任一条件达到后，高旁自动切换到自动方式：1）主蒸汽压力大于65bar；
2）主蒸汽压力大于20bar的条件下，主蒸汽压力比高旁压力设定值高出6bar；
3）在高压蒸汽流量与吹灰蒸汽流量之和大于66t/h（30％）的条件下，汽机脱扣。
旁路的快开和快关，通过相应的电磁阀动作来实现，PID与80站仅实现阀位跟踪。
高旁最小阀位投入，阀位开至10％。
如汽机脱扣，高旁快开，阀位输出初值为50%。
摘要大型机组是电力工业生产的主要力量，随着世界性能源紧张和环保意识日益提高，高效低排放的超临界和超超临界机组已经成为世界上主要机型，大型机组代表着当今世界先进热工理论、材料科学和自动化技术，旁路系统与大型机组协调运行控制与安全、高效、低排放和经济效益密切相关。
旁路系统是大型机组运行的重要辅助设备，具有协调启动、回收工质、减少损耗、降低胖放功能。
旁路系统具有减压、减温等多道工艺过程，采用自动控制方式在不同模式下运行。
典型大型机组旁路系统有高压旁路和低压旁路组成，分别在机组运行中执行不同的功能。
旁路系统需要与机组控制系统协调运行，并带有连锁装置。
增设旁路系统是一项系统工程，通过旁路系统设计、运行控制模式选择、关键元件选型、系统配套和安装调试，知道与机组相互协调启动，完成相应的功能。
旁路系统在国内大型机组已经得以比较广泛的应用，在机组运行安全、并网负载协调和经济效益方面都获得一定的效果，同时也暴露出一些问题有待于解决。
深入进行大型机组旁路系统热工理论、热工材料、基础元件和自动控制等方面研究，在实践工程中摸索经验，不断提高设计水平和配套设备质量，是逐步完善旁路系统、提高运行安全可靠性、获得更高经济效益的必然途径。
关键词大型火电机组，旁路控制，运行调试AbstractLarge-unit is the main power of electricity industry, along with global energy Insufficiency and progress of environment consciousness, now surpercritical and ultra-supercitical units that are high efficiency and low emission have been outstanding epquipmengts in the world. large –unit reprsents the tadvanced thermal process theoty, material science and automatic technology. cooperating control between bypass system and large-unit. with safety, high efficiency, low emission, which have close relationship with economic benefit[17].Bypass system is important auxiliary equipment of operation of large-unit, and has many funcions, such as coopreating startup, recycling process fluid, reducing consumption, decreasing emission. Bypass system has several process steps, including pressure reduction, desuperheating etc, and adopts automatic control method under different operation modes.Typical big unti bypass system comprises of high pressure bypass and low pressure bypass, individually executes different functions in unti operation. Bypass system operation control shall correspond with unit control system operation, and equip interlock device.Adding-bypass system is a system project, through bypass design, operation control mode selection, key element choice, system match, installation and commission, excellent cooperati ve startup among untis, to complete relevant functions.Bypass system has achieved widely domestic appliance, and achieves some effect on safety opreation, combined load cooperation and economic benefit, while unveiling some problems to be resolved[19].Further research of large-unit bypass system thermal process theory, thermal process matri al, fundamental element and automatic control, and accumulating exprerience during practice, co ntunuously improving design level and matching quality, are necessary route for gradually perfecting bypass system functions, improving operation safety and reliability, achieving higher economic benefit.Key Words Large Power Unit, Bypass Control, Cooperative Regulation目录摘要 (I)Abstract (II)目录............................................................................................................................................. I II 1引言.. (1)1.1旁路控制系统的简介 (1)1.2旁路控制系统的功能 (2)2旁路控制系统 (4)2.1旁路控制系统的组成 (4)2.1.1旁路调节阀 (4)2.1.2液压动力单元和液压执行机构 (5)2.2旁路控制系统的工作方式 (5)2.2.1启动方式 (5)2.2.2运行方式 (5)2.2.3启动方式和运行方式的选择逻辑 (7)2.3旁路控制系统的控制方式 (8)3分散控制系统 (9)3.1 分散控制系统简述 (9)3.2 Symphony控制系统设计中采用的各种模件及其介绍 (9)3.3针对硬件的说明 (10)3.4设计中用到的部分功能码 (11)4防城港#2机组旁路控制系统设计 (13)4.1设计思想 (13)4.2高压旁路控制系统 (13)4.2.1高压旁路控制系统的主要作用 (13)4.2.2高压旁路控制系统的工作原理 (13)4.2 低压旁路控制系统 (17)5防城港#2机组旁路控制系统分析 (19)5.1高压旁路压力控制分析 (19)5.1.1自动控制分析 (19)5.1.2手动控制分析 (20)5.2高压旁路温度控制分析 (21)5.2.1自动控制分析 (21)5.2.2手动控制分析 (21)5.3低压旁路温度控制分析 (22)5.3.1自动控制分析 (22)5.3.2手动控制分析 (23)5.4低压旁路压力控制分析 (23)5.4.1自动控制分析 (23)5.4.2手动控制分析 (24)6结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录A1.1 (28)附录A1.2 (29)附录A1.3 (30)附录A1.4 (31)附录A1.5 (32)附录A1.6 (33)附录A1.7 (34)附录A1.8 (35)附录A1.9 (36)1引言1.1旁路控制系统的简介汽轮机旁路控制系统（BPC）是指与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统。
第十五章旁路系统旁路系统的作用1、改善机组启动性能，缩短启动时间在启动过程中，旁路控制系统控制旁路阀门打开，使旁路系统作为锅炉的负载以便锅炉以较大的燃烧率启动，实现快速升温，升压，并将多余的蒸汽由旁路阀门直接引入冷凝器，可以使中间再热机组作为调峰机组，参与一次调频。
2、减少汽轮机热应力。
采用两班制或调峰运行的机组，启停频繁，由于锅炉和汽轮机的加热、冷却特性不同，使得在重新冲转时，锅炉出口的蒸汽温度与汽轮机的金属温度不匹配，从而造成汽轮机大型金属部件的热应力疲劳。
采用旁路控制系统可以使锅炉汽温与汽轮机金属尽可能匹配。
3、提高机组负荷适应性正常运行的机组快速降负荷时，汽轮机快速关小调节阀门。
这样，锅炉产生的蒸汽量和汽轮机通流量之间就会不平衡。
旁路控制系统控制旁路阀门排放多余的蒸汽，维持锅炉侧的汽水平衡。
4、事故工况下，保护机组，回收工质在发电机甩去全负荷或汽轮机故障停机时，旁路门迅速打开，防止超温超压，同时减少或避免锅炉再热器安全门起跳，避免了汽水损失，回收了工质，提高了经济性。
旁路系统的形式和容量1、旁路系统的形式旁路系统的布置型式有如下几种：I级旁路，即新蒸汽绕过汽轮机高压缸，经降压减温后直接进入再热器的管路，又称高压旁路。
Ⅱ级旁路，即再热器出来的蒸汽绕过汽轮机中低压缸，经降压减温后直接引入排汽装置的管路，又称低压旁路。
Ⅲ级旁路，即新蒸汽绕过整个汽轮机，经降压减温后直接进入排汽装置的管路，又称大旁路或整机旁路。
由上面三条旁路可组合成不同的旁路系统。
选用何种旁路，主要取决于锅炉的结构布置，再热器的材料以及对机组的运行要求(即是带基本负荷还是担任调峰)。
原则上讲，如果再热器布置在烟气高温区，在锅炉点火及甩负荷情况下必须通汽冷却时，宜采用高、低压旁路串联的双级旁路系统，如图15-1（a）所示；或者用高压旁路与Ⅲ级大旁路并联的双级旁路系统，如图15-1（b）所示。
如果再热器布置在烟气低温区域或允许在一定的时间内干烧而不要求通汽冷却，则可采用Ⅲ级大旁路的单级旁路系统，如图15-1 (c)，以简化操作与维护，节约投资。
