邹县电厂600MW机组旁路系统改造及应用
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全国火电大机组（600MW级）竞赛第9届年会论文集 热控 377 邹县电厂600MW机组旁路系统 改造及应用
张志强 （华电国际邹县电厂运行部）
摘要：华电国际邹县电厂三期工程选用东方汽轮机厂与日立公司联合设计制造的抽汽凝汽式汽轮机，并配以15%启
动旁路系统。高低压旁路系统对于简化机组的启动操作程序，达到经济、快速和安全有效地控制机组的启动起着至关重要的作用，本文着重阐明了高低压旁路系统的改造及在机组启动过程中的应用。 关键词：旁路改造 中压缸启动
邹县电厂三期两台600ＭＷ机组（＃5、＃6机组），汽轮机为亚临界、中间再热、单轴三缸四排汽、冲动凝汽式，高、中压缸反向合缸布置，低压缸双流反向布置。机组设计为中压缸启动，只有在旁路系统故障不能投运的情况下，方可采用高中压缸联合启动方式。旁路系统为高、低压二级串联、启动旁路，仅用于机组启动，不具备机组甩负荷的保护功能。旁路系统容量为15%MCR，满足汽轮机中压缸启动方式要求。控制系统采用WDPF-Ⅱ型分散控制系统为控制中心，辅以FSSS、HITASS、DEH、MEH、ASS-2、AVR等系统协调配合。 带旁路中压缸启动方式是邹县电厂600MW机组运行特点之一，旁路系统是影响机组启动的关键之一。以往由于旁路故障，成为制约机组启动的瓶颈。通过旁路系统改造，使中压缸启动方式更加稳定、快捷、高效。现将旁路系统改造以及应用情况简介如下。
1 旁路控制系统改造 1.1 旁路系统改造原因 原旁路REXROTH控制系统操员站T1000操作界面尺寸较小、采集数据少、操作不方便、采集点没有历史数据和实时数据、控制系统故障频繁，在应用过程中成为制约中压缸启动的瓶颈。在2004年＃5机组大修中，对旁路控制系统进行了改造。
1.2 旁路控制系统改造前状况 改造前，原旁路控制系统采用REXROTH控制系统，其控制系统结构图如下： 全国火电大机组（600MW级）竞赛第9届年会论文集 热控 378 操作员站（T1000） 后备手操站
主控柜 （T102A/B） 就地控制柜 （伺放卡）
就地设备：6个液动调门，1个液动截门，3个电动截门
1.3 旁路系统改造概况 1.3.1 将原控制系统（包括操作员站、主控柜、就地柜、手操站）全部取消，只保留就地执行机构（包括阀门、伺服阀、电磁阀等）。 1.3.2 将所有控制对象纳入DCS系统（WDPF II型）控制。在现有的WDPF II系统基础上，新增加1对DPU（命名为DPU21），专门用于旁路控制系统，其中的液动调门仍采用伺服阀控制方式。增加所有必需的硬件设施，如DPU柜、电源卡、MHC、MDX、端子以及IO卡件等。 1.3.3 新增加的DPU完全融入原WDPF系统，成为与其他DPU地位完全相同的一部分，其正常运行时的负荷率、通讯速率满足要求；整个系统中各站的时间片分配合理，系统整体性能不受影响；从工程师站对该DPU的所有操作正常；双DPU互为冗余，切换试验正常。 1.3.4 新增加DPU的所有算法逻辑组态，与原旁路系统控制逻辑完全一致。 1.3.5 新增加的WDPF系统操作员画面如下： 1) 旁路热力系统总图，包含高旁系统、低旁系统、油站，其上可以单击各控制对象进行操作。 2) 其它系统（如FSSS、DEH、PRP、HITASS等）与旁路系统的接口信号一览，包括高、低旁的所有闭锁条件一览。 全国火电大机组（600MW级）竞赛第9届年会论文集 热控 379 DPU1/51 伺放柜 （6块伺放卡） DPU20/70 • • •
DPU21/71 （旁路控制） • • • 就地设备：6个液动调门
继电器柜 就地设备：3个电动截门，1个液动截门
3) 单击各控制对象弹出的操作窗口与其他同类型的窗口风格一致。 1.3.6 改造后的控制系统结构图示意如下：
1.3.7 旁路系统运行方式 （1）手动方式： 旁路系统改造前，手动方式有两种形式：一是当系统T102组件故障而导致自动回路无法正常工作时，在6382手操站上利用手动方式直接操作旁路阀门，控制压力和喷水。这种手操方式不受闭锁条件限制。二是可在T1000画面上将阀门控制切换到手动方式直接动作阀门，这种手操方式受闭锁条件限制。旁路控制系统改造后，去掉了6382手操站。手动方式只能在CRT控制画面中将阀门控制切换到手动方式直接动作阀门，这种手操方式受闭锁条件限制。 （2）自动方式： 自动方式由运行人员设置给定值，利用自动回路调节压力阀或喷水阀使实际值达到给定值。 全国火电大机组（600MW级）竞赛第9届年会论文集 热控 380 （3）遥控方式： 遥控方式也是一种自动方式。它与自动方式不同：旁路控制系统处于遥控方式时，高、低旁回路压力给定值及升压率由程序内部设置的压力整定曲线决定；高、低旁喷水量也分别由主蒸汽或再热蒸汽参数和高、低旁压力调节阀位置决定。在此方式下，运行人员不能改变上述给定值。
1.4 旁路系统主要逻辑 1.4.1 发生下列情况之一时，低压旁路控制阀关闭： a) 任一凝汽器真空低于-75.7kPa； b) HITASS选择高压缸启动方式； c) 任一低旁电动隔离门未打开； d) 任一低旁控制阀未关闭而低旁喷水控制阀关闭，延时10秒； e) 任一低旁喷水压力小于1.6MPa； f) 低旁出口蒸汽压力大于0.65MPa； g) 高排逆止门未全关而高调门全关； h) 存在锅炉MFT条件； i) 高旁电动隔离门关闭； j) 高旁控制阀关闭； k) 旁路系统控制油压力低低13.79 MPa。 当以上任一条件满足后，快速关闭低旁阀。 1.4.2 高压旁路控制阀关闭条件： a) 高旁电动隔离门未打开； b) 高排逆止门未全关而高调门全关； c) 旁路系统控制油压力低低13.79 MPa； d) 中压缸启动方式下，转换区完成； e) 存在锅炉MFT条件； f) 高旁控制阀未关闭而低旁控制阀（#1、#2）全关，延时5秒（仅限投旁路初期）； g) HITASS选择高压缸启动方式； h) 高旁喷水压力小于10MPa； i) 冷再入口温度超过454℃，延时30秒； 当以上任一条件满足后，快速关闭高旁控制阀。
2 旁路改造后应用 ＃5机组大修试运过程中，旁路系统采用手动、自动、遥控等方式调节性能良好，完全满足机组中压缸启动要求。 全国火电大机组（600MW级）竞赛第9届年会论文集 热控
381 （附图1）（仅画出B侧低旁阀门） 汽包压力升至1.0MPa，准备投入旁路系统。 开启高低旁喷水手动截门。开启旁路系统三个电动截门(HPBV、LPBV1、LPBV2)。将高、低旁压力调节阀切为手动方式，手动开启高旁压力调阀至5%开度，稍开低旁，对旁路管道进行暖管。这里需要注意开启高低旁的顺序。从高旁控制阀关闭时关闭低旁控制阀和高旁控制阀未关闭而低旁控制阀（#1、#2）全关，延时5秒（仅限投旁路初期，防止低旁超压）两条逻辑可知，旁路管道暖管时，必须首先开启高旁压力调阀然后在5秒钟内开启低旁压力调阀。 设定好主、再热蒸汽升压率和目标值。根据燃烧情况逐渐开大高低旁压力调节阀。当高旁开度＞25%，低旁开度＞20%，投入高低压旁路“AUTO”或“REMOTE”方式。在“REMOTE”方式下，旁路系统将按附图（2）、附图（3）曲线进行控制。手动投运时，应尽可能控制参数在上述要求之内。
（附图2） 全国火电大机组（600MW级）竞赛第9届年会论文集 热控
382 （附图3） 当旁路减温水系统不正常时，应将减温水控制切为手动，以免喷水量剧烈波动时造成管道振动并出现水冲击。 3%初负荷暖机30分钟后，要进行阀切换，即旁路逐渐关闭，将负荷切换到汽轮机上来。高旁流量不得太大，以防转换后负荷升得太高。在阀切换时应严密监视旁路系统的动作情况，如果旁路减压阀的关闭与调门的开启在流量上配合不好，必然导致蒸汽压力波动和汽包水位的大起大落。因此，当阀切换制动控制效果不理想时，应立即切至手动进行，以确保各参数的稳定。具体切换步骤如下： 按下“LOAD UP”按钮，汽机开始进行转换、升负荷，注意： a.#1～#2ICV接近开满时，BDV关闭，#1～#4CV开启； b.随负荷增加，高低旁逐渐关闭至全关，当负荷至70MW左右时，高低旁全关，V. V全关，注意检查高排逆止门开启； c.转换操作过程中应注意汽包水位变化，加强机炉协调，稳定燃烧，维持汽包水位正常。 转换是这样进行的： 发电机并列后， 再热汽压设定值由1.1MPa降为0.7MPa，汽机升负荷，在#１、#２ＩＣＶ接近全开时， BDV关闭，同时#1～#4CV开启，高低旁逐渐关闭至全关，V．V阀全关，高排逆止门开启，负荷大约在70ＭＷ。转换过程控制在2分钟左右， 但期间要注意汽包水位变化，加强机炉联系，确保各参数在正常范围内。 为了保持旁路压力的设定值不变， 在ＩＣＶ打开及由ＩＣＶ向ＣＶ控制转换过程中， 高压旁路阀（HPBV）开启，低压旁路阀（LPBV）关小，当ＩＣＶ全开低旁阀快速关闭，ＣＶ快速开启至45%左右，同时高旁快速关闭，转换完成。 旁路投入“AUTO”或“REMOTE”方式时，旁路动作取决与锅炉燃烧情况。应合理调整燃烧，适时启动制粉系统。制粉系统启动过早，汽温、汽压不易控制，导致冲转参数过高；启动过晚则延误机组启动时间。在出现参数异常波动时，操作人员应及时将旁路切换至手动方式调整。 原设计当转换区完成时负荷为20%MCR，但整个转换过程（2分钟左右）负荷由3%升至20%，锅炉燃烧跟不上，主、再热汽压、汽包水位波动较大。如果在转换前过早提高锅炉燃烧，又会使高低压旁路不能自动关闭（因旁路开度由主、再热汽压设定值决定）。根据实践，最终决定转换区完成负荷为10%MCR。实践证明，在该参数下能够实现平稳转换。
