660MW二次再热机组旁路控制策略和应用

660MW二次再热机组旁路控制策略和应用
某660MW二次再热超超临界机组选用上汽厂引进的西门子汽轮机，型式为：超超临界、二
次中间再热、五缸四排汽、双背压、反动凝汽式汽轮机。

型号N660-31（TMCR）
/600/620/620，设计额定主蒸汽压力31Mpa、主蒸汽/一次/二次再热蒸汽温度600/620/620℃。

机组给水系统由1台100％容量汽泵组成（电泵作为启动给水泵用）。

锅炉是上海锅炉厂引
进Alstom技术的SG-1903/32.45-M6101型超超临界直流炉。

机组采用容量为100%BMCR高压旁路+60%中压旁路+70%低压三级串联旁路系统。

1 旁路系统配置
某660MW二次再热超超临界机组采用高、中、低三级串联旁路。

高压旁路安装在锅炉侧由
2×50%BMCR阀组组成，分别从锅炉出口主蒸汽支管上接出，经过减温减压后接入锅炉侧的一次冷再蒸汽支管。

中、低旁容量按启动工况主蒸汽流量加减温水量设置在汽机侧。

中压旁路
由1只旁路阀组成，从一次热再蒸汽管道接出，经过减温减压后接入二次冷再蒸汽母管。

低
压旁路由2只旁路阀组成，分别从二次热再蒸汽管道接出，经减温减压后接入凝汽器喉部。

高、中、低压旁路分别设置1套油站。

2 旁路控制策略
2.1 高压旁路
2.1.1 高压旁路策略
2.1.1.1 [A1]模式—旁路关闭状态
高旁进入[A1]模式只需锅炉点火旁路收到有火信号，此时直接输出阀位指令“0”,使高旁关闭。

高旁在此阶段不进行任何压力始终保持关闭，从而在初始点火期间避免了锅炉蓄热流失，使
主蒸汽压力逐步提高，累积升压到一定值。

2.1.1.2 [A2]模式—旁路开度控制方式
[A2]方式分为，[A2]模式冷态、[A2]模式温态、[A2]模式热态，分别对应三种高旁阀开度指令
曲线。

进入[A2]模式有3种情况:1）锅炉点火12分钟后；2）点火时主汽压力已大于最大允许冲转
压力16MPa；3）锅炉累计升压超过一定量约0.1-1.4MPa。

在[A2]冷态/温态模式下,高旁以10%/min的速度开至10%开度，冷态时保持该开度升压至0.5Mpa，随后高旁开至30%（速率1.5%/min）开始定阀位升压；温态时保持10%到主汽压力达到点火时压力，随后高旁缓慢开
启控制主蒸汽压力保持在点火时主蒸汽压力（开启速率1.5%/min）；在[A2]热态模式下，高
旁以5%/min的速度开至8%，保持该开度到主汽压力达到点火时压力，随后高旁缓慢开启控
制主蒸汽压力保持在点火时主蒸汽压力（开启速率1.5%/min）。

2.1.1.3 [A3]模式—升压方式
从[A2]模式进入[A3]模式,需满足： [A2]模式下高旁开度>30%且主蒸汽压力>1Mpa且人工确认
执行升温升压。

进入[A3]后旁路阀开始接受升压指令调压。

用进入[A3]时所保持的主汽压力值与汽机要求的
冲转压力作比较，取大值作为高旁压力设定值。

高旁压力设定值以一定的升压率变化，并与
当前主蒸汽压力比较进行PID运算输出高旁阀位，直至达到冲转压力。

其中升压率的选择考
虑到为了减小主蒸汽压力波动以及锅炉分离器应力情况等因素,设定升压率为0.1Mpa/min。

[A3]模式高旁低限为主汽温度的函数（10-18%），中旁低限为10%，低旁低限10%。

此目的
既能防止再热器干烧，又能保证汽机冲转时的压力。

2.1.1.4 [B]模式—汽机滑压跟踪
从[A3]模式进入[B]模式需要DEH给出接收所有蒸汽信号,即机组并网且旁路关闭（阀位<5%），旁路将切换至[B]模式。

此时,旁路在滑压跟踪方式，高旁压力设定值由机组滑压曲线加压力偏置得来，当主汽压力高于该值1.4MPa后，两差值动作高旁溢流开启，溢流开度由动作前给
水流量决定。

2.1.1.5 [C]模式—停机不停炉方式
当发生汽机跳闸或者甩负荷等情况，而锅炉又未熄火时，高旁无法接受所有蒸汽时旁路将有[B]转至[C]模式。

此时高压旁路压力设定值为当前校正后总燃料量对应的蒸汽压力加上[C]模式下压力偏置，并以0.3Mpa/min降压率控制主蒸汽压力下滑，以等待汽机重新启动或者锅炉MFT。

在此过程中高旁阀门开度受到低限的限制，低限由主蒸汽温度决定（10%—18%之间），直到锅炉灭火，阀门低限放开。

2.1.1.6 [D]/[E]模式—停炉保压和停炉检修模式
当锅炉熄火后，旁路控制转入[D]或[E]方式。

两者的区别在于：[D]模式下运行人员无法改变
设定值，设定值为31MPa，而[E]模式下，需运行人员手动确认选择并且可改变设定压力值。

在这两模式下，高旁将以0.3Mpa/min降压率控制主汽压力趋于目标值。

锅炉熄火后，高旁
进入[D]方式，当主蒸汽压力小于31MPa时高旁关闭，当主蒸汽压力大于31MPa时高旁开启
控制压力在31MPa以下后关闭。

当机组再次启动准备工作就绪后，手动选择进入[E]方式，主蒸汽压力滑至冲转压力。

2.1.2 高旁快开
考虑到某些异常情况下为防止锅炉超压，高旁设置了快开功能，其触发条件如下：主汽压力（炉侧压力）>34.1MPa；
2.1.3 高旁快关：高旁阀后温度>450℃；
2.2 中压旁路
2.2.1 中压旁路控制策略
中压旁路运行方式与高旁一样也划细分为七种模式，中压旁路控制模式的划分见表1
表1 中压旁路控制模式的划分
2.2.2 中旁快关功能
中旁快关条件：1）中旁A或[B]出口温度>450℃2）中旁减温器喷水压力<4.2MPa。

2.3 低压旁路
2.3.1 低压旁路控制策略
低压旁路控制策略除了在控制目标压力上不同外基本与中旁一致，此处就不展开详谈。

2.3.2 低旁快关功能
低旁快关：1）凝汽器A或[B]压力>40kPa（绝对压力）；2）低旁A或[B]出口温度>150℃；3）低旁减温器喷水压力<1.5MPa，且低旁出口温度>80℃
参考文献：
[1] 邸真珍1000MW超超临界机组高压旁路系统压力控制[J].上海电力,2009,06(2):434-437.
作者简介：潘琦（1990-03），男，汉族，籍贯：江苏邳州。