SULZER AV6+旁路系统在660MW机组中的应用

高旁温度调节是以旁路阀后温度为被调量 ,以 喷水减温作为调节手段 ,用改变喷水调节阀的开度 改变减温水量来保持再热器进口温度为设定值 。
汽轮机在热态启动时 ,高压旁路可以对过热器 出口的主蒸汽压力进行控制 ,以适应中压缸冲转的 需要 。机组正常运行期间汽轮机跳闸且高旁排汽温 度不高时 ,旁路控制系统自动将高旁迅速打开并维 持 3 s,同时闭锁其调节控制作用 。高压旁路出口蒸 汽温度控制则是由一个具有前馈的定值调节系统实 现 ,能在所有运行工况下精确调节再热器入口蒸汽 温度 ,可以保证再热器入口不超温 ,以保护再热器 。
图 3 德州电厂 660 MW 机组高旁冷态启动曲线
3. 2 机组带旁路的热态启动 对于机组短时停机消缺和短时停机备用后 ,汽
机缸温在启动时仍然较高 。为了降低低温蒸汽对高 压缸转子表面所造成的拉应力损伤和提高启动速 度 ,只要条件适合 ,机组在旁路系统的配合下均采用 中压缸启动方式 。
机组带旁路的热态启动过程如下 :锅炉的启动 过程与冷态时相同 。点火后根据汽机阀室温度与汽 温情况及时投入阀室预暖 。旁路系统将自动根据设 定好的参数控制锅炉升温 、升压率 ,条件满足后 ,在 DCS中将高 、低旁路系统控制投入自动 ,旁路方式切 为 2。确认旁路系统自动投入后 ,系统自动切至中 压缸冲转方式 。寿命损耗设为 0. 05% ,升速率选为 300 r/m in,汽轮 机开 始中 压缸 冲转 。在 转速 升至 2 500 r/m in时 ,高压缸进入倒流方式 。 2 940 r/m in 时 ,如发电机自动启励正常 ,可升至 3 000 r/m in。在 完成其他程序后 ,由 DCS进行并网运行 。机组并网 后通过调节燃烧和旁路控制机组的 6 MW /m in升负 荷率 ,在中调门开度指令大于 50%后 ,且旁路系统 根据主汽和金属温度计算出高压转子应力许可后 , 进行切换 ,实现旁路系统的半自动倒缸操作 。最后 , 高旁缓慢关闭 ,低旁缓慢关小至全关 ,旁路系统自动 切为跟踪控制 ,中压缸启动完成 。
旁路名称
高压旁路 低压旁路
设计温度 /℃
538→370 546→8538℃时最大 压力 /M Pa
29. 7
7. 6
设计工作 压力 /M Pa
16. 670→3. 908 3. 517→0. 00538 /0. 0049
设计流量 / ( t·h - 1)
682. 557 793
2 SUL ZER AV6 +旁路系统的控制性 能
( 1. Huaneng Dezhou Power Plant, Dezhou City Shandong Province, 253024; 2. Shandong University, J inan City, 250061)
[ Keywords] 600 MW fossil - fired unit; bypass system; p ressure and temperature control
高压旁路控制系统具有温度 、压力 、减温水 、安 全 运行的控制功能 。高旁压力控制如图 1所示 ,是
收稿日期 : 2005 - 08 - 28
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[摘 要 ] 华能德州电厂 660 MW 机组采用了瑞士 SULZER的 AV6 +旁路系统 ,可在机组冷 、热态启动时 ,其高旁 和低旁实现压力和温度自动控制 。该旁路系统有较完备的联锁保护逻辑 ,可确保机组的安全 、可靠运行 。由于采用 了 ASM 型电液传动装置 ,并设有旁路控制油站 ,可确保再热器和凝汽器安全 ;其在高旁和低旁上均有合理的暖管和 疏水管路 ,以确保管道暖管充分 、疏水通畅 。 [关键词 ] 660 MW 火电机组 旁路系统 压力和温度控制
4 旁路系统联锁保护
SULZER AV6 +旁路系统有较为完备的联锁保 护逻辑 ,以确保机组的安全 、可靠运行 。该旁路系统 的联锁保护设有 : ( 1 ) 油箱油位低 , 运行油泵跳闸 (CL001 = 110 mm ) ; ( 2)油温高报警 ,油站冷却风机 自投 (CT001 = 55 ℃) ; (3 )油温高高报警 ,运行油泵 跳闸 (CT002 = 70 ℃) ; (4 )泵出口流量低 ,备用泵自 投 (CF001 = 5 kg / s ) ; ( 5)泵出口流量低 ,备用泵自 投 (CF002 = 5 kg / s ) ; (6)液压系统控制油压低 ,备 用泵自投 (CP002 = 13. 5 M Pa) ; (7)液压系统控制油 压低低 ( CP001 = 12. 0 M Pa)时 ,跳闸 ; ( 8)液压系统 控制油压高 (CP003 = 25. 0 M Pa)跳闸 ; (9)当汽轮机 跳闸或汽轮机甩负荷且主蒸汽压力大于 6. 4 M Pa、 主蒸汽升压率超限等任一信号出现 , 高 旁快 开至 85% ; (10)高旁出口温度高 380 ℃、延迟 20 s或高 旁喷水压力低 ,高旁快关 ; ( 11 )当低旁减温水压力 低 、凝汽器真空低 、凝汽器温度高 3取 2等任一信号 出现 ,低旁快关 ; (12)高旁快开 ,低旁无限制开条件 (减温水压力低 、凝汽器真空低 、凝汽器温度高 3 取 2) ,低旁快开至 70%。
1 660 MW 机组旁路系统的设置 [ 1 ]
华能德州电厂采用的旁路系统布置在机侧 7. 6 m ,并在 0 m 处设有独立的旁路控制油站 。高压旁 路管道从主蒸汽管道接出 ,经旁路阀减温 、减压后 , 接至高排逆止门后的冷再热蒸汽总管 ;低压旁路管 从再热蒸汽总管接出 ,分成并列 2路 ,经过各自的低 旁减温 、减压阀后 ,接到高压和低压凝汽器 。
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电 力 建 设
第 27卷
以主蒸汽压力为被调量 ,以旁路减压阀为调节手段 , 以改变减压阀的阀位来调节主蒸汽压力 。高旁压力 控制操作方式有 3 种 : 压力控制 (固定的 pr、Ps )方
式 、启动方式和随动 (旁路关闭 ) 方式 。图 1 中 , ○C 表示固定值 , ○S表示设定值 。
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第 2期
SULZER AV6 +旁路系统在 660 MW 机组中的应用
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GE公司设备 ,其规定高压缸冲转时关闭旁路 。发电 机并网后 ,高旁由阀位控制自动切为跟踪控制 ,旁路 压力设定值为主蒸汽压力加 0. 5 M Pa。如果主蒸汽 升压率太快 ,则高旁由跟踪控制切为压力控制 ,高旁 调节开启 ,调节压力降至设定值时 ,高旁全关 ,并切 回跟踪控制 。图 3为带高旁冷态启动曲线 。
低旁控制系统独立于高旁控制系统 ,但低压旁 路可协调高压旁路进行控制 。锅炉冷态启动时 ,低 旁开启 ,使蒸汽流过再热器 ,并调节控制再热器压 力 。汽轮机热态启动时 ,低压旁路系统可控制再热
图 2 低压旁路控制系统框图
3 旁路系统用于冷 、热态启动的功能
3. 1 机组带高旁冷态启动 目前 ,大型火电机组均以大幅度滑压运行参与
该系统包含高压旁路的蒸汽控制阀 、喷水控制 阀和喷水截止阀 ;低压旁路的蒸汽控制阀和喷水控 制阀 。高压旁路的减温水来自给水泵出口母管 ;低 压旁路的减温水来自凝结泵出口母管 。该旁路系统
根据实际需要没有停机不停炉和带厂用电的功能 。 表 1为该旁路系统的主要技术参数 。
表 1 德州电厂 660 MW 机组旁路系统的主要技术参数
中图分类号 : TK264. 9 文献标识码 : B 文章编号 : 1000 - 7229 (2006) 02 - 0007 - 04
App lication of SULZER AV6 + Bypass System in 600 MW Units
L i H u1 , L iang G u ilong1 , Zhou X ingang2
电网调峰 ,以长期 、连续 、安全运行为主 ,机组带高旁 冷态启动是旁路系统最重要的功能之一 。机组大 、 小修后的冷态启动均需旁路系统的配合 。
机组带高旁冷态启动过程如下 :锅炉点火后 ,在 DCS上选择高旁控制自动 ,高旁将自动开至最小开 度 Ymin (10% )阀位 ,并维持不变 ,保证锅炉点火后过 热器和再热器有足够的蒸汽流过 。在 10%的阀位 下 ,随着燃烧的增加 ,蒸汽压力逐渐增加 。当压力到 Pm in (1. 0 M Pa)时 ,控制系统将逐渐开大旁路阀位 , 维持主蒸汽压力恒定 。当阀位开到 Ym ( 30% )时 ,将 保持阀位 ,锅炉继续增加燃烧 ,主蒸汽压力继续升 高 ,主蒸汽压力设定点由高旁的阀位自动生成 ,并控 制升压率不大于 0. 4 M Pa /m in。当主汽压力到达 Ps (6. 4M Pa)时 ,若其他条件符合 ,汽机采用高压缸冲 转 ,旁路自动转为定压运行 。由于汽机岛采用美国
器出口压力 ,在中压缸冲转前 、后至高压缸进汽前 , 低压旁路逐步关小以保持再热器出口汽压 ;在高压 缸进汽后 ,再热器出口汽压随着主蒸汽压力增加而 增加 ,同时低旁也逐步关小直至全部关闭 。
在机组正常运行时 ,低旁关闭 ,控制系统跟踪 、 监视再热器压力 ,一旦超过设定值 ,低旁快速开启以 控制其压力 。机组正常运行时 ,当汽轮机跳闸且高 旁排汽温度不高时 ,旁路控制系统自动将高旁迅速 开启并维持 3 s; 同时 ,低压旁路迅速打开并维持 1 s,并将低旁控制切为手动 ,以防止汽轮机超速 。当 出现凝汽器压力高 、凝汽器温度高 、低旁减温水压力 低或发生锅炉 M FT等情况时 ,低压旁路将闭锁 。图 2为低压旁路控制系统框图 。
图 1 高压旁路压力控制器
2. 2 低压旁路系统的控制功能 低压旁路的压力调节是以再热蒸汽压力为被调
量 ,以旁路减压阀作为调节手段 ,调节再热器出口压 力为给定值 。
温度调节 器 是 以 减 压 阀 后 的 蒸 汽 温 度 为 被 调 量 ,以喷水减温为调节手段 ,使进入凝汽器的蒸汽温 度保持给定值 。由于低旁减温器后面的蒸汽接近或 处于饱和状态 ,所以后面的温度信号不能直接作为 控制信号 。该低旁控制系统具有计算功能 ,通过蒸 汽流量和其他蒸汽参数计算出所需的喷水量 ,该结 果作为喷水流量的控制设定点 ,以精确控制进入凝 汽器的蒸汽温度 。
旁路系统已经成为大容量单元制 、再热机组热 力系统的重要组成之一 ,它可以协调单元机组的冷 、 温 、热态启动和停运时的蒸汽参数匹配 ,改善暖机效 果 ,缩短启 、停时间 ;又可回收工质和热量 ,提高机组 效率 。由于提高了机组的启 、停性能 ,满足了电网调 峰要求 。对于一次中间再热机组 ,多采用一级大旁 路和高 、低压串联的二级旁路系统 。华能德州电厂 三期工程的 2 ×660 MW 进口机组采用了瑞士 SUL2 ZER30%BMCR 高 、低压二级串连旁路系统 。
SULZER AV6 +旁路控制系统是一个具有自动 调节和控制功能的独立综合系统 。操作员可在 DCS 上 ,对该系统进行手动操作设定和实现手动 /自动切 换 。机组冷 、热态启动时 ,高旁和低旁可以实现压力 和温度的自动控制 。经过德州电厂对旁路系统的精 心运行调试 ,该系统控制安全 、灵活 ,为机组提供了 可靠的冷 、热态启动功能 。 2. 1 高压旁路系统的控制功能
第 27卷 第 2期 2006年 2月
电 力 建 设 Electric Power Construction
Vol. 27 No. 2 Feb, 2006
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SUL ZER AV6 +旁路系统在 660 MW 机组中的应用
李 虎 1 , 梁桂龙 1 , 周新刚 2
(1. 华能德州电厂 ,山东省德州市 , 253024; 2. 山东大学 ,济南市 , 250061)