摘要：高低压旁路系统是专为汽轮机设置的一条旁路通道。在采用直流锅炉的机组中，高低压旁路系统是必不可少的配置。它可以及时地平衡锅炉的产汽量与汽轮机的耗气量。它一般设置有高压旁路和低压旁路，高压旁路可直接把来自锅炉的过热蒸汽排放到再热器，而低压旁路将再热器的蒸汽排放至凝汽器。这种设计不但改善了机组的安全性，而且增强了机组运行的稳定性、灵活性和经济性。本文分析了300MW机组启动过程中高低旁的应用。
关键词：300MW机组；高低旁；应用；
在实际运行过程中，机组由于事故跳闸时，汽轮机主气门、调门迅速关闭，可能会造成锅炉再热器失水干烧，为防止上述事故的发生，汽轮机主气门、调门关闭后，蒸汽可直接由旁路排至再热器，从而避免了上述事故的发生，所以，汽轮机高低旁系统的主要作用之一就是为了保护再热器。
一、概述
1.高低旁系统的功能。汽机高低旁系统的功能取决于各汽轮机制造厂生产的汽轮机的启动特点、结构特点以及锅炉燃料特性和电网结构。综观目前国内外不同机组、种类和容量的系统，其主要功能有:一是启动功能。二是保护再热器。三是保护汽机通流部分。四是维持机组低负荷运行。总之，汽轮机高低旁系统具有启动、泄流和安全三项功能，较好地解决了机组启动过程中机、炉之间不协调的问题，改善了启动性能。再热器的保护问题，工质的回收问题都得到了解决，特别是对调峰机组，高低旁系统的作用更加明显。
2.容量选择。汽轮机高低旁系统的容量，是指流过系统的最大蒸汽量占锅炉额定蒸发量的百分数。理论上讲，系统的容量越大，对机组的启动及适应各种工况越有利。对于主要为了改善机组启动性能的高低旁系统来说，机组启动时，汽机冲转要求的主蒸汽参数( 温度、压力) 比较低，蒸汽流量一般约为5% 的锅炉额定流量，带初始负荷定速暖机需蒸汽流量为7% ～ 10%的锅炉额定蒸汽流量，对汽机高低旁系统的容量要求不高，一般为额定参数下其容量为30% ～50%已经足够，无论冷态启动还是热态启动，都有一定的通流裕量。
二、高低压旁路控制系统存在的问题
高低压旁路系统中的旁路主阀、减温水调节阀采用单回路控制器调节，但随着机组长期运行，单回路控制器逐渐老化，控制调节精度下降，影响了高低压旁路系统的安全稳定运行。在对高压旁路原主蒸汽电子压力开关的校验中发现，许多电子压力开关都出现了零点漂移的现象，并且无法通过调整完全恢复，个别压力开关甚至在校验过程中出现了误动的情况。在机组运行过程中也经常出现如下现象:一是机组升/降负荷过程中，高压旁路压力设定值变化太快。二是当锅炉主控制器手动方式时，高/低压旁路压力设定值不跟随锅炉主燃料量指令。三是低压旁路在降负荷过程中，由于再热蒸汽实际压力高而导致低压旁路保护开，影响机组安全运行。
三、300MW机组启动过程中高低旁的应用
1.单回路控制器的升级换型。S新型单回路控制器不仅能接收4路模拟量输入信号，提供步进、连续输出命令2 种控制方式; 还有41 个可调参数和48 个编程开关，用户可根据控制系统的实际需要灵活地组态，实现控制系统的最优化。另外，较以往单回路控制器而言，新型单回路控制器结构更加紧凑，控制精度更高。因此，把高低压旁路减压阀、减温水调节阀的单回路控制器升级。锅炉在冷态启动初期,工质循环尚未正常,再热器中没有工质流通,基本处于干烧状态;而在过热器中,虽然有启动疏水旁路,其中工质流量也不大,蒸汽对受热面的冷却作用较小。适当控制好旁路系统的开度,使蒸汽流过过热器及再热器受热面,使其金属得到良好冷却,有效的保护过热器及再热器。
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2.控制逻辑及相关参数的修改完善
（1）高低压旁路异常动作原因分析。高/低压旁路压力设定值取自目标负荷压力曲线并经过3 个一阶惯性环节，在机组升/降负荷过程中，虽然锅炉负荷采用机组负荷指令作为前馈信号，以改善系统对外界负荷响应的能力，加强锅炉指令，使燃料变化快速。但锅炉惯性较大，燃料变化后主蒸汽压力变化有惯性、延迟，因此，高/低压旁路压力设定值变化应与主蒸汽压力实际值相适应，不应过快，以避免在机组升/降负荷过程中旁路因压力设定值与主蒸汽压力实际值偏差大而引发异常动作。协调控制投入，锅炉主控制器为自动设置时，机炉负荷是动态匹配的，高/低压旁路压力设定值取自机组目标负荷压力曲线。但锅炉主控制器采用手动方式时，汽机控制主蒸汽压力，负荷由锅炉主燃料量控制。所以，高/低压旁路压力设定值不应仅取自机组目标负荷压力曲线，还应跟随锅炉主燃料量指令。低压旁路在降负荷过程中，因汽压偏差大而导致保护开，影响机组安全运行。分析认为，机组目标负荷变化后，造成低压旁路设定压力偏低，而再热蒸汽实际压力在当时的负荷下是正常的，是设定压力选择不合理。
（2）高低压旁路控制逻辑及相关参数改进方案。一是增加锅炉主控制器手动方式时的高/低压旁路压力设定值切换逻辑，即锅炉主控制器自动运行时，高/低压旁路压力设定值取自机组目标负荷压力曲线，手动方式时，设定值取自锅炉主燃料量指令。二是低压旁路压力设定值在取自机组目标负荷压力曲线或是锅炉主燃料量指令后，再与发电机实际功率取大值，形成最终的低压旁路压力设定值。三是高/低压旁路压力设定值三级延迟时间分别修改，用来减缓高/低旁压力设定值的变化率。逻辑改进后，系统投入运行的升/降负荷过程中，高/低压旁路压力设定值变化合理; 低压旁路在降负荷过程中，没有出现因再热蒸汽实际压力高而导致低压旁路保护开、协调控制自动退出的现象，从而提高了机组运行的经济性和安全性。
3.高压旁路电子压力开关升级换型。原有高压旁路电子压力开关不仅存在老化及零点漂移等问题，而且其显示精度较低，编程操作也需通过电位器来完成。现将其升级更换电子压力开关，电子压力开关显示精度更高，精度等级可达0. 5% ，并且是按键编程，操作便捷。它的其他附加功能如接通延滞、恢复延滞可调范围更大，更能满足现场工况需要。为了防止这种情况的发生,300MW 锅炉安装了再循环管,即由汽包水容积至省煤器进口装有连接管,管上有截止门。当停止给水时开启此阀门,使汽包与省煤器形成自然循环回路。汽包里的水经再循环管下降,在省煤器中受热上升又进入汽包。必须注意的是,上水时必须关闭此阀门,否则,水走近路而不经过省煤器,同样也会引起省煤器损坏。尽管旁路系统对于省煤器保护没有直接作用,但是旁路系统投入,使启动速度加快,从这个意义上说,旁路系统对于省煤器保护也起到促进作用。
高低压旁路控制系统能很好地解决大型中间再热单元机组的机炉不匹配问题，不仅可回收汽水、保护再热器，还可适应机组的冷态、热态、定压、滑压等各种启动方式、低负荷运行以及甩负荷等工况的要求。高低压旁路控制品质的好坏直接关系到机组的正常运行。从而使其高低压旁路控制系统不仅满足了控制要求，消除了运行中的不安全因素，而且还进一步提高了机组运行的安全性和经济性。
参考文献：
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[2]陈学俊,陈听宽主编. 《锅炉原理》. 机械工业出版社,2014年10月北京第二版
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[4]多保林，侯书海． 配备直流锅炉的火电机组启动_旁路系统及其运行特性［J］． 广东电力， 2015( 06) : 11-14．
论文作者:刘强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：旁路论文; 机组论文; 锅炉论文; 设定值论文; 压力论文; 负荷论文; 低压论文; 《电力设备》2017年第27期论文;