600 MW火電機組汽輪機旁路系統存在問題分析

李 雷，黃廣生

（大唐安徽洛河發電廠，安徽 淮南 232008)

600 MW火電機組汽輪機旁路系統存在問題分析

李 雷，黃廣生

（大唐安徽洛河發電廠，安徽 淮南 232008)

介紹了某火電廠的概況，分析了汽輪機旁路系統存在的高旁執行器間歇動作或振蕩問題，高、低旁路閥位顯示問題及閥門劇烈振蕩問題，并提出了解決辦法，確保了機組的安全穩定運行。

火電機組；汽輪機；旁路系統；高旁執行器

1 電廠概況

某電廠位于土耳其共和國北部的中古達克省科里米里市，現共有2臺600?MW超臨界火電機組，全部設備均由中國制造和安裝。

鍋爐采用東方鍋爐(集團)股份有限公司生產的 DG-1827/25.49，1?827?t/h，25.49?MPa(a)型超臨界參數變壓直流本生鍋爐。該鍋爐采用一次中間再熱、單爐膛、尾部雙煙道、煙氣擋板調節再熱汽溫、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構、平衡通風結構。鍋爐給水系統配置2臺50?%容量的調速汽動給水泵，1臺30?%容量的電動調速給水泵。

汽輪機采用上海汽輪機有限公司生產的N600-24.2/566/566型超臨界、單軸、中間再熱、三缸四排汽、凝汽式汽輪機組。汽輪機調節控制系統采用數字電液調節控制系統(DEH)，機組保安系統采用危急跳閘系統(ETS)；同時設有機械式超速保安器和電子式超速保安裝置，能夠檢查所有跳閘信號的正確性，識別錯誤的跳閘信號，并確保在設備出現危險工況時快速有效地執行汽輪機跳閘命令。

發電機為上海汽輪發電機有限公司生產的600-2-22A型發電機組，Ue=20?kV，600?MW，cosΦ=0.9，冷卻方式為水—氫—氫，采用靜止勵磁系統。

機組熱控系統采用上海FOXBORO公司的I/A Series分散控制系統(DCS)，覆蓋包括：數據采集和處理系統(DAS)、模擬量控制系統(MCS)、鍋爐爐膛安全監控系統(FSSS)、順序控制系統(SCS)、旁路控制系統(BPS)、電氣發電機/變壓器組和廠用電系統(ECS)的監控。汽機電液控制系統(DEH)、汽機安全監測系統(TSI)、給水泵小汽機電液控制系統(MEH)、汽機危急跳閘系統(ETS)等的控制裝置均由主設備制造廠提供。控制系統設備與DCS系統選型一致，共用機組運行員操作站。

汽輪機旁路系統由美國CCI公司提供的高壓旁路系統和低壓旁路系統2級串聯旁路組成，采用氣動驅動，設計容量為40?%?BMCR，可以滿足機組冷態、溫態、熱態、極熱態啟動要求。由于該機組采用中壓缸啟動方式，所以要求旁路控制系統在機組啟動時能較好地控制機組啟動壓力和溫度，如：機組在低負荷情況下必須能處理過剩的蒸汽，否則爐對空排氣將損失大量的工質；機組旁路控制系統對中間再熱器必須能夠起到有效的保護作用。因此，現代大型火電機組都配有旁路系統，以解決機、爐之間的不協調，提高機組對電網要求的適應力。

2 存在的問題及解決辦法

2.1 高旁執行器間歇動作或振蕩問題

2.1.1 ??問題分析

在該電廠1號機組啟動過程中，發現高旁執行器存在間歇動作或振蕩現象，造成機前壓力波動較大，嚴重影響機組的運行安全。

現場檢查發現，電力安裝公司接入氣動執行器的壓縮空氣母管直徑比圖紙給定的要小很多，現場實際采用Φ14×2儀表管，而美國CCI公司要求必須用大于1/2〃NPT的管子，因此實際動力壓縮空氣通流量較小。再加上高壓旁路調節閥氣缸相對較大，所以在閥門氣動過程中，特別是在閥門快速動作時，會造成動力壓縮空氣壓力瞬間下降。該執行器有一個壓力低閉鎖閥(設定值為0.38?MPa)，當壓力低于保護定值時，閥門被閉鎖不動；當壓力回升超過了定值后，閥門又繼續開或關。如此反復，造成調節閥時停時動，從而使得運行參數不穩，威脅機組運行安全，尤其在機組啟動過程中，影響更大。高壓旁路控制原理如圖1所示。

圖1 高壓旁路控制原理

2.1.2 ??解決辦法

(1)?按美國CCI公司提供的圖紙要求，將原壓縮空氣管更換為1/2〃NPT的不銹鋼管，以徹底解決該問題。

(2)?去除氣動執行機構進口壓力低閉鎖閥，將其壓力設定為最小，即將閉鎖閥的調整螺絲逆時針旋出。這樣即使壓縮空氣壓力降低，也不會導致氣動執行機構拒動。但這只是一個臨時解決辦法，因為在正常運行中，如果壓縮空氣壓力降低，而旁路閥門不被閉鎖，則有可能使高旁閥打開，造成再熱器超壓的嚴重后果，需要引起重視。

2.2 高、低旁路閥位顯示問題

2.2.1 ??問題分析

在機組正常運行時，一旦高、低旁路閥位顯示不準確，運行人員就需要到就地確認閥門的實際位置，易發生誤判。尤其是在機組剛啟動時，高、低旁路閥門開度較小，閥門的節流作用使閥門產生振動，造成位置反饋電位器信號不準確。另外，在高、低旁路閥門快關時，由于有較大沖擊力，也會造成位置反饋電位器信號不準確。

2.2.2 ??解決辦法

先將閥門開到最大位置，如果閥位顯示不到最大值，則調整閥位信號的電氣滿度電位器，直到合格為止；再把閥門關到底，如果閥位顯示不到最小值，則調整閥位信號的電氣零度電位器，直到合格為止。這樣反復調整幾次，直到閥位顯示準確為止。如果零位仍不滿足要求，則要調整機械零點，再調整電氣零點。如果仍舊滿足不了要求，就需要更換閥門位置發送器。另外，運行人員也可以通過高、低旁路閥門的前、后介質溫度來判斷閥門的實際位置狀態。

2.3 閥門劇烈振蕩問題

2.3.1 ??問題分析

在機組啟動期間，高、低壓旁路正常投運時，低壓旁路在正常調節過程中，閥門存在劇烈振蕩現象。低壓旁路控制原理如圖2所示。

(1)?由于高、低壓旁路是串級旁路，且高壓旁路的供氣管徑較細，進氣壓力不足，從而使得高旁執行器的動作不連續，造成主汽壓力晃動，影響低壓旁路壓力調節系統對再熱器入口壓力的控制，從而造成低壓旁路執行器的振蕩。

(2)?氣動執行器本身的機械阻尼未調整好(見圖2)，也會使得執行機構頻繁動作，造成執行器疲勞損壞，減壓閥門的閥芯磨損，嚴重影響機組安全運行。

(3)?高、低壓旁路自動控制系統的控制參數整定不當，也會造成系統失穩。

2.3.2 ??解決辦法

(1)?由于高、低壓旁路是一個整體系統，因此高壓旁路調節品質的好壞，直接影響低壓旁路的調節。若把高旁閥的壓縮空氣管徑加粗，則可消除高壓旁路對低壓旁路的影響。

(2)?氣動執行器是由壓縮空氣作用在執行器的集氣缸內的活塞上工作的，在自動調節理論中，可以等效為積分環節。通過調節氣缸的進氣量來控制執行器的動作速度。在氣動執行器本體的控制回路氣動放大器上(VB1/VB2)有一個調整螺絲，逆時針調整時進氣量減小，順時針調整時進氣量增大；它可以調整氣動執行器的機械阻尼時間，從而達到降低執行器振蕩的目的。在調整機械阻尼過程中，要恰到好處，既不過調，也不滯后，否則會影響旁路的正常運行。

(3)?對高、低旁路控制系統的控制參數進行進一步優化，使得控制參數更加合理。

通過上述一系列的調整措施后，機組啟動過程中再也沒有發生此類問題。

圖2 低壓旁路控制原理

1?中國大唐集團公司，長沙理工大學．熱工控制系統及設備[M]．北京：中國電力出版社，2013.

2?吳彥龍．700MW汽輪機低旁系統存在的問題及優化[J]．電力安全技術，2012(1)．

2014-12-22；

2015-03-20。

李??雷(1965-)，男，高級工程師，主要從事電廠熱控專業技術工作，email：2198213471@qq.com。

黃廣生(1965-)，男，高級工程師，主要從事電廠熱控專業技術工作。