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超超临界火电机组的旁路系统研究

摘要：
机组旁路系统作为机组的重要辅助系统，其配置的优劣直接影响机组的安全性和经济性。本文综合各种旁路系统的特点，对超超临界机组的旁路系统选型和控制进行了研究。
关键词：超超临界旁路系统温度控制

Researchonthebypasssystemofultra-supercriticalthermalpowergeneratingunits

Abstract：Asanimportantauxiliarysystemofunits,theconfiguration’sstandorfallofthebypasssystemofthermalpowergeneratingunitswilldirectlyaffectthesecurityandeconomyofunits.Followinganthoroughanalysisanddiscussioninthefeaturesofvariousbypasssystem,thispaperresearchintothetypesselectingandcontrolofthebypasssystemofultra-supercriticalthermalpowergeneratingunits.
KeyWords：Ultra-supercriticalbypasssystemtemperaturecontrol

一几种旁路形式的对比及选择
机组旁路系统作为机组的重要辅助系统，其配置的优劣直接影响机组的安全性和经济性。而旁路系统的形式有多种，大致可分为单机（整机）大旁路系统、两级串联旁路系统、三级旁路系统和三用阀旁路系统4种形式。
选择旁路系统型式时应考虑机组在电网中承担的任务、运行方式、事故处理方式和再热器的位置布置等因素。基本负荷机组运行稳定，启停次数少，一般可选用系统简单的旁路系统。对于调峰机组，负荷变化幅度较大，启停频繁，尤其是两班制运行的机组，每天需要热态启动，应选用启停损失小，便于调节的旁路系统，如两级串联旁路系统。对于电网要求在机组甩负荷时，要求停机不停炉、汽轮机空转或带厂用电运行，则应选择汽水能回收，又能保护锅炉等各部分的旁路系统。对于三用阀旁路系统，因其对热控和调节系统等方面的要求高，控制难度大，全容量旁路系统的管道尺寸增加，其投资昂贵，并且这种设计违反国家有关规程规定，其设计虽然在元宝山电厂和石洞口二厂应用的非常成功，但在1000MW级超（超）临界机组上应尽量避免使用。
综合各种旁路系统的特点，并考虑随着大容量超（超）临界机组数量的日益增多和我国用电峰谷差的不断增大，超（超）临界机组势必参与调峰。超（超）临界机组应具有高的灵活性和安全性，1000MW级超（超）临界机组的旁路系统以配置两级串联旁路系统为宜。
二超（超）临界机组旁路系统的作用
（1）改善机组的启动性能
机组在各种工况下（冷态、温态、热态和极热态）用高压缸、中压缸或高中压缸联合启动时，投入旁路系统控制，实现快速升温、升压，缩短启动时间，并将多余的蒸汽由旁路直接引入凝汽器。对于调峰机组，启停频繁，由于锅炉和汽机的加热、冷却特性不同，使得在重新冲转时，锅炉出口的蒸汽温度与汽轮机的金属温度不匹配，采用旁路系统可使锅炉汽温与汽轮机金属温度尽可能匹配，减少汽机热应力。
（2）机组正常运行时，作为主汽和再热汽的超压保护装置
机组正常运行时，一旦主蒸汽压力超过高旁压力的设定值，高压旁路阀能快速开启，并按照机组主蒸汽压力进行调节，直至恢复正常值。低压旁路系统根据机组负荷（速度级压力）控制再热汽压，当再热汽压超过设定汽压时，低旁开启，控制再热汽压到正常。
（3）机组跳闸或甩负荷时，保护机组安全，并提高机组负荷适应性
在机组跳闸或甩负荷时，旁路系统快速动作，高旁、低旁快速打开，防止超温超压，保护机组，并提高机组负荷适应性，使机组能随时重新并网恢复正常运行。
（4）具有回收工质、减少噪音的作用
在各种运行工况下，旁路系统能正常动作和快速动作，减少或避免锅炉、再热器安全门动作，避免了汽水损失，回收了工质，提高了经济性。
三超（超）临界机组旁路控制
1高压旁路控制
1.1高旁压力控制
高旁压力控制用于控制高旁前主蒸汽压力，根据机组所处的运行阶段高旁压力控制可分为4个阶段：启动过程控制（启动模式）、压力控制（固定压力模式）、正常运行控制（压力跟随模式）、停机过程控制（停机模式）。根据机组启动时所处状态的不同，旁路启动分为四种启动状态：冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动,不同启动状态下，压力升速率不同。
1.1.1高压旁路的各运行方式
“启动模式”由来自DCS的“锅炉渡膨胀完成”信号自动设置或由操作人员设置。
“锅炉渡膨胀完成”的逻辑如下：
20min
任一燃烧器点火

主汽压>0.