高低壓旁路控制說明

1、- -瑞士CCI AG HEGIFELDSTRASSE 10溫特圖爾 CH-8404 +41-(0)52-262 11 66 +41-(0)52-262 03 65功能說明高/低旁自動(dòng)化1. 簡介30年蘇爾壽旁路系統(tǒng)包括控制功能和平安功能的使用經(jīng)歷說明，旁路控制器既不是鍋爐控件的集成局部，也不是汽輪機(jī)控件的集成局部。蘇爾壽旁路系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，可滿足整個(gè)電廠的操作要求例如鍋爐和汽輪機(jī)。旁路控制器和其它系統(tǒng)之間的有源信號很少。它的重要性表達(dá)為它是一個(gè)旁路控制器，能夠完成旁路操作確實(shí)切要求，并能完成平安功能或快開/快關(guān)功能。重壓工作的閥門和管道壽命要求，特別是在所有操作模式或過渡時(shí)進(jìn)展準(zhǔn)確蒸汽

2、降溫的要求，對蘇爾壽旁路控制器提出了挑戰(zhàn)。2. 高旁控制器 蘇爾壽高旁控制器是集成系統(tǒng)，具備功能信號調(diào)整、控件和閥門定位功能(圖1)?？筛鶕?jù)電廠的具體需求定制操作員界面類型。下面描述的啟動(dòng)、關(guān)機(jī)功能為全自動(dòng)模式。平安功能信號調(diào)整操作員界面選項(xiàng)設(shè)定點(diǎn)生成控制測試閥定位器圖1 帶平安功能的高旁控制器雙管通過幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化接口信號，蘇爾壽旁路控制器可以很容易地接入到整個(gè)電廠的自動(dòng)化系統(tǒng)中。在不同的工況下，高旁控制器的功能可概括為以下幾點(diǎn)：l 鍋爐啟動(dòng)控制器必須應(yīng)根據(jù)鍋爐的蒸汽量來控制、增加鍋爐的蒸汽壓力。旁路必須能將蒸汽流傳輸?shù)皆贌崞髦?從而保證通過過熱器和再熱器的蒸汽流適當(dāng)。蒸汽流經(jīng)旁路時(shí)，旁路控制器

3、應(yīng)該能控制進(jìn)入再熱器的蒸汽的溫度。l 汽輪機(jī)啟動(dòng) 高旁控制器應(yīng)該能控制蒸汽壓力，直到由鍋爐主控制器接替壓力控制。. 優(yōu)選- -l 帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)旁路被關(guān)閉，但控制器應(yīng)準(zhǔn)備好防止流通蒸汽過壓或壓力梯度過大。l 汽輪機(jī)甩負(fù)荷/跳閘控制器應(yīng)翻開旁路閥假設(shè)需要可使用快開裝置協(xié)助以防止流通蒸汽過壓，并控制壓力，直到汽輪機(jī)再次接過負(fù)荷。l 平安功能許多國家允許使用高旁閥作為鍋爐高旁局部的平安閥，高旁側(cè)不再需要其它的傳統(tǒng)平安閥。高旁必須配置完全獨(dú)立的硬件平安系統(tǒng)。從功能上，該系統(tǒng)應(yīng)完全集成到旁路控制器中，以確保平安功能和控制功能之間的平滑過渡。主蒸汽管道冷再熱管Safety System 平安系統(tǒng)HP Turb

4、ine 高壓汽輪機(jī)Pressure Controller 壓力控制器Temperature Controller溫度控制器Reheater 再熱器PT壓力變送器TT溫度變送器YT位置變送器PS壓力開關(guān)圖2 帶平安功能的高旁系統(tǒng)雙管系統(tǒng)根本控制圖圖2顯示了帶主控制功能的雙管高旁系統(tǒng)的主要元件：l 壓力控制器l 溫度控制器l 噴水隔離閥控件l 平安功能2.1壓力控制圖3更詳細(xì)地顯示了壓力控制器和壓力設(shè)定點(diǎn)生成器的構(gòu)造。圖4啟動(dòng)圖中再次描述了壓力控制器的不同功能和運(yùn)轉(zhuǎn)模式。冷啟動(dòng)一開場，即應(yīng)激活最小開度(Ymin) 。可以確保開啟開路徑從而蒸汽立即流過過熱器和再熱器。當(dāng)蒸汽量足夠到達(dá)預(yù)定義的最小壓力

5、(pmin)時(shí)，控制器那么翻開旁路閥開場控制流通蒸汽壓力。當(dāng)閥門位置到達(dá)預(yù)定義的值Ym時(shí)由鍋爐啟動(dòng)過程中期望的蒸汽流確定，設(shè)定點(diǎn)生成器開場根據(jù)鍋爐的蒸汽量增加壓力設(shè)定點(diǎn)，但最大梯度受限。Setpoint Generator設(shè)定點(diǎn)生成器Pressure Controller 壓力控制器Rate Limiter 比率限制器Start up 啟動(dòng)follow 跟隨 操作模式：壓力控制固定pr. Ps 啟動(dòng) 跟隨旁路關(guān)閉固定值 設(shè)置值圖3 高旁壓力控制器. 優(yōu)選- -壓力/負(fù)荷/流量 時(shí)間Steam Flow 蒸汽流Pressure 壓力Turbine Load 汽輪機(jī)Start up 啟動(dòng)follo

6、w 跟隨 閥位時(shí)間圖 4 用高旁冷啟動(dòng)到達(dá)啟動(dòng)汽輪機(jī)(Psynch) 的壓力后，設(shè)定點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)切換到固定壓力控制。汽輪機(jī)接收蒸汽后旁路開場關(guān)閉，直到汽輪機(jī)消耗掉鍋爐生成的所有蒸汽并且旁路完全關(guān)閉。旁路關(guān)閉后，壓力設(shè)定點(diǎn)跟蹤實(shí)際的壓力加閾值dp，使旁路保持關(guān)閉(跟隨模式)。仍然要限制壓力設(shè)定點(diǎn)的最大梯度。假設(shè)設(shè)計(jì)蒸汽壓力超過該梯度，旁路將逐漸翻開，控制器返回壓力控制模式。由旁路控制壓力，直到恢復(fù)正常操作且旁路再次關(guān)閉。2.2 溫度控制就溫度控制而言，在此必須說明在各種工況下，為了準(zhǔn)確控制蒸汽溫度，要求控制器完全匹配高旁的各種工況(低負(fù)荷、滿負(fù)荷快翻開等)。在各種工況準(zhǔn)確控制溫度可以保護(hù)閥門、管道的

7、重壓管壁。3. 低旁控制器蘇爾壽低旁控制器是集成系統(tǒng)，有功能信號調(diào)整、控件和閥門定位功能(圖5)?？筛鶕?jù)電廠的具體需求定制操作員界面類型。通過幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化接口信號，蘇爾壽旁路控制器可以很容易地接入到電廠的整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中。盡管與高旁控制器一樣相對獨(dú)立地操作，低旁控制器必須與高旁系統(tǒng)協(xié)同工作，并允許過量的蒸汽流輸送到冷凝器不允許進(jìn)入汽輪機(jī)。平安功能信號調(diào)整操作員界面選項(xiàng)設(shè)定點(diǎn)生成控制測試閥定位器圖5 低旁控制器雙管3.1 壓力控制在不同的運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，低旁壓力控制器的功能可概括為以下幾點(diǎn)：. 優(yōu)選- -l 鍋爐啟動(dòng)控制器應(yīng)該能控制再熱器中的蒸汽壓力。當(dāng)旁路翻開時(shí)，噴射控制器應(yīng)該能控制蒸汽的減溫，以便

8、由冷凝器接收。l 帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)旁路關(guān)閉，但是由控制器監(jiān)控再熱蒸汽壓力，監(jiān)控到壓力增加到不可承受的程度時(shí)，對壓力進(jìn)展控制。l 冷凝器保護(hù)假設(shè)冷凝器不能承受蒸汽或者噴水系統(tǒng)失常，為保護(hù)冷凝器，控制器必須通過一個(gè)獨(dú)立的平安通道關(guān)閉旁路。HP Turbine 高旁汽輪機(jī)Reheater 再熱器1st stage pr. 一期工程Cond. Protection冷凝器保護(hù)Setpoint generator設(shè)定點(diǎn)生成器LP-Bypass isolating valves低旁隔離閥Pressure Controller壓力控制器LP-Bypass control valves 低旁控制閥冷凝器 Conden

9、ser圖6 低旁系統(tǒng)雙管根本控制圖帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)期間，汽輪機(jī)第一階段的壓力作為設(shè)定點(diǎn)生成器的負(fù)荷信號，設(shè)定點(diǎn)生成器產(chǎn)生一個(gè)負(fù)荷相關(guān)(滑壓)壓力設(shè)定點(diǎn)。利用大的旁路閥，高壓再熱器的流量能夠超過冷凝器的吸收能力。對于這種情況，必須通過旁路控制器限制進(jìn)入冷凝器的蒸汽流量。如果提供了電源操作再熱器平安閥(例如：蘇爾壽MSV閥),通過再熱器平安閥與低旁的協(xié)調(diào)操作，能夠改善汽輪機(jī)跳閘或高負(fù)荷時(shí)的甩負(fù)荷等電廠操作問題。蘇爾壽低旁控制器能夠?yàn)樵贌崞髌桨查y操作提供必要的信號。3.2 噴水控制因?yàn)榻?jīng)過低旁減溫器后的蒸汽通常接近或到達(dá)飽和，經(jīng)過減熱器后的溫度不能作為控制信號。因此，必須通過計(jì)算蒸汽流量和蒸汽工況得到必要

10、的噴水流量和噴水閥位置。反之，蒸汽流為蒸汽工況和旁路閥閥位的函數(shù)。低旁控制器提供必要的計(jì)算函數(shù)來進(jìn)展計(jì)算，并且使用算出的噴水量作為水流控制器的設(shè)定點(diǎn)。. 優(yōu)選-功能說明- -高旁控制功能說明. 優(yōu)選- -1.綜述(圖D)高旁控制器包括跟隨件壓力設(shè)定點(diǎn)生成圖DA/RA壓力控制器圖DB/TB溫度控制器圖DC噴水隔離控件(圖DF)2.生成壓力設(shè)定點(diǎn) 2.1啟動(dòng)2.1.1模式選擇(圖RA)由操作員或DCS的“鍋爐點(diǎn)火信號設(shè)置“啟動(dòng)模式。選擇“啟動(dòng)模式后，設(shè)定點(diǎn)生成器可以有三種不同的工況：· 最小壓力· 壓力斜線上升· 重啟當(dāng)主蒸汽壓力低于“Pmin 時(shí)，激活“最小壓力。當(dāng)

11、主蒸汽壓力高于“Pmin、低于“Psync時(shí)，激活“壓力斜線上升。當(dāng)壓力高于“Pmin且BP閥關(guān)閉時(shí)，激活“重啟。 當(dāng)在“最小壓力或“壓力斜線上升運(yùn)行時(shí)，生成信號“啟動(dòng)序列。壓力到達(dá)“Psync且BP閥翻開后，“啟動(dòng)模式立即取消。當(dāng)激活了信號“已加載高旁汽輪機(jī)或壓力控制器切換到手動(dòng)模式時(shí)，“啟動(dòng)模式也立即取消。假設(shè)“啟動(dòng)模式、“跟隨模式和“關(guān)閉模式未激活，那么“固定壓力模式激活。當(dāng)BP閥關(guān)閉且DEH 信號“已加載高旁汽輪機(jī)激活，或DCS信號“鍋爐點(diǎn)火關(guān)閉，那么激活“跟隨模式。BP控制器處于手動(dòng)模式時(shí)，激活“跟隨模式。. 優(yōu)選- -. 優(yōu)選- -2.1.2設(shè)定點(diǎn)生成器(圖DA). 優(yōu)選- -啟動(dòng)

12、時(shí)，鍋爐中沒有壓力，設(shè)定點(diǎn)生成器位于“最小壓力工況。壓力設(shè)定點(diǎn)“Ps actual設(shè)置為“Pmin。壓力控制器將BP閥門翻開到最小位置“Ymin處參見：3.壓力控制器。一旦主蒸汽壓力高于“Pmin，進(jìn)入“壓力斜線上升段。當(dāng)BP閥位置“Yset 超過“Ym時(shí)，壓力設(shè)定點(diǎn)“Ps demand增加。壓力設(shè)定點(diǎn)的增加量由梯度限制器限制，“壓力斜線上升操作中只允許正的壓力梯度，在該操作模式，制止降低壓力設(shè)定點(diǎn)的“Ps actual。一旦主蒸汽壓力到達(dá)“Psync，“啟動(dòng)模式取消且“固定壓力模式激活。壓力設(shè)定點(diǎn)“Ps demand設(shè)置為最近的壓力設(shè)定點(diǎn)“Ps actual。在“固定壓力模式，操作員可以調(diào)節(jié)

13、“壓力設(shè)定點(diǎn)。當(dāng)在“已加載高旁汽輪機(jī)時(shí)，由于壓力下降，BP閥將自動(dòng)關(guān)閉。一旦BP閥關(guān)閉，設(shè)定點(diǎn)生成器將切換到“跟隨模式 參見：2.2 帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。在該模式壓力設(shè)定點(diǎn)的“Ps actual將隨主蒸汽壓力變化。加壓鍋爐啟動(dòng)時(shí)，選擇“重啟，BP閥關(guān)閉?！爸貑r(shí)壓力設(shè)定點(diǎn)的“Ps actual 隨主蒸汽壓力變化，只允許負(fù)的壓力梯度。一旦鍋爐壓力開場增加，旁路閥那么慢慢翻開。BP閥翻開后，假設(shè)壓力仍然低于“Psync，設(shè)定點(diǎn)生成器將進(jìn)入“壓力斜線上升段；假設(shè)啟動(dòng)時(shí)壓力已經(jīng)高于“Psync，那么進(jìn)入“固定壓力模式段。. 優(yōu)選- -Pressure /Load/Flow壓力/負(fù)荷/流量Start Seque

14、nce啟動(dòng)序列MinPress最小壓力PressureRamp壓力斜線上升Fixed Pressure固定壓力Follow跟隨Steam Flow蒸汽流量Turbine Load汽輪機(jī)負(fù)荷Fire on點(diǎn)火Turbine loaded汽輪機(jī)已加載. 優(yōu)選- -2.2帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)(圖/DA/RA). 優(yōu)選- -在帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)例如高旁汽輪機(jī)接過所有蒸汽，旁路閥被關(guān)閉。“跟隨模式被激活。在“跟隨模式，壓力設(shè)定點(diǎn)的“Ps actual隨實(shí)際的主蒸汽壓變化。根據(jù)實(shí)際的主蒸汽壓，對最大壓力梯度進(jìn)展限制。壓力設(shè)定點(diǎn)的“Ps actual應(yīng)加上一壓差“dP，以使BP閥保持關(guān)閉狀態(tài)(參見：3. 壓力控制器)。當(dāng)主

15、蒸汽壓力增加到旁路控制器設(shè)定點(diǎn)的“Ps actual + dP以上時(shí)，BP閥慢慢翻開。設(shè)定點(diǎn)生成器切換到“固定壓力模式。. 優(yōu)選- -Pressure壓力Design Press設(shè)計(jì)壓力Max. Press最大壓力Bypass fast opening旁路快開Bypass Controller Setpoint旁路控制器設(shè)定點(diǎn)PressureSetpoint壓力設(shè)定點(diǎn)Modified Sliding Pressure修訂的滑壓Load負(fù)荷2.3關(guān)閉2.3.1模式選擇(圖RA)方案關(guān)閉電廠時(shí)，操作員可以選擇“關(guān)閉模式。只有DEH信號“已加載高旁汽輪機(jī) 被激活且BP控制器為自動(dòng)模式時(shí)，才能選擇“關(guān)

16、閉模式。一旦DEH信號“已加載高旁汽輪機(jī) 被取消，那么“關(guān)閉模式被取消，設(shè)定點(diǎn)生成器切換到“固定壓力模式。當(dāng)關(guān)閉鍋爐時(shí)，DCS信號“鍋爐點(diǎn)火被取消，BP閥將關(guān)閉，設(shè)定點(diǎn)生成器切換到“跟隨模式。. 優(yōu)選- -2.3.2設(shè)定點(diǎn)生成器(圖DA). 優(yōu)選- -在“關(guān)閉模式，壓力設(shè)定點(diǎn)的“Ps actual隨主蒸汽壓力變化，只允許負(fù)的梯度。一旦鍋爐壓力開場增加，BP閥慢慢翻開。“關(guān)閉模式取消后，設(shè)定點(diǎn)生成器進(jìn)入“固定壓力模式段。在“固定壓力模式，設(shè)定點(diǎn)生成器控制實(shí)際的壓力。一旦鍋爐關(guān)閉，BP閥那么慢慢關(guān)閉，壓力生成器切換到“跟隨模式。在“跟隨模式，壓力設(shè)定點(diǎn)將再次隨實(shí)際的主蒸汽壓力變化。. 優(yōu)選- -P

17、ressure /Load/Flow壓力/負(fù)荷/流量Follow mode跟隨模式Shut down mode關(guān)閉模式Fixed Pressure固定壓力Pressure Setpoint壓力設(shè)定點(diǎn)Main Steam Pressure主蒸汽壓力MinPress最小壓力PressureRamp壓力斜線上升Steam Flow蒸汽流量Turbine Load汽輪機(jī)負(fù)荷Fire off熄火Time時(shí)間BP valveBP閥3.壓力控制器(圖DB)壓力控制器接收實(shí)際的主蒸汽壓力信號以及設(shè)定點(diǎn)生成器的壓力設(shè)定值“Ps Actual。它生成BP閥定位需求信號。壓力控制器用一個(gè)M/A站來控制BP閥。在信號

18、“BP open時(shí)，BP閥將開到100%處。在此過程中，信號控制器設(shè)置為手動(dòng)模式，并隨閥位變化。此信號取消后，控制器設(shè)置為自動(dòng)模式。在信號“BP 跳閘關(guān)閉時(shí)，BP閥由傳遞過來的關(guān)閉命令關(guān)閉?？刂破髟O(shè)為手動(dòng)模式。. 優(yōu)選- -. 優(yōu)選- -在“跟隨模式，當(dāng)“dP on激活時(shí)，壓力設(shè)定點(diǎn)的“Ps actual將增加一壓差，使BP閥保持關(guān)閉狀態(tài)。在“啟動(dòng)模式，當(dāng)處于“最小壓力段時(shí)，BP閥被翻開到最小位置“Ymin處。當(dāng)位置超過最小位置“Ymin時(shí)，“Yminon“被取消。4.快開/快關(guān)邏輯(圖TB)由DEH信號“汽輪機(jī)跳閘或“生成器開關(guān)跳閘生成BP閥的“BP翻開命令，當(dāng)主蒸汽壓力超過壓力設(shè)定點(diǎn)“Ps

19、 actual、到達(dá)快開壓力域值“dp max時(shí)，也可以生成該信號。當(dāng)壓力低于“Pfo且“啟動(dòng)序列激活，或當(dāng)“BP跳閘關(guān)閉被激活時(shí)，“BP open命令被鎖定。當(dāng)BP出口溫度高于“Tmax時(shí)，生成“BP跳閘關(guān)閉命令。5.溫度控制(圖DC)溫度控制器接收變送器的信號“高旁出口溫度和操作員設(shè)置的“溫度設(shè)定值?？刂破魃蓢娝y位需求的信號。由“主蒸汽壓力和BP閥位生成前饋信號，并增加到閥位需求的信號中。用調(diào)整過的值 “wpl，可以修訂前饋信號。溫度控制器用一個(gè)M/A站來控制噴水BPE閥。BP閥翻開時(shí)，溫度控制器立即設(shè)置為自動(dòng)模式。當(dāng)BP閥關(guān)閉時(shí)，噴水閥也關(guān)閉，溫度控制器設(shè)置為手動(dòng)模式。6.噴水隔離閥

20、控制(圖DF) BP閥翻開后，噴水隔離閥立即翻開。BP閥關(guān)閉后，噴水隔離閥再次關(guān)閉。. 優(yōu)選- -高旁控制參數(shù)清單. 優(yōu)選- -功能DWG DWG單位命名默認(rèn)值定義/說明最小壓力/DAMpaPmin1壓力設(shè)置點(diǎn)最小范圍最大壓力/DAMpaPmax20壓力設(shè)置點(diǎn)最大范圍同步壓力/RAMpaPsync8最小壓力，在該點(diǎn)汽輪機(jī)能啟動(dòng)并同步快開釋放壓力/TBMpaPfo15快開釋放 壓力梯度/DAMpaP15梯度固定點(diǎn)1 /DAMpaP26梯度固定點(diǎn)2 /DAMpa/minGRD10.4梯度1的f(P1)/DAMpa/minGRD21.2梯度2的f(P2)/DAMpa/minGRD30.2梯度3“最小

21、壓力段的梯度/DAMpa/minGRD40.2梯度 4“壓力斜線上升段的梯度/DAMpa/minGRD50.4梯度 4“重啟段的梯度/DAMpa/minGRD60.6梯度 4“關(guān)閉段的梯度 快開/TBMpadp max0.5快開控制偏量蒸汽壓力高跟隨/DBMpadP0.5設(shè)定點(diǎn)的附加dP，產(chǎn)生負(fù)控制偏量使閥門關(guān)閉最小開度/DB%Ymin10“啟動(dòng)時(shí)設(shè)置中等開度/DA%Ym30蒸汽量不變時(shí)，“壓力斜線上升段的均衡量前饋/DC-wpl0.5前饋信號. 優(yōu)選- -低旁控制功能說明. 優(yōu)選- -1.綜述(圖D)低旁控制器包括跟隨件壓力設(shè)定點(diǎn)生成(圖DG)壓力控制器(圖DH) 冷凝器保護(hù)(DM) 溫度控

22、制器(圖DK1/DK2) 噴水隔離控制(圖DL)2.生成壓力設(shè)定點(diǎn)(圖DG)在“最小壓力段運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，汽輪機(jī)不帶負(fù)荷。壓力設(shè)定點(diǎn)“Ps RHH actual 設(shè)置為“Pmin。假設(shè)需要較高的設(shè)定值，操作員可以增加最小壓力設(shè)定點(diǎn)。在“負(fù)荷壓力工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由變送器信號“Turbine 1st stage pressure生成壓力設(shè)定點(diǎn)的“Ps RHH actual。壓力設(shè)定點(diǎn)的“Ps RHH actual變化量為裝置的汽輪機(jī)負(fù)荷的函數(shù)。Pressure /Load/Flow壓力/負(fù)荷/流量Min Pressure最小壓力Load Pressure負(fù)荷壓力Hot reheat press熱再熱壓力Turbine Load汽輪機(jī)負(fù)荷Steam Flow蒸汽流. 優(yōu)選- -3.壓力控制器(圖DH). 優(yōu)選- -壓力控制器接收熱再熱蒸汽壓信號(有兩個(gè)變送器信號，2選1)以及設(shè)定點(diǎn)