本旁路控制系统由七个控制回路组成,分别是高压旁路压力控制回路、高压旁路温度控制回路、高旁喷水隔离阀控制回路、低压旁路控制回路、低压旁路温度控制回路、低旁喷水隔离阀和三级减温喷水控制回路。
一、高旁压力控制回路
运行方式:
当旁路系统处于启动方式时,由于主蒸汽压力小于给定值发生器输出的最小压力定值,因此DCS 调节器的输入为负值,这时DCS 调节器输出为最小阀位Ymin。当主蒸汽压力上升到给定值发生器输出的最小压力定值Pmin,并继续增长时,DCS 调节器输出的阀位定值Ys 在原来整定的最小开度Ymin 基础上逐渐增大。Ys与高旁阀最大开度Ymax 比较,其差值送入给定值发生器,Ys<Ymax,给定值发生器输入值为负值,给定值发生器输出为Pmin;Ys>Ymax,给定值发生器输入为正值,给定值发生器输出由Pmin开始上升,因此随着主蒸汽压力的上,主蒸汽压力给定值也跟踪上升。
当主蒸汽压力上升到冲转压力时,逻辑回路使旁路系统转为定压方式运行,主蒸汽压力保持在切换瞬间的值,即冲转压力,随着汽轮机冲转后耗汽量的增加、高旁阀逐渐关闭,当高低旁路阀*关闭后,旁路系统转为滑压运行方式。主蒸汽压力设定值=主蒸汽压力+ΔP。
给定值发生器:
如下图所示,给定值发生器是一个带输出限制的反馈积分器,积分器经内部反馈产生一定斜率的斜坡信号。给定值输出具有最大限位值Pmax,最小限位Pmin。最大给定值Pmax 整定在正常运行时的最大压力值,它比安全阀的压力整定值低,最小压力定值整定在最小压力控制值。代表主蒸汽压力信号的Ui的变化速率小于整定的压力梯度ΔP/Δt时,输出U0将无延时地跟随Ui的变化。而一旦Ui 的变化速率ΔUi/Δt 大于ΔP/Δt 时, 给定值发生器的输出U0,将只跟随内部设定的压力梯度值ΔP/Δt。因此给定值发生器还具有限制主蒸汽压力上升速率的功能。
阀位控制回路:
旁路控制系统经过计算输出的阀位指令信号经与阀门实际开度值行比较,其差值以4-20mA 信号输出到执行机构定位器,通过执行机构带动阀门,使阀门开到的开度。
二、高压旁路温度控制回路
当旁路系统运行时,温度控制回路通过喷水阀向高旁阀的蒸汽膨胀室喷水冷却蒸汽,以保持高旁阀后温度为设定值。高旁阀后实际温TBP与温度设定值比较,得到温度控制的偏差,送入DCS 上的旁路温度控制调节器,调节器的输出即作为高旁喷水阀位给定值的一部分,送入阀位控制回路。
为了改善温度控制特性,特别是蒸汽流量大时减少喷水量的过调和蒸汽流量过小时,增强喷水量的稳定性,采用PD 环节补偿测温元件的时间延迟,同时动态地改变控制器的放大信号,使之与蒸汽流量相匹配。
蒸汽流量是由主蒸汽压力与由高旁阀开度经函数转换得到的通流面积经函数计算得出的。蒸汽流量信号与调节器的输出信号计算得到喷水阀的阀位定值信号。蒸汽流量与DCS 调节器输出信号之间的比例关系由运算工况自动匹配。
在冷态启动时,高旁阀后温度低于温度给定值,DCS 调节器输出力O,因此即使有一定蒸汽流量通过,高旁喷水阀仍然保持在关闭状态。
为使高旁阀开度 YBP 数值较小时喷水阀有一定的开度,给定值上附加了一个5%的固定指令。
三、高旁喷水隔离阀控制回路
高压旁路喷水首先经过高旁喷水隔离阀BD,BD 的作用:一是当旁路阀关闭后作为隔离阀;二是降低给水压力。在BD 阀全开时,BD 阀前后压力比大约为0.8 倍。BD 阀是两位控制,与高旁阀BP 经逻辑回路联锁。YBP>2%时,BD 阀全开,YBP≤2%时,BD 阀全关,BD 的开启和关闭在CRT 和手操盘上均有指示。当BD 阀不在全开或全关位置时,BD 阀开、关指示灯将闪烁。
四、低压旁路压力控制回路
低压旁路的压力控制特性如下图所示。在启动阶段为启动方式。此时低旁阀开度最小值Ymin,压力设定值为最小压力定值Pmin,当汽轮机冲转时,低压旁路控制回路维持此最小压力不变。大约在 %以上负荷时,再热器出口压力与负荷成正比。在此阶段中,汽轮机中低压部分运行在滑压方式。低压旁路的压力定值为再热器出口压力加上一个固定的偏差ΔP,以保证低旁阀LBP 在关闭状态。而再热器出口的压力给定值则由汽轮机高压缸调节级压力乘上一个系数得到,此系数为:
K=额定负荷下热再热压力/额定负荷下调节级压力
图中最大压力定值Pmax 为低旁最大压力定值,它应小于再热器安全门的动作压力,最小压力定值Pmin 一般即整定为低旁压力最小控制值。
低旁压力定值与再热器出口压力进行比较后得到的差值即送入DCS 上的调节器进行处理,调节器输出即为低旁阀的阀位给定值Ys。低旁阀的阀位回路工作原理与高旁阀相同。
为了防止旁路运行时凝汽器过载,必须限制低压旁路的蒸汽流量这里是利用了限制低旁阀后压力来实现这一目的。低旁阀后压力PLBPO,与代表最大蒸汽流量的压力限制值PLBPS比较,当PLBPO>PLBPS时,经过低选,将此信号送入调节器,使低旁阀LBP 向关闭方向动作。并在CRT 显示报警信息。
五、低压旁路温度控制回路
低压旁路温度度控制回路是低压旁路压力控制回路的随动系统 由调节系统方框图中可以看出,通过低压旁路阀的开度YLBP转换为相应的通流面积与再热器出口压力相乘后,得到通过低旁阀的蒸汽流量。再经函数转换成低旁阀的阀位给定值,送入LBPE 的阀位控制回路。
为了在小流量的情况下有足够的喷水量,低旁喷水调节阀的开度最小为20%。
六、低旁喷水隔离阀控制回路
低压旁路喷水首先经过低旁喷水隔离阀LBD,LBD 的作用是当旁路阀关闭后作为隔离阀。LBD 阀是两位控制,与低旁阀LBP 经逻辑回路联锁。YLBP>2%时,LBD阀全开,YLBP≤2%时,LBD 阀全关,LBD 的开启和关闭在CRT 和手操盘上均有指示。当LBD 阀不在全开或全关位置时,LBD 阀开、关指示灯将闪烁。
七、三级减温喷水阀控制回路
三级喷水调节阀也是低旁压力控制回路的一个随动系统,只要低旁减温减压阀LBP 一开它即开,低旁LBP 阀关闭后,它延迟约 秒后(参数在线可调)关闭。