余热锅炉和汽轮机控制与保护概要.pptx

余热锅炉余热锅炉-汽轮机的控制和保护系统汽轮机的控制和保护系统余热锅炉的控制调节与常规锅炉相比无燃油或燃煤的燃烧余热锅炉的控制调节与常规锅炉相比无燃油或燃煤的燃烧控制。控制。通常燃气蒸汽联合循环余热锅炉采用跟随燃机、汽机跟随通常燃气蒸汽联合循环余热锅炉采用跟随燃机、汽机跟随余热锅炉的控制方式余热锅炉的控制方式(HRSG Flow GT&ST Flow HRSG)。即燃机控制负荷，余热锅炉出力受燃机运行状态限制；而即燃机控制负荷，余热锅炉出力受燃机运行状态限制；而汽轮机调节汽阀控制余热锅炉主蒸汽的压力。汽轮机调节汽阀控制余热锅炉主蒸汽的压力。余热锅炉的控制和保护系统余热锅炉的控制和保护系统余热锅炉自动控制系统主要包括汽包、除氧器的水位和压余热锅炉自动控制系统主要包括汽包、除氧器的水位和压力调节、主蒸汽温度、压力调节、省煤器出口温度调节。力调节、主蒸汽温度、压力调节、省煤器出口温度调节。1.水位调节和保护水位调节和保护1)汽包水位调节和保护汽包水位调节和保护i.汽包水位调节汽包水位调节a)必要性必要性汽包水位太高会减少汽空间，使蒸汽在汽空间停留时间汽包水位太高会减少汽空间，使蒸汽在汽空间停留时间短，蒸汽中带水增多，蒸汽含盐量增加。短，蒸汽中带水增多，蒸汽含盐量增加。水位太低，下降管中可能带蒸汽，影响水循环可靠性。水位太低，下降管中可能带蒸汽，影响水循环可靠性。b)汽包水位调节任务汽包水位调节任务使给水量适应蒸发量，并维持汽包水位在允许的变化范使给水量适应蒸发量，并维持汽包水位在允许的变化范围内。围内。c)调节系统分类调节系统分类单冲量调节：蒸汽流量低于单冲量调节：蒸汽流量低于20%额定流量时，蒸汽参数额定流量时，蒸汽参数较低，可忽略汽包内炉水密度影响，根据实际水位与与较低，可忽略汽包内炉水密度影响，根据实际水位与与水位设定值之差通过水位设定值之差通过PI方式控制给水调节阀开度。方式控制给水调节阀开度。三三冲冲量量调调节节：余余热热锅锅炉炉高高负负荷荷条条件件下下，负负荷荷或或压压力力变变动动时时，由由于于汽汽包包水水容容积积中中蒸蒸汽汽含含量量和和蒸蒸汽汽比比容容改改变变产产生生“虚虚假假水水位位”。蒸蒸汽汽流流量量达达到到20%额额定定流流量量后后，综综合合考考虑虑蒸蒸汽汽流流量量和和给给水水流流量量相相等等的的原原则则和和水水位位偏偏差差的的大大小小来来调调节节给给水水控控制制阀阀开开度度。补偿虚假水位造成的调节偏差，纠正给水量的扰动。补偿虚假水位造成的调节偏差，纠正给水量的扰动。ii.汽包水位保护汽包水位保护余热锅炉水位保护与锅炉容量、结构、运行方式有关。余热锅炉水位保护与锅炉容量、结构、运行方式有关。2)除氧器给水箱水位调节除氧器给水箱水位调节i.除氧器水位调节除氧器水位调节除氧器除氧器/给水箱水位调节通常采用单冲量水位调节系统。给水箱水位调节通常采用单冲量水位调节系统。除氧器除氧器/给水箱水位依靠水位控制器发出的信号对水位调给水箱水位依靠水位控制器发出的信号对水位调节阀进行调节。节阀进行调节。间接控制除氧器间接控制除氧器/给水箱水位方案：给水箱水位方案：首先控制从补给水箱到凝汽器补水量，凝汽器水位变化后，首先控制从补给水箱到凝汽器补水量，凝汽器水位变化后，再由凝汽器水位调节控制进入除氧器的凝结水量。再由凝汽器水位调节控制进入除氧器的凝结水量。设高位排水阀，防止水位超过给定值，接受水位调节器控制设高位排水阀，防止水位超过给定值，接受水位调节器控制除氧器给水箱水位调节系统是简单单回路定制调节系统，水除氧器给水箱水位调节系统是简单单回路定制调节系统，水位信号与设定值之差进入位信号与设定值之差进入PID调节器。采用双向执行机构。调节器。采用双向执行机构。ii.除氧器水位保护除氧器水位保护2.温度调节温度调节1)过热蒸汽温度调节过热蒸汽温度调节蒸蒸汽汽温温度度高高于于设设计计值值，主主蒸蒸汽汽管管路路和和汽汽轮轮机机材材料料强强度度会会下下降降；低低于于设设计计值值，蒸蒸汽汽焓焓下下降降，做做功功能能力力下下降降。蒸蒸汽汽初初温温低低，增增加汽轮机末级叶片含湿量。加汽轮机末级叶片含湿量。主主蒸蒸汽汽温温度度随随燃燃机机排排气气温温度度变变化化，运运行行中中实实际际考考虑虑主主蒸蒸汽汽减减温问题。温问题。主蒸汽减温调节方法主蒸汽减温调节方法喷水减温调节方法：喷水减温调节方法：喷喷水水减减温温器器布布置置在在过过热热器器中中间间，过过热热器器中中间间有有导导管管，以以便便安安装喷水减温器与蒸汽混合要求。装喷水减温器与蒸汽混合要求。喷喷水水减减温温器器还还可可布布置置在在过过热热器器出出口口主主蒸蒸汽汽管管路路上上，不不需需要要安安装导管，但过热气管壁最高温度较高。装导管，但过热气管壁最高温度较高。主蒸汽管路上测温元件通过温度变送器把信号输入把信号输入主蒸汽管路上测温元件通过温度变送器把信号输入把信号输入温度控制器，在温度控制器中测量数据并和设定点数据比较。温度控制器，在温度控制器中测量数据并和设定点数据比较。根据比较结果，温度控制器输出信号对温度控制阀进行调节，根据比较结果，温度控制器输出信号对温度控制阀进行调节，增加或减少喷水减温器的喷水量。增加或减少喷水减温器的喷水量。饱和蒸汽部分旁通调节方式饱和蒸汽部分旁通调节方式汽包出来饱和蒸汽大部分经过热器吸收热量后到主蒸汽管。汽包出来饱和蒸汽大部分经过热器吸收热量后到主蒸汽管。其余饱和蒸汽经旁路调节阀进入主蒸汽管。利用调节旁通管其余饱和蒸汽经旁路调节阀进入主蒸汽管。利用调节旁通管路上温度控制阀开度可以调节过热器出口过热蒸汽温度。路上温度控制阀开度可以调节过热器出口过热蒸汽温度。2)省煤器出口温度调节系统省煤器出口温度调节系统立式布置强制循环预热锅炉，采用省煤器再循环措施防止立式布置强制循环预热锅炉，采用省煤器再循环措施防止启动或低负荷时省煤器出现蒸发现象。将高压循环水泵出启动或低负荷时省煤器出现蒸发现象。将高压循环水泵出口得水通过省煤器再循环阀引一部分到省煤器入口，增大口得水通过省煤器再循环阀引一部分到省煤器入口，增大省煤器水流量，确保省煤器出口水温低于饱和温度。省煤器水流量，确保省煤器出口水温低于饱和温度。根据汽包中饱和蒸汽温度和省煤器出口水温之间温差控制根据汽包中饱和蒸汽温度和省煤器出口水温之间温差控制省煤器再循环管路上电动调节阀开度。省煤器再循环管路上电动调节阀开度。采用增量式采用增量式PI调节，输出信号以脉冲形式控制步进电机。调节，输出信号以脉冲形式控制步进电机。温差小于温差小于5.5C，输出开信号，调节阀增大；温差大于，输出开信号，调节阀增大；温差大于10C，输出关信号，调节阀关小。，输出关信号，调节阀关小。根据给水流量控制省煤器再循环管路上电动调节阀开度。根据给水流量控制省煤器再循环管路上电动调节阀开度。给水流量低于设定值时，电动调节阀开启，循环水泵部分给水流量低于设定值时，电动调节阀开启，循环水泵部分水经再循环管路流入省煤器。水经再循环管路流入省煤器。3.压力调节压力调节1)汽包压力调节汽包压力调节通过调节主蒸汽阀开度和汽轮机主调汽阀开度来控制。通过调节主蒸汽阀开度和汽轮机主调汽阀开度来控制。汽包压力调节主要包括压力高限制、压力低限制、压力汽包压力调节主要包括压力高限制、压力低限制、压力升速率限制和压力降速率限制。升速率限制和压力降速率限制。压力高限制和升速率限制主要通过旁路系统实现；压力低压力高限制和升速率限制主要通过旁路系统实现；压力低限制及压力降速率主要通过汽轮机调节阀实现。限制及压力降速率主要通过汽轮机调节阀实现。2)除氧器除氧器/水箱压力调节水箱压力调节整体式除氧器中，余热锅炉启动或低负荷时，需从中压汽整体式除氧器中，余热锅炉启动或低负荷时，需从中压汽包引出蒸汽经减压节流等措施进入除氧水箱。包引出蒸汽经减压节流等措施进入除氧水箱。除氧器压力低于设定值低限时，压力控制器调节阀开大，除氧器压力低于设定值低限时，压力控制器调节阀开大，增加蒸汽进入量。增加蒸汽进入量。除氧器压力高于设定值时，压力控制器发出信号使压力调除氧器压力高于设定值时，压力控制器发出信号使压力调节阀关小，减少蒸汽进入量。节阀关小，减少蒸汽进入量。4.循环水量调节循环水量调节运行水泵和备用循环水泵之间必须连锁保护，确保余热锅运行水泵和备用循环水泵之间必须连锁保护，确保余热锅炉安全可靠运行。炉安全可靠运行。压差控制型联锁保护压差控制型联锁保护循环水泵出、进口压力差低于某一给定值，压差开关动作，循环水泵出、进口压力差低于某一给定值，压差开关动作，发出报警，运行循环水泵自动停泵，备用循环水泵自动启发出报警，运行循环水泵自动停泵，备用循环水泵自动启动。二者皆故障，余热锅炉跳闸停炉。动。二者皆故障，余热锅炉跳闸停炉。流量控制型联锁保护流量控制型联锁保护如果循环水泵流量低于某一限值，将发出报警，运行水泵如果循环水泵流量低于某一限值，将发出报警，运行水泵自动停泵，备用水泵自动启动。二者皆故障，余热锅炉跳自动停泵，备用水泵自动启动。二者皆故障，余热锅炉跳闸停炉。闸停炉。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统燃气燃气-蒸汽联合循环汽轮机数字调节蒸汽联合循环汽轮机数字调节(DEH)控制功能控制功能1.操作员自动操作员自动启启动动速速度度控控制制时时，控控制制系系统统根根据据汽汽机机缸缸壁壁温温度度将将汽汽机机划划为为冷态、温态、热态三种状态。冷态、温态、热态三种状态。上下缸壁平均温度小于上下缸壁平均温度小于200C为冷态；为冷态；介于介于200C和和360C之间为温态；之间为温态；大于大于360C为热态。为热态。汽汽轮轮机机冲冲转转过过程程中中，由由操操作作员员按按汽汽机机启启动动曲曲线线要要求求设设定定速速度度自自动动目目标标值值和和功功率率，转转速速设设定定值值根根据据汽汽机机状状态态按按一一定定速速率逼近目标值。率逼近目标值。汽机热态：升速率为汽机热态：升速率为400r/min；非热态：；非热态：300r/min自动控制燃机按升速率要求向目标值爬升，最后控制在目自动控制燃机按升速率要求向目标值爬升，最后控制在目标转速上，直至汽机达到额定转速。标转速上，直至汽机达到额定转速。转速设定值控制由上位机完成；可人为设定汽机负荷设定转速设定值控制由上位机完成；可人为设定汽机负荷设定值的目标值及负荷设定值的升速率。值的目标值及负荷设定值的升速率。转速负荷控制基准为负荷设定值函数和转速函数之和。汽转速负荷控制基准为负荷设定值函数和转速函数之和。汽机并网之前，负荷设定为机并网之前，负荷设定为0，转速负荷控制系统简化为比例，转速负荷控制系统简化为比例控制，加上调节阀补偿控制积分环节。汽机并网后，开度控制，加上调节阀补偿控制积分环节。汽机并网后，开度补偿值固定不变，为并网前的值。补偿值固定不变，为并网前的值。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统汽汽机机并并网网后后，负负荷荷设设定定信信号号参参与与调调节节阀阀控控制制。汽汽机机实实际际转转速速与与转转速速设设定定值值之之差差，作作用用于于主主汽汽阀阀开开度度，使使系系统统具具有有一一次次调调频频能能力力。转转速速负负荷荷控控制制系系统统投投入入调调节节阀阀实实际际控控制制时时，汽汽机机调调节节阀阀开开度度由由负负荷荷设设定定值值确确定定，实实际际负负荷荷由由调调节节阀阀开开度和主蒸汽状态决定。度和主蒸汽状态决定。负荷控制时需将功率调节回路投入，操作员设定目标值和负荷控制时需将功率调节回路投入，操作员设定目标值和升负荷速率。升负荷速率。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统功率调节器控制调节阀开度按升负荷率要求向目标负荷爬功率调节器控制调节阀开度按升负荷率要求向目标负荷爬升。负荷设定值按设定速率逼近目标值，负荷设定值升速升。负荷设定值按设定速率逼近目标值，负荷设定值升速率一般应小于负荷升速率限制值。率一般应小于负荷升速率限制值。串接于功率调节器下游的调节级压力调节器有利于加快负串接于功率调节器下游的调节级压力调节器有利于加快负荷控制响应速度和稳定以及操作员自动方式的负荷控制。荷控制响应速度和稳定以及操作员自动方式的负荷控制。2.自动汽轮机控制自动汽轮机控制汽机自动汽机自动(ATC)是最高一级运行方式，包括转速和负荷及他是最高一级运行方式，包括转速和负荷及他们的速率，由计算机程序或外部设备进行控制。们的速率，由计算机程序或外部设备进行控制。启动过程中，应力监视站启动过程中，应力监视站(RSM)站根据启动应力曲线和汽机站根据启动应力曲线和汽机自动控制站自动控制站(ATC)判断汽机工况，自动向操作员自动站发出判断汽机工况，自动向操作员自动站发出阀位限制、目标速度、升速率、自动同步控制等数据信号。阀位限制、目标速度、升速率、自动同步控制等数据信号。完成冲转、升速、阀切换、全速到同步并网过程。完成冲转、升速、阀切换、全速到同步并网过程。负荷控制时，操作员自动接受负荷控制时，操作员自动接受RSM站和站和ATC站送来升负荷站送来升负荷率的限制。率的限制。RSM站和站和ATC站连续分析计算机组报警情况。站连续分析计算机组报警情况。通过通过CRT对操作员进行指导。对操作员进行指导。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统 只有在只有在ATC站判断汽机工况负荷的条件下和向操作员站发站判断汽机工况负荷的条件下和向操作员站发出出“ATC”允许信号情况下，才允许进入允许信号情况下，才允许进入ATC方式。方式。ATC投入运行，汽机发电机组全自动运行，控制系统根据投入运行，汽机发电机组全自动运行，控制系统根据转子应力计算结果自动给出升速率或升负荷率，各阶段目转子应力计算结果自动给出升速率或升负荷率，各阶段目标值按顺序自动给出。标值按顺序自动给出。3.自动同步自动同步汽机达到额定转速后，使汽机达到额定转速后，使DEH和电气自动同步装置接口。和电气自动同步装置接口。此方式下，汽机速度控制的速度目标值由电气自动同步装此方式下，汽机速度控制的速度目标值由电气自动同步装置确定。置确定。经电气同步装置判断符合并网条件，发电机开关合闸并网。经电气同步装置判断符合并网条件，发电机开关合闸并网。DEH回到操作员自动方式进行负荷控制。回到操作员自动方式进行负荷控制。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统4.限制功能限制功能1)进口蒸汽低压力控制系统（最小蒸汽压力限制控制系统）进口蒸汽低压力控制系统（最小蒸汽压力限制控制系统）主汽压力限制器有手操主汽压力限制器有手操(MTPL)、操作员自动、操作员自动(OTPL)、遥、遥控方式控方式(RTPL)三种。三种。限限制制器器在在机机组组并并网网时时起起作作用用。调调节节阀阀前前蒸蒸汽汽的的实实际际压压力力接接近近最最小小压压力力值值，进进口口蒸蒸汽汽低低压压力力控控制制基基准准跟跟踪踪调调节节阀阀控控制制基基准准，如如果果小小于于等等于于最最小小压压力力设设定定值值，其其差差值值输输入入PID调调节节器器，不不断断减减小小进进口口蒸蒸汽汽低低压压力力控控制制基基准准，直直至至使使主主汽汽压压力回到高于设定值。力回到高于设定值。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统2)进口蒸汽压力降速率控制系统进口蒸汽压力降速率控制系统选择主汽阀前的蒸汽压力作为控制对象，主要在锅炉故障或选择主汽阀前的蒸汽压力作为控制对象，主要在锅炉故障或其他不正常情况下，主蒸汽压力剧降时起作用。其他不正常情况下，主蒸汽压力剧降时起作用。采用限制与主蒸汽压力相对应的饱和蒸汽温度降速率的方式采用限制与主蒸汽压力相对应的饱和蒸汽温度降速率的方式限制主蒸汽压力的降速率。限制主蒸汽压力的降速率。蒸汽压力对应饱和蒸汽温度实际降速率接近限制值时，蒸汽蒸汽压力对应饱和蒸汽温度实际降速率接近限制值时，蒸汽压力降速率跟踪调节阀控制基准。大于或等于限制值，其差压力降速率跟踪调节阀控制基准。大于或等于限制值，其差值输入值输入PID调节器，不断减小控制基准直到压力降速率小于调节器，不断减小控制基准直到压力降速率小于限制值。若蒸汽压力降速率基准升至限制值。若蒸汽压力降速率基准升至100%,退出调节阀控制。退出调节阀控制。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统3)余热锅炉负荷限制系统余热锅炉负荷限制系统滑压运行，余热锅炉产汽量和流向汽机的蒸汽量二者不能平衡滑压运行，余热锅炉产汽量和流向汽机的蒸汽量二者不能平衡时，汽包内压力不断下降至某一较低压力下运行，汽机运行安时，汽包内压力不断下降至某一较低压力下运行，汽机运行安全难以保证。全难以保证。余热锅炉出口蒸汽压力降至一定程度时，余热锅炉负荷限制系余热锅炉出口蒸汽压力降至一定程度时，余热锅炉负荷限制系统控制汽机调节阀关小，汽机定压运行。统控制汽机调节阀关小，汽机定压运行。余热锅炉负荷控制系统未处于实际控制主汽阀开度情况下，余热锅炉负荷控制系统未处于实际控制主汽阀开度情况下，若实际压力值与设定值之差大于若实际压力值与设定值之差大于0.03MPa，余热锅炉负荷，余热锅炉负荷限制值为限制值为100%，即余热锅炉限制退出；，即余热锅炉限制退出；差值在差值在0.01-0.02MPa，余热锅炉负荷控制输出信号跟踪汽，余热锅炉负荷控制输出信号跟踪汽机调节阀基准。机调节阀基准。差值小于差值小于0MPa，余热锅炉负荷控制器投入运行，参加汽机，余热锅炉负荷控制器投入运行，参加汽机调节阀控制。实际压力与设定值之差进入调节阀控制。实际压力与设定值之差进入PI调节器，余热调节器，余热锅炉负荷限制值不断减小，汽机调节阀逐渐关小，直到实锅炉负荷限制值不断减小，汽机调节阀逐渐关小，直到实际压力大于设定值。际压力大于设定值。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统4)汽机升负荷速率限制系统汽机升负荷速率限制系统若负荷升速率接近限制值，汽机升负荷速率控制基准跟踪若负荷升速率接近限制值，汽机升负荷速率控制基准跟踪调节阀控制基准。调节阀控制基准。负荷升速率大于等于限制值，其差值输入负荷升速率大于等于限制值，其差值输入PID调节器，控调节器，控制基准不断降低，直到升负荷速率小于限制值为止。制基准不断降低，直到升负荷速率小于限制值为止。负荷升速率小于限制值，负荷升速率小于限制值，PID调节器输出信号不断增大至调节器输出信号不断增大至100%，汽机升负荷速率限制退出调节阀控制。，汽机升负荷速率限制退出调节阀控制。负荷升速率限制值与汽机热状态及投入运行的余热锅炉数负荷升速率限制值与汽机热状态及投入运行的余热锅炉数目有关。目有关。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统5.遥控方式遥控方式操操作作员员自自动动站站在在操操作作员员自自动动方方式式下下，接接受受机机组组协协调调控控制制系系统统来来的的指指令令对对汽机进行负荷控制的方式。汽机进行负荷控制的方式。DEH发发出出遥遥控控请请求求信信号号、协协调调控控制制系系统统发发出出遥遥控控允允许许信信号号情情况况下下，DEH进入遥控方式。进入遥控方式。协协调调控控制制系系统统中中切切换换器器选选择择汽汽机机主主控控输输入入命命令令TM，TM与与DEH中中的的控控制制阀阀门门指指令令值值相相比比，根根据据其其偏偏差差的的极极性性和和大大小小控控制制A/D模模数数转转换换器器发发出出增增/减减脉脉冲冲，作作为为DEH的的遥遥控控增增减减信信号号，使使DEH的的控控制制阀阀门门指指令令值值增增或或减变化，由此控制汽机调门动作。减变化，由此控制汽机调门动作。DEH可可在在ATC方方式式下下投投入入遥遥控控，与与前前者者区区别别是是ATC监监视视负负荷荷变变化化率率。必必要要时时,ATC将将阻阻止止负负荷荷变变化化。向向协协调调控控制制系系统统发发出出汽汽机机速速率率保保持持，禁禁止遥控降、禁止遥控增等信号。止遥控降、禁止遥控增等信号。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统6.阀门管理和阀门实验阀门管理和阀门实验1)阀门管理阀门管理:单单阀阀方方式式：所所有有调调门门同同时时同同步步动动作作。机机组组启启动动或或负负荷荷增增减减变变化时使用。化时使用。顺顺序序阀阀方方式式：根根据据负负荷荷大大小小顺顺序序打打开开调调节节阀阀，减减少少阀阀门门部部分分开造成的节流损失。开造成的节流损失。单阀和数序阀方式能在不影响负荷条件下自由切换。单阀和数序阀方式能在不影响负荷条件下自由切换。2)阀门试验：阀门试验：机机组组正正常常运运行行时时，对对自自动动主主汽汽阀阀、调调节节汽汽阀阀分分别别进进行行开开关关动动作试验，防止阀门卡死，作试验，防止阀门卡死，阀阀门门试试验验须须在在单单阀阀方方式式负负荷荷控控制制下下进进行行。同同时时投投入入功功率率调调节节和调节级压力回路投入。和调节级压力回路投入。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统7.综述综述转转速速负负荷荷控控制制系系统统在在汽汽机机冲冲转转、升升负负荷荷及及稳稳定定运运行行过过程程中中其主要作用。其他子系统均为限制性保护控制。其主要作用。其他子系统均为限制性保护控制。转转速速负负荷荷控控制制系系统统设设有有手手动动、自自动动、全全自自动动三三种种控控制制模模式式，其他子系统只有自动模式。其他子系统只有自动模式。除转速负荷控制系统外，其他子系统可有四种状态：除转速负荷控制系统外，其他子系统可有四种状态：退出调节阀控制，输出基准为退出调节阀控制，输出基准为100%；被限制量接近限制值时，输出信号跟踪调节阀控制基准；被限制量接近限制值时，输出信号跟踪调节阀控制基准；被被限限制制量量等等于于或或超超出出限限制制值值时时，调调节节器器投投入入，参参与与调调节节阀阀控制基准的控制基准的MIN最小选择。最小选择。输出基准为最小，该子系统实际控制调节阀。输出基准为最小，该子系统实际控制调节阀。二二 汽轮机控制系统汽轮机控制系统三三 汽机保护系统汽机保护系统保护系统对转速、轴向位移、热应力、振动等运行参数进保护系统对转速、轴向位移、热应力、振动等运行参数进行监控；行监控；超出安全范围，保护系统发出声光报警信号，启动备用设超出安全范围，保护系统发出声光报警信号，启动备用设备；燃机减负荷或者停机。备；燃机减负荷或者停机。保护元件除监督保护作用之外还能指示被监督量。保护元件除监督保护作用之外还能指示被监督量。1.汽机保护系统汽机保护系统1)超速保护：汽机转速超过一定安全范围时，电子超速保超速保护：汽机转速超过一定安全范围时，电子超速保护系统或机械式危急保安器动作，泄放安全油，关闭主汽护系统或机械式危急保安器动作，泄放安全油，关闭主汽阀和调节汽阀，汽机停转。阀和调节汽阀，汽机停转。2)功率负荷不平衡保护功率负荷不平衡保护发电机甩掉全部负荷，使得汽机的输出功率瞬间超出其轴端发电机甩掉全部负荷，使得汽机的输出功率瞬间超出其轴端负荷很多，功率负荷失衡导致汽机发电机组转速猛增，甚至负荷很多，功率负荷失衡导致汽机发电机组转速猛增，甚至造成飞车事故。造成飞车事故。在发生上述情况时，保护系统迅速关闭调速汽门和再热蒸汽在发生上述情况时，保护系统迅速关闭调速汽门和再热蒸汽联合调整门。截止汽轮机进汽，快速降低轴功率，抑制汽机联合调整门。截止汽轮机进汽，快速降低轴功率，抑制汽机转速增加，起到超前保护作用。转速增加，起到超前保护作用。3)轴向位移保护轴向位移保护汽机叶片和叶轮前后存在压差，产生与气流方向相同的轴向汽机叶片和叶轮前后存在压差，产生与气流方向相同的轴向推力。另有其他因素也可产生轴向推力。由推力轴承承受，推力。另有其他因素也可产生轴向推力。由推力轴承承受，保持转子与气缸及其他静止部分的相对位置。保持转子与气缸及其他静止部分的相对位置。推力过大，过负荷造成推力瓦烧坏或汽机动静部分发生摩擦。推力过大，过负荷造成推力瓦烧坏或汽机动静部分发生摩擦。设轴向位移进册保护装置监测汽机转子轴向位移变化。设轴向位移进册保护装置监测汽机转子轴向位移变化。三三 汽机保护系统汽机保护系统4)差胀保护差胀保护汽机起停时，由于参数偏离或疏水、加热时间等原因，转汽机起停时，由于参数偏离或疏水、加热时间等原因，转子和汽缸胀差超过预置的轴向动静部分之间的间隙就可能子和汽缸胀差超过预置的轴向动静部分之间的间隙就可能发生动静摩擦。发生动静摩擦。保护系统安装监视和保护设备。保护系统安装监视和保护设备。5)振动保护振动保护汽机启动、停机、运行过程中，伴随一定程度振动。振动汽机启动、停机、运行过程中，伴随一定程度振动。振动过大增加轮盘、叶片等部件应力，机组动静部分可能摩擦。过大增加轮盘、叶片等部件应力，机组动静部分可能摩擦。保护系统对振动状态监测。超过安全范围，发出报警信号；保护系统对振动状态监测。超过安全范围，发出报警信号；继续增大并超出一定范围，汽机跳闸。继续增大并超出一定范围，汽机跳闸。6)热应力保护热应力保护汽机转子或汽缸热应力超过安全范围，限制汽机功率或转汽机转子或汽缸热应力超过安全范围，限制汽机功率或转速的变化速率。速的变化速率。三三 汽机保护系统汽机保护系统7)汽机排汽温度高保护汽机排汽温度高保护汽机启动或甩掉负荷后空载运行时，由于摩擦鼓风损失等汽机启动或甩掉负荷后空载运行时，由于摩擦鼓风损失等原因，可能使排汽缸温度上升；严重时汽缸过分膨胀导致原因，可能使排汽缸温度上升；严重时汽缸过分膨胀导致低压转子支持轴承座倾斜，破换转子和汽缸同心度。低压转子支持轴承座倾斜，破换转子和汽缸同心度。一般对策在机组的排汽缸内加装喷水减温装置，控制排汽一般对策在机组的排汽缸内加装喷水减温装置，控制排汽缸温升。缸温升。8)低气压保护低气压保护主蒸汽压力低于某一限制值，开始减少汽机功率，主蒸汽主蒸汽压力低于某一限制值，开始减少汽机功率，主蒸汽压力低于某一安全范围时，汽机停机。压力低于某一安全范围时，汽机停机。9)凝汽器热井水位高保护凝汽器热井水位高保护轴向排气汽机，凝汽器热井水位高，凝结水导入汽机低压缸，轴向排气汽机，凝汽器热井水位高，凝结水导入汽机低压缸，故设该保护。故设该保护。其他：低压油保护、低真空保护。其他：低压油保护、低真空保护。三三 汽机保护系统汽机保护系统2.紧急跳闸控制单元紧急跳闸控制单元汽机轴向位移、差胀、振动等参数超出安全警戒范围后，跳汽机轴向位移、差胀、振动等参数超出安全警戒范围后，跳机保护系统触发危急遮断器滑阀动作，泄放安全控制油，自机保护系统触发危急遮断器滑阀动作，泄放安全控制油，自动关闭高、中压缸的主汽阀和调节汽阀，迫使汽机停机。动关闭高、中压缸的主汽阀和调节汽阀，迫使汽机停机。紧急跳闸控制单元由自动跳闸电磁阀紧急跳闸控制单元由自动跳闸电磁阀(20/AST)、跳闸继电、跳闸继电器器(TRIP/AB)、和压力开关、和压力开关(63/ASP)等组成。等组成。三三 汽机保护系统汽机保护系统正正常常时时自自动动跳跳闸闸电电磁磁阀阀带带电电关关闭闭，自自动动停停机机紧紧急急跳跳闸闸油油母母管管保保持持正正常常工工作作压压力力；通通道道1的的跳跳闸闸电电磁磁阀阀受受跳跳闸闸继继电电器器常常开开触触点控制，保持通电；通道点控制，保持通电；通道2跳闸电磁阀保持通电。跳闸电磁阀保持通电。有有跳跳闸闸信信号号触触发发，两两个个通通道道四四只只跳跳闸闸电电磁磁阀阀失失电电，使使两两个个通通道道跳闸油集管泄压而自动停机。跳闸油集管泄压而自动停机。单单个个敏敏感感元元件件或或单单侧侧逻逻辑辑回回路路故故障障，不不会会引引起起跳跳闸闸集集管管泄泄压压，避免引起误操作。避免引起误操作。设置两个通道方便系统在线实验。设置两个通道方便系统在线实验。三三 汽机保护系统汽机保护系统四四 联合循环烟气旁路控制联合循环烟气旁路控制1.烟气旁路系统的作用烟气旁路系统的作用1)增增加加了了联联合合循循环环装装置置的的灵灵活活性性。燃燃机机运运行行，余余热热锅锅炉炉可可处处于于隔离状态。隔离状态。2)余热锅炉和燃机的协调性能好。余热锅炉和燃机的协调性能好。燃燃机机冷冷态态启启动动到到额额定定负负荷荷需需10-30分分钟钟；余余热热锅锅炉炉和和汽汽机机的的升升温温、升升压压、升升负负荷荷速速度度取取决决于于金金属属允允许许的的热热应应力力，冷冷态态启启动动到到额额定定负负荷荷需需4小小时时左左右右。调调节节烟烟气气旁旁路路可可使使二二者者良良好好匹配。匹配。3)负负荷荷急急剧剧变变化化期期间间，为为避避免免余余热热锅锅炉炉超超压压可可用用作作分分流流烟烟气气，使余热锅炉快速减负荷。使余热锅炉快速减负荷。4)事事故故处处理理中中，汽汽机机跳跳闸闸或或汽汽机机甩甩负负荷荷运运行行时时，烟烟气气旁旁路路的的快快关功能是实现余热锅炉快速减负荷的最有效手段。关功能是实现余热锅炉快速减负荷的最有效手段。2.联合循环烟气旁路的结构和形式联合循环烟气旁路的结构和形式烟气旁路系统一般包括烟气分流挡板、旁通烟囱、挡板驱动烟气旁路系统一般包括烟气分流挡板、旁通烟囱、挡板驱动装置、挡板密封系统等。装置、挡板密封系统等。旁路挡板一般设置液动、电动或电、液联合的操作控制机构。旁路挡板一般设置液动、电动或电、液联合的操作控制机构。四四 联合循环烟气旁路控制联合循环烟气旁路控制1)液动式控制系统：液动式控制系统：优优点点：调调节节器器可可靠靠性性高高，执执行行机机构构力力矩矩大大；且且能能够够快快速速动动作作；技术和设备装置比较完善。技术和设备装置比较完善。缺缺点点：设设备备投投资资大大、系系统统比比较较复复杂杂，须须有有专专用用液液压压站站等等，要要消消耗耗功功率率，增增加加运运行行费费用用和和维维护护工工作作量量；液液动动调调节节器器综综合合信信号比较困难。号比较困难。2)电动式控制系统：电动式控制系统：优点：设备投资少，工作可靠性高，能够较灵活的综合信优点：设备投资少，工作可靠性高，能够较灵活的综合信号；维护和检修工作量小，运行费用低。号；维护和检修工作量小，运行费用低。缺缺点点：执执行行机机构构力力矩矩小小，动动作作较较慢慢。作作为为保保护护装装置置，响响应应速度慢。速度慢。四四 联合循环烟气旁路控制联合循环烟气旁路控制3.烟气旁路系统的控制烟气旁路系统的控制联联合合循循环环中中，烟烟气气旁旁路路挡挡板板一一般般不不作作为为调调节节余余热热锅锅炉炉压压力力和和温度的手段，挡板自动控制采用开环控制。温度的手段，挡板自动控制采用开环控制。机组启动挡板打开方式机组启动挡板打开方式1)先先预预定定余余热热锅锅炉炉挡挡板板全全开开，在在启启动动燃燃机机，燃燃机机并并网网后后，按按规规定速率升燃机负荷。定速率升燃机负荷。2)挡挡板板全全关关，燃燃机机按按单单循循环环方方式式启启动动并并网网后后，再再启启动动余余热热锅锅炉炉，根根据据余余热热锅锅炉炉汽汽包包压压力力控控制制挡挡板板开开度度，由由顺顺序序控控制制系系统统分分段段逐逐步步将将挡挡板板打打开开至至100%。烟烟气气挡挡板板可可做做余余热热锅锅炉炉启启动动闭闭锁锁保护，即余热锅炉启动条件没有达到，挡板开启闭锁。保护，即余热锅炉启动条件没有达到，挡板开启闭锁。如如果果采采用用调调节节烟烟道道挡挡板板开开度度来来调调节节蒸蒸汽汽压压力力，同同时时布布置置旁旁通通挡挡板板和和入入口口挡挡板板情情况况下下，可可采采用用调调节节旁旁通通挡挡板板开开度度来来调调节节蒸蒸汽压力。汽压力。四四 联合循环烟气旁路控制联合循环烟气旁路控制对于液压控制烟气旁路挡板通常可分正常关闭和紧急关闭。对于液压控制烟气旁路挡板通常可分正常关闭和紧急关闭。余余热热锅锅炉炉跳跳闸闸保保护护动动作作时时，触触发发烟烟气气旁旁路路挡挡板板紧紧急急关关闭闭逻逻辑辑。经整定时间延时后挡板没有关闭到位，燃机跳闸。经整定时间延时后挡板没有关闭到位，燃机跳闸。4.旁通挡板、入口挡板、防雨挡板、插板的联锁保护旁通挡板、入口挡板、防雨挡板、插板的联锁保护各组挡板装有位置变送器和限位开关，此外还有就地位置指示器。各组挡板装有位置变送器和限位开关，此外还有就地位置指示器。各组挡板用限位开关实现电气联锁。各组挡板用限位开关实现电气联锁。1)旁路挡板和入口挡板的联锁：旁路挡板和入口挡板的联锁：只有入口挡板全开，旁通挡板才能关；只有旁通挡板全开，入口挡板才只有入口挡板全开，旁通挡板才能关；只有旁通挡板全开，入口挡板才能关。能关。2)入口挡板和防雨挡板联锁入口挡板和防雨挡板联锁只有防雨挡板全开，入口挡板才能开；只有入口挡板全关，防雨挡板才只有防雨挡板全开，入口挡板才能开；只有入口挡板全关，防雨挡板才能全关。能全关。四四 联合循环烟气旁路控制联合循环烟气旁路控制3)入口挡板和插板联锁入口挡板和插板联锁只有插板提升到烟道外，入口挡板才能开；只有入口挡板全关，挡板才能只有插板提升到烟道外，入口挡板才能开；只有入口挡板全关，挡板才能插入烟道。插入烟道。五五 联合循环蒸汽旁路控制联合循环蒸汽旁路控制指汽轮机并联的蒸汽减温、减压系统。由旁路阀门、管道及指汽轮机并联的蒸汽减温、减压系统。由旁路阀门、管道及控制机构等组成。控制机构等组成。在机组启动阶段或事故状态下将余热锅炉产生的蒸汽不经汽在机组启动阶段或事故状态下将余热锅炉产生的蒸汽不经汽轮机而引入下一级管道或凝汽器。轮机而引入下一级管道或凝汽器。蒸汽旁通汽机高压缸引到再热器为高压旁路；蒸汽旁通汽机蒸汽旁通汽机高压缸引到再热器为高压旁路；蒸汽旁通汽机中、低压缸引到凝汽器为低压旁路。中、低压缸引到凝汽器为低压旁路。1.蒸汽旁路系统的作用蒸汽旁路系统的作用1)改改善善机机组组启启动动性性能能。机机组组启启动动初初期期，蒸蒸汽汽经经旁旁路路系系统统到到凝凝汽汽器器，适适应系统暖管和储能的要求。减少汽缸热应力。应系统暖管和储能的要求。减少汽缸热应力。2)能能够够适适应应机机组组滑滑压压和和定定压压运运行行的的要要求求。机机组组启启动动时时，可可控控制制主主蒸蒸汽汽按按照照给给定定的的速速率率上上升升，冲冲转转过过程程中中保保持持主主蒸蒸汽汽压压力力不不变变。正正常常运运行行，跟踪主蒸汽压力变化，限制其波动幅度防止超压。跟踪主蒸汽压力变化，限制其波动幅度防止超压。3)启启动动工工况况或或者者汽汽机机跳跳闸闸时时，旁旁路路系系统统可可保保证证过过热热器器、再再热热器器有有一一定定的蒸汽流量，使其得到足够冷却。的蒸汽流量，使其得到足够冷却。4)起起余余热热锅锅炉炉安安全全阀阀作作用用。在在汽汽机机跳跳闸闸或或甩甩负负荷荷期期间间作作为为安安全全阀阀使使用用，避免余热锅炉超压。避免余热锅炉超压。5)在在母母管管制制余余热热锅锅炉炉并并炉炉过过程程中中调调节节待待并并炉炉蒸蒸汽汽压压力力，协协调调完完成成并并炉炉操作。操作。五五 联合循环蒸汽旁路控制联合循环蒸汽旁路控制6)汽机需汽机需“给定功率给定功率”模式运行时，蒸汽旁路可起到溢流作用。模式运行时，蒸汽旁路可起到溢流作用。7)延长机组和部件的寿命，消除噪声，回收工质。延长机组和部件的寿命，消除噪声，回收工质。总之，旁路系统具有启动、溢流、安全三项功能。总之，旁路系统具有启动、溢流、安全三项功能。2.蒸汽旁路系统形式蒸汽旁路系统形式一般设有液动、气动、电动或电液联合的操作控制机构，以实现减压、一般设有液动、气动、电动或电液联合的操作控制机构，以实现减压、减温装置的快速投入。减温装置的快速投入。通常选用动作时间较短的气通常选用动作时间较短的气/液动式控制旁路为宜。液动式控制旁路为宜。3.蒸汽旁路系统运行方式蒸汽旁路系统运行方式主要指高压旁路运行方式，包括启动运行方式、定压运行方式、滑压主要指高压旁路运行方式，包括启动运行方式、定压运行方式、滑压运行方式和事故运行方式四种。运行方式和事故运行方式四种。五五 联合循环蒸汽旁路控制联合循环蒸汽旁路控制1)阀位方式阀位方式(启动方式启动方式)启停时的汽机旁路控制过程由优先关逻辑控制实现在锅炉启启停时的汽机旁路控制过程由优先关逻辑控制实现在锅炉启动前汽机旁路系统各阀门处于关闭状态。动前汽机旁路系统各阀门处于关闭状态。从余热锅炉升炉到汽机冲转前采用阀位方式运行。开始阶段从余热锅炉升炉到汽机冲转前采用阀位方式运行。开始阶段是最小开度控制是最小开度控制min，该最小开度在操作台上预设。蒸汽经，该最小开度在操作台上预设。蒸汽经高压旁路流动，并经过再热器和低压旁路加热管道系统。高压旁路流动，并经过再热器和低压旁路加热管道系统。主蒸汽压力升高到最小定值主蒸汽