CN104074560B - 用于燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路控制的方法 - Google Patents

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用于燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路控制的方法。燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路控制的方法：燃机点火前：将高压旁路压力值设定为当前高压主汽母管压力值加上启动值的和；将中压旁路压力值设定为热再压力值加上启动值的和；将低压旁路压力值设定为额定值；燃机点火后：根据开度分别设置高、中和低压旁路的压力增量和压力目标值；高压缸进汽指令发出后，使高压旁路以百分比/秒的速度关至1/4，将高压旁路压力值设定为当前高压主汽母管压力值加上高压旁路关闭值的和；低压缸进汽指令发出后，将低压旁路压力值设定为低压蒸汽母管压力值加上低压旁路关闭值的和或额定值中的较小者；高压和中压旁路开启后，开启其各自的旁路减温水电动阀；低压旁路减温水电动阀与低压过热器出口电动阀同时开启。

Description

用于燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路控制的方法
技术领域
本发明涉及电力工程领域，具体地，涉及一种用于燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路控制的方法。
背景技术
由于需要调峰，燃气发电机组的启停操作较为频繁，导致蒸汽旁路压力温度调节阀操作量较大。旁路压力调节阀包括高、中、低压三个旁路压力调节阀。目前，火力发电厂启机时的旁路压力的控制方式有通过操作者手动改变旁路压力调节阀开度的方式，该方式过分依赖操作者的经验，操作量大且具有误操作的风险。如果动作速率不当，会对汽包水位及旁路后的温度造成较大影响。
针对上述问题，现有技术中尚无良好解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法，该方法能够使发电机组启动过程中参数平稳减小启动过程对系统的冲击。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路控制的方法，其中所述燃气轮机联合循环发电机组中，两台燃机各自带动与燃机同轴的发电机发电，每台燃机配有一台余热锅炉，两台余热锅炉产生的蒸汽共同带动一台汽轮机，该方法包括：
在所述燃机点火前：将高压旁路压力值设定为当前高压主汽母管压力值加上启动值的和；将中压旁路压力值设定为热再压力值加上所述启动值的和；以及将低压旁路压力值设定为额定值；以及
在所述燃机点火后：根据各自的开度分别设置所述高压旁路、所述中压旁路和所述低压旁路的压力增量和压力目标值；
当高压缸进汽指令发出后，使所述高压旁路以百分比/秒的速度关至1/4，并将所述高压旁路压力值设定为当前高压主汽母管压力值加上高压旁路关闭值的和；以及当低压缸进汽指令发出后，将所述低压旁路压力值设定为低压蒸汽母管压力值加上低压旁路关闭值的和或所述额定值中的较小者；以及
当所述高压旁路和所述中压旁路开启后，开启其各自的旁路减温水电动阀；以及低压旁路减温水电动阀与低压过热器出口电动阀同时开启。
进一步地，该方法还包括：当汽机并网后，按以下关系式设定所述中压旁路压力值Zs：
Zs＝(Qze/Qge)×Qgs×Qjz×K
其中，Qze为汽机中压额定压力，Qge为汽机高压额定压力，Qgs为汽机高压实际压力，Qjz为汽机负荷控制基准，以及K为修正系数。
进一步地，K＝1.05，以及当所述高压缸进汽后K＝1.3。
进一步地，该方法包括：在所述燃机点火后，当所述高压主汽母管压力值大于第一阈值时，使所述高压旁路压力值以第一压力增量增加到第一压力目标值；以及当所述高压旁路开度分别大于30％、40％及50％时，使所述高压旁路压力值以所述第一压力增量增加到与所述高压旁路的开度对应的压力目标值。
进一步地，该方法包括：当所述高压旁路开度大于5％时，将所述中压旁路压力值设定为第二压力目标值；当所述中压旁路开度大于60％时，使所述中压旁路压力值以第二压力增量增加到与中压旁路60％开度对应的压力目标值；以及当所述中压旁路开度大于80％时，使所述中压旁路压力值以所述第一压力增量增加到与中压旁路80％开度对应的压力目标值。
进一步地，该方法包括：当中压主汽电动阀开启且汽机中压调阀前蒸汽温度达到汽机启动允许条件时，使所述中压旁路压力以第三压力增量降低到第三压力目标值。
进一步地，该方法包括：在所述燃机点火后，使所述低压旁路压力以第四压力增量降低到第四压力目标值；以及当所述低压旁路开度大于30％时，使所述低压旁路压力值以所述第四压力增量增加到与低压旁路30％开度对应的压力目标值。
通过上述技术方案，根据各自的开度分别设置高压旁路、中压旁路和低压旁路的压力增量和压力目标值，能够使燃气轮机联合循环发电机组在安全启动的前提下，实现最佳的升温升压速率，缩短启动过程，降低启动成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明实施方式的用于燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路控制的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明实施方式提供的方法用于控制燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路，其中燃气轮机联合循环发电机组中，两台燃机各自带动与燃机同轴的发电机发电，每台燃机配有一台余热锅炉，两台余热锅炉产生的蒸汽共同带动一台汽轮机。
图1是根据本发明实施方式的用于燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路控制的方法流程图。如图1所示本发明实施方式提供的一种用于燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路控制的方法，该方法包括：
S102，在所述燃机点火前：将高压旁路压力值设定为当前高压主汽母管压力值加上启动值的和；将中压旁路压力值设定为热再压力值加上所述启动值的和；以及将低压旁路压力值设定为额定值；以及
S104，在所述燃机点火后：根据各自的开度分别设置所述高压旁路、所述中压旁路和所述低压旁路的压力增量和压力目标值；
S106，当高压缸进汽指令发出后，使所述高压旁路以百分比/秒的速度关至1/4，并将所述高压旁路压力值设定为当前高压主汽母管压力值加上高压旁路关闭值的和；以及当低压缸进汽指令发出后，将所述低压旁路压力值设定为低压蒸汽母管压力值加上低压旁路关闭值的和或所述额定值中的较小者；以及
S108，当所述高压旁路和所述中压旁路开启后，开启其各自的旁路减温水电动阀；以及低压旁路减温水电动阀与低压过热器出口电动阀同时开启。
通过上述技术方案，根据各自的开度分别设置高压旁路、中压旁路和低压旁路的压力增量和压力目标值，能够使燃气轮机联合循环发电机组在安全启动的前提下，实现最佳的升温升压速率，缩短启动过程，降低启动成本。
以下结合具体实施方式分别对高压旁路、中压旁路及低压旁路的控制方法进行说明。
(1)高压旁路
对于高压旁路的控制可以分为燃机点火前、燃机点火后、汽机高压缸进汽指令发出后以及高压旁路开启后这四个控制阶段。
燃机点火前
将高压旁路压力值设定为当前高压主汽母管压力值加上启动值的和。例如，可以使高压旁路压力设定值为当前高压主汽母管压力加0.2MPa，实现旁路自动闭锁开启。
燃机点火后
根据高压旁路的开度设置高压旁路的压力增量和压力目标值。
当所述高压主汽母管压力值大于第一阈值时，可以使高压旁路压力值以高压旁路压力增量(例如0.005MPa/秒)增加到第一压力目标值；以及当高压旁路开度分别大于30％、40％及50％时，可以使高压旁路压力值以第一压力增量增加到与高压旁路的开度对应的压力目标值。
具体地，当高压主汽母管压力大于阈值(例如，2Mpa)时，可以将高压旁路压力设定值由初始值逐渐调整到5MPa(即第一压力目标值)，设定值的变化率(即压力增量)可以为0.005MPa/秒；
当高压旁路开度大于30％时，压力设定值可以按压力增量0.005MPa/秒增加，并且当开度小于30％或压力定值提高至压力目标值9MPa时设定值停止增加；
当高压旁路开度大于40％时，压力设定值可以按压力增量0.005MPa/秒增加，并且当开度小于40％或压力定值提高至压力目标值10MPa时设定值停止增加；
当高压旁路开度大于50％时，压力设定值按压力增量0.005MPa/秒增加，当开度小于50％或压力定值提高至压力目标值11MPa时设定值停止增加。
汽机高压缸进汽指令发出后
使所述高压旁路以百分比/秒的速度关至1/4。例如，当汽机高压缸进汽指令发出后，可以使高压旁路立即以2％/秒的速度关至25％，然后使旁路设定压力高于主汽母管压力一关闭值(例如，0.2MPa)使高压旁路自动逐渐关闭。需要说明的是，对于高压旁路，启动值和关闭值的大小可以相同。
高压旁路开启后
在此控制阶段，当高压旁路开启后，旁路减温水电动阀自动开启，减温水调节阀自动设定值可以默认为计算值。该计算值为冷再热压力下的饱和温度加偏置值，该偏置值在冷再压力0.5～2.6MPA时对应温度为145℃～105℃。在实际使用中，操作人员可在0～+60范围内选择偏置值的再增加量(例如，默认状态下可以为再增加5℃)。
(2)中压旁路
对于中压旁路的控制可以分为燃机点火前、燃机点火后、汽机并网后以及中压旁路开启后这四个控制阶段。
燃机点火前
与高压旁路相似，可以将中压旁路压力值设定为热再压力值加上所述启动值(例如，0.2MPa)的和，实现旁路自动闭锁开启。
燃机点火后
在燃机点火后，可以根据高压旁路的开度和中压旁路的开度来设置中压旁路的压力增量和压力目标值。
在实施方式中，当所述高压旁路开度大于5％时，可以将所述中压旁路压力值设定为第二压力目标值，例如0.5Mpa；
当所述中压旁路开度大于60％时，可以使所述中压旁路压力值以一压力增量(例如，0.002Mpa/秒)增加到与中压旁路60％开度对应的压力目标值(例如，1.5MPa)。此时，如果中压旁路开度小于60％或压力定值增加到压力目标值1.5MPa时停止增加中压旁路压力值；以及
当所述中压旁路开度大于80％时，可以使所述中压旁路压力值以另一压力增量(即，0.005Mpa/秒)增加到与中压旁路80％开度对应的压力目标值(例如，1.8MPa)。此时，如果中压旁路开度小于80％或压力定值增加到压力目标值1.8MPa时停止增加中压旁路压力值。
当中压主汽电动阀开启且汽机中压调阀前蒸汽温度达到汽机启动允许条件时，可以使所述中压旁路压力以再一压力增量(例如，0.003Mpa/秒)降低到汽机冲转压力目标值(例如，1.2MPa)，以准备汽机冲转。
汽机并网后
当汽机并网后，可以按以下关系式计算出的计算值设定汽机并网后的中压旁路压力值Zs：
Zs＝(Qze/Qge)×Qgs×Qjz×K
其中，Qze为汽机中压额定压力，Qge为汽机高压额定压力，Qgs为汽机高压实际压力，Qjz为汽机负荷控制基准，以及K为修正系数。一般情况下，K＝1.05，当高压缸进汽后K＝1.3。在实施方式中，可以以压力增量(例如，0.005Mpa/秒)从当前压力值渐变到该计算值。
在上述实施方式中，中压旁路采取这种计算方法可通过控制中压压力和中压进汽量来保证汽机高中压进汽的平衡，以控制高中压合缸布置汽轮机在不同负荷不同工况下轴向推力在正常范围内。
中压旁路开启后
中压旁路减温水电动阀自动开启，减温水调节阀控制的减温水设定值可以根据中压旁路开度进行设置，在实施方式中可以在±30℃范围内选择修正量。中压旁路开度与减温水设定值之间的关系可以如表1所示。
表1
中压旁路开度％ <10 10～30 30～50 >50
减温水设定值℃ 100 120 140 150
(3)低压旁路
对于低压旁路的控制可以分为燃机点火前、燃机点火后、低压进汽指令触发后以及低压旁路减温水电动阀开启这四个控制阶段。
燃机点火前
将低压旁路压力值设定为额定值(例如，0.55MPa)，作为低压旁路压力初始值。
燃机点火后
在燃机点火后，可以根据低压旁路的开度来设置低压旁路的压力增量和压力目标值。
在实施方式中，可以使所述低压旁路压力以压力增量(例如，0.001MPa/秒)降低到低压旁路压力目标值(例如，0.3MPa)；以及当低压旁路开度大于30％时，可以使所述低压旁路压力值以该压力增量增加到与低压旁路30％开度对应的压力目标值(例如，0.45MPa)。当开度小于30％或压力定值高至0.45MPa时设定值停止增加低压旁路压力值。
低压进汽指令触发后
将所述低压旁路压力值设定为低压蒸汽母管压力值加上低压旁路关闭值(例如，0.05MPa)的和并且不超过额定值(例如，0.55MPa)。
低压旁路减温水电动阀开启
低压旁路减温水电动阀在低压过热器出口电动阀开启后即可开启。减温水调节阀控制的减温水设定值可以根据低压旁路开度进行设置，在实施方式中可以在±20℃范围内选择修正量。低压旁路开度与减温水设定值之间的关系可以如表2所示。
表2
低压旁路开度％ <10 10～30 30～50 >50
减温水设定值℃ 100 120 140 150
通过本发明实施方式提供的方法，能够实现燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路自动控制，避免了误操作事件的发生。各个旁路的动作速率可以根据实际启动进程进行调整，使启机过程中各相关参数较为平稳。此外，启机过程不需要人为干预，即在控制条件满足之后自动进入下一控制步骤，衔接紧密，能够有效控制升温升压速率，缩短了启动时间，降低了启机成本。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种用于燃气轮机联合循环发电机组蒸汽旁路控制的方法，其中所述燃气轮机联合循环发电机组中，两台燃机各自带动与燃机同轴的发电机发电，每台燃机配有一台余热锅炉，两台余热锅炉产生的蒸汽共同带动一台汽轮机，其特征在于，该方法包括：
在所述燃机点火前：将高压旁路压力值设定为当前高压主汽母管压力值加上启动值的和；将中压旁路压力值设定为热再压力值加上所述启动值的和；以及将低压旁路压力值设定为额定值；以及
在所述燃机点火后：根据各自的开度分别设置所述高压旁路、所述中压旁路和所述低压旁路的压力增量和压力目标值；
当高压缸进汽指令发出后，使所述高压旁路以百分比/秒的速度关至1/4，并将所述高压旁路压力值设定为当前高压主汽母管压力值加上高压旁路关闭值的和；以及当低压缸进汽指令发出后，将所述低压旁路压力值设定为低压蒸汽母管压力值加上低压旁路关闭值的和或所述额定值中的较小者；以及
当所述高压旁路和所述中压旁路开启后，开启其各自的旁路减温水电动阀；以及低压旁路减温水电动阀与低压过热器出口电动阀同时开启。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：当汽机并网后，按以下关系式设定所述中压旁路压力值Zs：
Zs＝(Qze/Qge)×Qgs×Qjz×K
其中，Qze为汽机中压额定压力，Qge为汽机高压额定压力，Qgs为汽机高压实际压力，Qjz为汽机负荷控制基准，以及K为修正系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，K＝1.05，以及当所述高压缸进汽后K＝1.3。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：
在所述燃机点火后，当所述高压主汽母管压力值大于第一阈值时，使所述高压旁路压力值以第一压力增量增加到第一压力目标值；以及
当所述高压旁路开度分别大于30％、40％及50％时，使所述高压旁路压力值以所述第一压力增量增加到与所述高压旁路的开度对应的压力目标值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法包括：
当所述高压旁路开度大于5％时，将所述中压旁路压力值设定为第二压力目标值；
当所述中压旁路开度大于60％时，使所述中压旁路压力值以第二压力增量增加到与中压旁路60％开度对应的压力目标值；以及
当所述中压旁路开度大于80％时，使所述中压旁路压力值以所述第一压力增量增加到与中压旁路80％开度对应的压力目标值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法包括：
当中压主汽电动阀开启且汽机中压调阀前蒸汽温度达到汽机启动允许条件时，使所述中压旁路压力以第三压力增量降低到第三压力目标值。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法包括：
在所述燃机点火后，使所述低压旁路压力以第四压力增量降低到第四压力目标值；以及
当所述低压旁路开度大于30％时，使所述低压旁路压力值以所述第四压力增量增加到与低压旁路30％开度对应的压力目标值。
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