CN113606001A - 一种600mw超临界机组旁路系统及其旁路温度控制方法 - Google Patents

一种600mw超临界机组旁路系统及其旁路温度控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种旁路系统，尤其是一种600MW超临界机组旁路系统及其旁路温度控制方法，属于超临界机组高压旁路温度控制技术领域。包括减温水L2管道、过热蒸汽L1管道、L4管道和L3管道，所述的减温水L2管道与L3管道间、过热蒸汽L1管道与L3管道间通过减温减压器相连通，所述的过热蒸汽L1管道与减温减压器间设有汽轮机，所述的L3管道的尾端连接有锅炉再热器。高压旁路蒸汽温度控制系统能自动适应任意负荷下的甩负荷工况，避免温度急剧变化造成的机组参数急剧变化，满足甩负荷及FCB工况要求，并且安全性高，可靠性好，结构简单。

Description

一种600MW超临界机组旁路系统及其旁路温度控制方法
技术领域
本发明涉及一种旁路系统，尤其是一种600MW超临界机组旁路系统及其旁路温度控制方法，属于超临界机组高压旁路温度控制技术领域。
背景技术
由于超临界机组甩负荷时候，汽轮机调门关闭，大量蒸汽通过高压旁路回到再热器，为了维持蒸汽参数与再热器进口蒸汽温度相匹配，避免因温度突变危及机组运行安全。甩负荷后高压旁路减温水通流量是调节蒸汽温度的关键，减温水流量通过高压旁路减温水调节阀进行调节。减温水流量与调节阀开度呈大致线性关系。减温水调节阀开度的调节，直接决定着蒸汽温度调节的效果。若调节效果不好，温度过低或过高则影响机组安全运行。减温水调节阀在甩负荷瞬间阶跃开启多大开度，才能匹配当时工况，达到最佳减温效果开启后，需要设定温度控制目标值，并通过高旁减温水调节阀开度调节来控制温度达到目标温度，蒸汽温度大幅度波动。高旁温度调节阀阶跃开启及后续整个调节的过程会影响机组安全、经济技术指标以及机组恢复运行的时间，因此，在于甩负荷工况下，高压旁路蒸汽温度的控制方式与方法有着非常重要意义。
发明内容
本发明是为了解决现有超临界机组甩负荷过程中高压旁路温度控制系统存在的上述不足，提供一种能通过对超临界机组甩负荷过程中高压旁路减温水响应全程进行监控，并根据对甩负荷前后机组调节级压力、减温减压器前蒸汽焓值、减温减压器后蒸汽焓值、减温水焓值等参数进行实时的监控，根据测得的参数计算出甩负荷工况下，减温水的流量需求，高压旁路减温水阶跃开启的开度以及温度控制的目标值。对甩负荷后，高压旁路减温水调节阀的控制及调整过程作出相应的响应，使甩负荷后蒸汽温度可控，维持机组安全稳定运行，安全性高，可靠性好的一种600MW超临界机组旁路系统及其旁路温度控制方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种600MW超临界机组旁路系统，包括减温水L2管道、过热蒸汽L1管道、 L4管道和L3管道，所述的减温水L2管道与L3管道间、过热蒸汽L1管道与L3 管道间通过减温减压器相连通，所述的过热蒸汽L1管道与减温减压器间设有汽轮机，所述的L3管道的尾端连接有锅炉再热器。
作为优选，所述的过热蒸汽L1管道与汽轮间通过L4管道相连通，所述的L4 管道中设有二个相串联分布的V4.1阀门和V4.2阀门；所述的过热蒸汽L1管道与减温减压器间设有V1高压旁路阀；所述的减温水L2管道中设有二个相串联分布的V2.1高压减温水隔离阀和V2.2高压减温水调节阀。
作为优选，所述的V1高压旁路阀设在L4管道与减温减压器间；所述的V1高压旁路阀、V2.1高压减温水隔离阀、V2.2高压减温水调节阀和减温减压器控制端分别通过控制器控制。
一种600MW超临界机组旁路系统的旁路温度控制方法，按以下步骤进行：
(一)、控制方法包括甩负荷工况高旁减温水的流量需求量的准确计算，高旁减温水的需求流量是：
通过减温减压器进出口蒸汽焓值与热值计算，进出口能量守恒关系，对高压减温水开启的开度进行计算，与机组工况相匹配，实现甩负荷期间蒸汽温度的精确控制，维持机组工质平衡，保持机组运行的稳定；
蒸汽质量平衡关系如公式(1)所述：
M3＝M1+M2 (1)
其中M1为单位时间内甩负荷前过热蒸汽L1管道通过的蒸汽质量(t)，M2为甩负荷后单位时间内减温水L2管道通过的减温水质量(t)；
Q1(t/h)为过热蒸汽L1管道通过的蒸汽流量，Q2(t/h)为减温水L2管道内通过的减温水流量，Q3(t/h)为L3管道内通过减温减压后的蒸汽流量；如设时间为t，则有如下关系，如公式(2)所示。
Q3t＝Q1t+Q2t (2)
流经管道Ln的蒸汽、减温水的焓值E(J/kg)可以通过该段管道的介质温度 Tn(K)，pn(MPa)查询可得，根据进出减温减压器介质能量守恒关系则有如下关系，如公式(3)所示：
E(T3,p3)Q3t＝E(T1,p1)Q1t+E(T2,p2)Q2t (3)
因为甩负荷发生时，过热蒸汽L1管道内通流蒸汽及焓值为确定值，L3管道内流向再热器的通流蒸汽的温度压力需要与当前工况相匹配，所需求的蒸汽目标焓值E3也是确定的，减温水的温度压力可以实时测得，因而由以上关系可以精确计算出甩负荷后不同工况下的减温水需求量Q2(t/h)，即：
Q2＝(E(T3,p3)-E(T1,p1))*Q1)/(E(T2,p2)-E(T3,p3)) (4)
主蒸汽流量Q1与锅炉负荷与调节级压力(V4.1号阀门后的压力)、关系如下表所示：
Figure RE-GDA0003284038830000031
表1负荷、调节级压力、主蒸汽流量(未修正)关系表
Q1为甩负荷前过热蒸汽L1管道通过的蒸汽流量(t/h)，Q1可由调节级压力p4 (V4.2号阀门后蒸汽压力)计算获得,调节级压力p4为V4.2号阀门后蒸汽压力； f(p4)为未经温度修正的主蒸汽流量。
Figure RE-GDA0003284038830000041
式5中Q1为过热蒸汽L1管道蒸汽流量(主蒸汽流量)，T0为满负荷额定工况下蒸汽温度，T1为实际蒸汽流量，f(p4)为不同的调节级压力对应的相应蒸汽流量函数，该数值与调节级压力p4呈一定的线性关系；
则根据公式(4)、(5)，在任意工况下，可以根据当前调节级压力、减温减压前后蒸汽焓值、减温水焓值，准确得到减温水流量需求；
减温水流量需求如公式(6)所示：
Figure RE-GDA0003284038830000042
(二)、控制方法包括甩负荷工况发生时V2.2高压减温水调节阀阶跃开启开度控制，V2.2高压减温水调节阀开启的开度是：
高旁减温水流量Q2(t/h)的数值与V2.2高压减温水调节阀开启的开度kn(％) 成大致线性关系，V2.2高压减温水调节阀前蒸汽温度T2(K)，由于管道相邻，T2与主蒸汽温度T1数值相等，V2.2高压减温水调节阀前减温水压力为p2(MPa)， V2.2高压减温水调节阀前后差压为△p；根据V2.2高压减温水调节阀流量计算书有如公式(7)所示的关系：
Q2＝kn*ΔP*p2*304.5 (7)；
当机组正常运行，V1高压旁路阀处于关闭状态；当机组甩负荷时，V1高压旁路阀快速打开；为了甩负荷期间机组的安全运行，需要降低蒸汽的温度，因此需要大量的减温水进入减温减压器M，维持机组运行期间的工质平衡，由公式(6) (7)可以精确计算出减甩负荷期间瞬间V2.2高压减温水调节阀阶跃开启的开度, 如公式(8)所示：
Figure RE-GDA0003284038830000051
为了更精准计算V2.2高压减温水调节阀开度，对f(p4)做分段折线函数
当p4≤5.8时，f(p1)＝600；
Figure RE-GDA0003284038830000052
当5.8<p1≤7.5时，f(p1)＝600+(p1-5.8)*88.23,
Figure RE-GDA0003284038830000053
当7.5<p1≤9.43时，f(p1)＝750+(p1-7.5)*129.53,
Figure RE-GDA0003284038830000054
当9.43<p1≤11.18时，f(p1)＝1000+(p1-9.43)*114.28,
Figure RE-GDA0003284038830000055
当11.18<p1≤12.52时，f(p1)＝1200+(p1-11.18)*111.94,
Figure RE-GDA0003284038830000056
当12.52<p1≤13.56时，f(p1)＝1350+(p1-12.52)*144.23,
Figure RE-GDA0003284038830000057
当13.56<p1≤16.8时，f(p1)＝1500+(p1-13.56)*133.93,
Figure RE-GDA0003284038830000058
当16.8<p1≤17.64时，f(p1)＝1800+(p1-16.8)*119.05,
Figure RE-GDA0003284038830000059
当17.64<p1≤18.73时，f(p1)＝1900+(p1-17.64)*90.1,
Figure RE-GDA00032840388300000510
(三)、控制方法还包括V2.2高压减温水调节阀的控制目标温度的生成方法，蒸汽温度控制的设定值：
V2.2高压减温水调节阀阶跃开启至公式(8)计算的开度之后，进入自动控制模式，自动调节减温减压器后蒸汽温度；锅炉负荷各个稳定点时，测试再热蒸汽温度，测试完毕取稳定时的均值，作为锅炉负荷对应的温度目标设定值t1；t1数值由锅炉负荷大小决定，是锅炉负荷的相关函数；
t1＝f(L) (9)
为了得到更精确的目标温度，对于负荷呈一定线性关系的目标压力t1进行分段精确计算；计算后的数值作为后甩负荷高压减温水调节阀开启后自动控制的目标温度设定值；
当L≤75时，t1＝300；
当75<L≤100时，t1＝(300+0.6*(L-75))；
上述蒸汽温度设定值与实测减温减压后蒸汽温度的比较偏差进入V2.2高压减温水调节阀PID控制模块运算，经运算输出指令直接控制高压旁路减温度水调节阀的开度，控制蒸汽温度与甩负荷动作后的锅炉燃烧负荷相对应，维持机组安全稳定运行。
600MW超临界机组旁路温度控制系统，包括锅炉过热器、控制器、过热蒸汽 L1号管道、减温水L2号管道、减温后蒸汽L3号管道、V1过热蒸汽旁路阀，V2.1 减温水阀、V2.2减温水调节阀，减温减压器M。机组正常运行时，过热蒸汽流经 L1管道，通过V4.1号、V4.2号阀门L4管道进入汽轮机T，维持机组正常运行。在机组甩负荷工况时，V4.1、V4.2号阀门迅速关闭，V1高压旁路阀打开，过热蒸汽流经1号管道、经1号阀门V1过热蒸汽旁路阀流经减温减压器，经减温减压经 L3号管道流至再热器。2号管道与1号管道在汽轮机上方3.5米，机头左侧5.5 米位置处以62度夹角通过减温减压器M连接，L1号管道上设置有1号阀门V1过热蒸汽旁路阀，减温减压器M前L1管道中的蒸汽流量、蒸汽的压力通过1号阀门 V1进行调节。调节后的蒸汽进入减温减压器M。L3号管道与L2号管道在3号阀门 V2.2后2.5米处以90度角通过减温减压器M相连接，L2号管道上设置有2号阀门(高压减温水隔离阀)V2.1、3号阀门(高压减温水调节阀)V2.2，减温水通过给水泵中间抽头出口通过L2号管道，流经V2。1号阀门，经V2.2号阀门调节后，进入减温减压器，对高压旁路V1后的过热蒸汽进行温度调节，经M进行温度调节后的蒸汽通过L3管道流向锅炉再热器。阀门V1、阀门V2.1、阀门V2.2、减温减压器M控制端分别与控制器连接。通过阀门V2.2的开度调节高压旁路阀后的蒸汽温度，控制蒸汽温度与实际机组运行工况相匹配，提高经济性与安全性。
本发明能够达到如下效果：
本发明在锅炉甩负荷期间，通过质量守恒、能量守恒原理，利用当前调节级压力、减温前蒸汽温度、压力；减温后蒸汽温度、压力，直接精准计算出减温水的需求量，继而再根据高压旁路减温水流量计算书精确计算出高压旁路减温水调节阀阶跃开启的开度，满足任意工况下甩负荷时，机组高压旁路蒸汽减温水量的需求，避免温度剧烈波动危及机组运行安全，实现机组安全稳定。投入高压旁路减温水阀自动控制模式，同时根据锅炉负荷的大小，自动设定蒸汽温度控制目标值，进行自动调节，减温水流量与蒸汽降温需求匹配，满足锅炉运行需求。通过本发明，高压旁路蒸汽温度控制系统能自动适应任意负荷下的甩负荷工况，避免温度急剧变化造成的机组参数急剧变化，满足甩负荷及FCB工况要求，并且安全性高，可靠性好，结构简单。
附图说明
图1是本发明的一种连接结构示意图；
图2是本发明高压旁路减温水控制的一种逻辑流程示意图；
图3是本发明高压旁路减温水调节阀控制的一种逻辑流程示意图；
图4是本发明图2-图3中符号含义的描述图；
图5是本发明的一种电路原理连接结构示意框图。
图2解释：p4(MPa)为V4.2阀门后蒸汽压力(调节级压力)，p1(MPa)为 V1阀门(高压旁路阀)前蒸汽压力，T1(K)为V1阀门前蒸汽温度，p2(MPa)为V2.2 阀门(高旁减温水调节阀)前减温水压力，T1(K)为V2.2阀门前减温水温度，p3 (MPa)为减温器M后蒸汽压力，T3(K)为减温器后蒸汽温度，f(p4)为与调节级压力对应的主蒸汽流量(未经温度修正)，蒸汽焓值En(J/kg)通过Tn(K)、pn(MPa) 查询可得，△P为V2.2阀门前后差压。
下面通过实施例，根据附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：如图所示，一种600MW超临界机组旁路系统，包括减温水L2管道、过热蒸汽L1管道、L4管道和L3管道，所述的减温水L2管道与L3管道间、过热蒸汽L1管道与L3管道间通过减温减压器相连通，所述的过热蒸汽L1管道与减温减压器间设有汽轮机，所述的L3管道的尾端连接有锅炉再热器。
所述的过热蒸汽L1管道与汽轮间通过L4管道相连通，所述的L4管道中设有二个相串联分布的V4.1阀门和V4.2阀门；所述的过热蒸汽L1管道与减温减压器间设有V1高压旁路阀；所述的减温水L2管道中设有二个相串联分布的V2.1高压减温水隔离阀和V2.2高压减温水调节阀。
所述的V1高压旁路阀设在L4管道与减温减压器间；所述的V1高压旁路阀、 V2.1高压减温水隔离阀、V2.2高压减温水调节阀和减温减压器控制端分别通过控制器控制。
一种600MW超临界机组旁路系统的旁路温度控制方法，按以下步骤进行：
(一)、控制方法包括甩负荷工况高旁减温水的流量需求量的准确计算，高旁减温水的需求流量是：
通过减温减压器进出口蒸汽焓值与热值计算，进出口能量守恒关系，对高压减温水开启的开度进行计算，与机组工况相匹配，实现甩负荷期间蒸汽温度的精确控制，维持机组工质平衡，保持机组运行的稳定；
蒸汽质量平衡关系如公式(1)所述：
M3＝M1+M2 (1)
其中M1为单位时间内甩负荷前过热蒸汽L1管道通过的蒸汽质量(t)，M2为甩负荷后单位时间内减温水L2管道通过的减温水质量(t)；
Q1(t/h)为过热蒸汽L1管道通过的蒸汽流量，Q2(t/h)为减温水L2管道内通过的减温水流量，Q3(t/h)为L3管道内通过减温减压后的蒸汽流量；如设时间为t，则有如下关系，如公式(2)所示。
Q3t＝Q1t+Q2t (2)
流经管道Ln的蒸汽、减温水的焓值E(J/kg)可以通过该段管道的介质温度 Tn(K)，pn(MPa)查询可得，根据进出减温减压器介质能量守恒关系则有如下关系，如公式(3)所示：
E(T3,p3)Q3t＝E(T1,p1)Q1t+E(T2,p2)Q2t (3)
因为甩负荷发生时，过热蒸汽L1管道内通流蒸汽及焓值为确定值，L3管道内流向再热器的通流蒸汽的温度压力需要与当前工况相匹配，所需求的蒸汽目标焓值E3也是确定的，减温水的温度压力可以实时测得，因而由以上关系可以精确计算出甩负荷后不同工况下的减温水需求量Q2(t/h)，即：
Q2＝(E(T3,p3)-E(T1,p1))*Q1)/(E(T2,p2)-E(T3,p3)) (4)
Q1为甩负荷前过热蒸汽L1管道通过的蒸汽流量(t/h)，Q1可由调节级压力p4 (V4.2号阀门后蒸汽压力)计算获得,调节级压力p4为V4.2号阀门后蒸汽压力； f(p4)为未经温度修正的主蒸汽流量。
Figure RE-GDA0003284038830000091
式5中Q1为过热蒸汽L1管道蒸汽流量(主蒸汽流量)，T0为满负荷额定工况下蒸汽温度，T1为实际蒸汽流量，f(p4)为不同的调节级压力对应的相应蒸汽流量函数，该数值与调节级压力p4呈一定的线性关系；
则根据公式(4)、(5)，在任意工况下，可以根据当前调节级压力、减温减压前后蒸汽焓值、减温水焓值，准确得到减温水流量需求；
减温水流量需求如公式(6)所示：
Figure RE-GDA0003284038830000092
(二)、控制方法包括甩负荷工况发生时V2.2高压减温水调节阀阶跃开启开度控制，V2.2高压减温水调节阀开启的开度是：
高旁减温水流量Q2(t/h)的数值与V2.2高压减温水调节阀开启的开度kn(％) 成大致线性关系，V2.2高压减温水调节阀前蒸汽温度T2(K)，由于管道相邻，T2与主蒸汽温度T1数值相等，V2.2高压减温水调节阀前减温水压力为p2(MPa)， V2.2高压减温水调节阀前后差压为△p；根据V2.2高压减温水调节阀流量计算书有如公式(7)所示的关系：
Q2＝kn*ΔP*p2*304.5 (7)；
当机组正常运行，V1高压旁路阀处于关闭状态；当机组甩负荷时，V1高压旁路阀快速打开；为了甩负荷期间机组的安全运行，需要降低蒸汽的温度，因此需要大量的减温水进入减温减压器M，维持机组运行期间的工质平衡，由公式(6) (7)可以精确计算出减甩负荷期间瞬间V2.2高压减温水调节阀阶跃开启的开度, 如公式(8)所示：
Figure RE-GDA0003284038830000101
为了更精准计算V2.2高压减温水调节阀开度，对f(p4)做分段折线函数
当p4≤5.8时，f(p1)＝600；
Figure RE-GDA0003284038830000102
当5.8<p1≤7.5时，f(p1)＝600+(p1-5.8)*88.23,
Figure RE-GDA0003284038830000103
当7.5<p1≤9.43时，f(p1)＝750+(p1-7.5)*129.53,
Figure RE-GDA0003284038830000104
当9.43<p1≤11.18时，f(p1)＝1000+(p1-9.43)*114.28,
Figure RE-GDA0003284038830000105
当11.18<p1≤12.52时，f(p1)＝1200+(p1-11.18)*111.94,
Figure RE-GDA0003284038830000106
当12.52<p1≤13.56时，f(p1)＝1350+(p1-12.52)*144.23,
Figure RE-GDA0003284038830000111
当13.56<p1≤16.8时，f(p1)＝1500+(p1-13.56)*133.93,
Figure RE-GDA0003284038830000112
当16.8<p1≤17.64时，f(p1)＝1800+(p1-16.8)*119.05,
Figure RE-GDA0003284038830000113
当17.64<p1≤18.73时，f(p1)＝1900+(p1-17.64)*90.1,
Figure RE-GDA0003284038830000114
(三)、控制方法还包括V2.2高压减温水调节阀的控制目标温度的生成方法，蒸汽温度控制的设定值：
V2.2高压减温水调节阀阶跃开启至公式(8)计算的开度之后，进入自动控制模式，自动调节减温减压器后蒸汽温度；锅炉负荷各个稳定点时，测试再热蒸汽温度，测试完毕取稳定时的均值，作为锅炉负荷对应的温度目标设定值t1；t1数值由锅炉负荷大小决定，是锅炉负荷的相关函数；
t1＝f(L) (9)
为了得到更精确的目标温度，对于负荷呈一定线性关系的目标压力t1进行分段精确计算；计算后的数值作为后甩负荷高压减温水调节阀开启后自动控制的目标温度设定值；
当L≤75时，t1＝300；
当75<L≤100时，t1＝(300+0.6*(L-75))；
上述蒸汽温度设定值与实测减温减压后蒸汽温度的比较偏差进入V2.2高压减温水调节阀PID控制模块运算，经运算输出指令直接控制高压旁路减温度水调节阀的开度，控制蒸汽温度与甩负荷动作后的锅炉燃烧负荷相对应，维持机组安全稳定运行。

Claims (4)

1.一种600MW超临界机组旁路系统，其特征在于：包括减温水L2管道、过热蒸汽L1管道、L4管道和L3管道，所述的减温水L2管道与L3管道间、过热蒸汽L1管道与L3管道间通过减温减压器相连通，所述的过热蒸汽L1管道与减温减压器间设有汽轮机，所述的L3管道的尾端连接有锅炉再热器。
2.根据权利要求1所述的一种600MW超临界机组旁路系统，其特征在于：所述的过热蒸汽L1管道与汽轮间通过L4管道相连通，所述的L4管道中设有二个相串联分布的V4.1阀门和V4.2阀门；所述的过热蒸汽L1管道与减温减压器间设有V1高压旁路阀；所述的减温水L2管道中设有二个相串联分布的V2.1高压减温水隔离阀和V2.2高压减温水调节阀。
3.根据权利要求2所述的一种600MW超临界机组旁路系统，其特征在于：所述的V1高压旁路阀设在L4管道与减温减压器间；所述的V1高压旁路阀、V2.1高压减温水隔离阀、V2.2高压减温水调节阀和减温减压器控制端分别通过控制器控制。
4.据权利要求1或2所述的一种600MW超临界机组旁路系统的旁路温度控制方法，其特征在于按以下步骤进行：
(一)、控制方法包括甩负荷工况高旁减温水的流量需求量的准确计算，高旁减温水的需求流量是：
通过减温减压器进出口蒸汽焓值与热值计算，进出口能量守恒关系，对高压减温水开启的开度进行计算，与机组工况相匹配，实现甩负荷期间蒸汽温度的精确控制，维持机组工质平衡，保持机组运行的稳定；
蒸汽质量平衡关系如公式(1)所述：
M3＝M1+M2 (1)
其中M1为单位时间内甩负荷前过热蒸汽L1管道通过的蒸汽质量(t)，M2为甩负荷后单位时间内减温水L2管道通过的减温水质量(t)；
Q1(t/h)为过热蒸汽L1管道通过的蒸汽流量，Q2(t/h)为减温水L2管道内通过的减温水流量，Q3(t/h)为L3管道内通过减温减压后的蒸汽流量；如设时间为t，则有如下关系，如公式(2)所示。
Q3t＝Q1t+Q2t (2)
流经管道Ln的蒸汽、减温水的焓值E(J/kg)可以通过该段管道的介质温度Tn(K)，pn(MPa)查询可得，根据进出减温减压器介质能量守恒关系则有如下关系，如公式(3)所示：
E(T3,p3)Q3t＝E(T1,p1)Q1t+E(T2,p2)Q2t (3)
因为甩负荷发生时，过热蒸汽L1管道内通流蒸汽及焓值为确定值，L3管道内流向再热器的通流蒸汽的温度压力需要与当前工况相匹配，所需求的蒸汽目标焓值E3也是确定的，减温水的温度压力可以实时测得，因而由以上关系可以精确计算出甩负荷后不同工况下的减温水需求量Q2(t/h)，即：
Q2＝(E(T3,p3)-E(T1,p1))*Q1)/(E(T2,p2)-E(T3,p3)) (4)
Q1为甩负荷前过热蒸汽L1管道通过的蒸汽流量(t/h)，Q1可由调节级压力p4(V4.2号阀门后蒸汽压力)计算获得,调节级压力p4为V4.2号阀门后蒸汽压力；f(p4)为未经温度修正的主蒸汽流量。
Figure FDA0003186559220000021
式5中Q1为过热蒸汽L1管道蒸汽流量(主蒸汽流量)，T0为满负荷额定工况下蒸汽温度，T1为实际蒸汽流量，f(p4)为不同的调节级压力对应的相应蒸汽流量函数，该数值与调节级压力p4呈一定的线性关系；
则根据公式(4)、(5)，在任意工况下，可以根据当前调节级压力、减温减压前后蒸汽焓值、减温水焓值，准确得到减温水流量需求；
减温水流量需求如公式(6)所示：
Figure FDA0003186559220000031
(二)、控制方法包括甩负荷工况发生时V2.2高压减温水调节阀阶跃开启开度控制，V2.2高压减温水调节阀开启的开度是：
高旁减温水流量Q2(t/h)的数值与V2.2高压减温水调节阀开启的开度kn(％)成大致线性关系，V2.2高压减温水调节阀前蒸汽温度T2(K)，由于管道相邻，T2与主蒸汽温度T1数值相等，V2.2高压减温水调节阀前减温水压力为p2(MPa)，V2.2高压减温水调节阀前后差压为△p；根据V2.2高压减温水调节阀流量计算书有如公式(7)所示的关系：
Q2＝kn*ΔP*p2*304.5 (7)；
当机组正常运行，V1高压旁路阀处于关闭状态；当机组甩负荷时，V1高压旁路阀快速打开；为了甩负荷期间机组的安全运行，需要降低蒸汽的温度，因此需要大量的减温水进入减温减压器M，维持机组运行期间的工质平衡，由公式(6)(7)可以精确计算出减甩负荷期间瞬间V2.2高压减温水调节阀阶跃开启的开度,如公式(8)所示：
Figure FDA0003186559220000032
为了更精准计算V2.2高压减温水调节阀开度，对f(p4)做分段折线函数
当p4≤5.8时，f(p1)＝600；
Figure FDA0003186559220000033
当5.8<p1≤7.5时，f(p1)＝600+(p1-5.8)*88.23,
Figure FDA0003186559220000041
当7.5<p1≤9.43时，f(p1)＝750+(p1-7.5)*129.53,
Figure FDA0003186559220000042
当9.43<p1≤11.18时，f(p1)＝1000+(p1-9.43)*114.28,
Figure FDA0003186559220000043
当11.18<p1≤12.52时，f(p1)＝1200+(p1-11.18)*111.94,
Figure FDA0003186559220000044
当12.52<p1≤13.56时，f(p1)＝1350+(p1-12.52)*144.23,
Figure FDA0003186559220000045
当13.56<p1≤16.8时，f(p1)＝1500+(p1-13.56)*133.93,
Figure FDA0003186559220000046
当16.8<p1≤17.64时，f(p1)＝1800+(p1-16.8)*119.05,
Figure FDA0003186559220000047
当17.64<p1≤18.73时，f(p1)＝1900+(p1-17.64)*90.1,
Figure FDA0003186559220000051
(三)、控制方法还包括V2.2高压减温水调节阀的控制目标温度的生成方法，蒸汽温度控制的设定值：
V2.2高压减温水调节阀阶跃开启至公式(8)计算的开度之后，进入自动控制模式，自动调节减温减压器后蒸汽温度；锅炉负荷各个稳定点时，测试再热蒸汽温度，测试完毕取稳定时的均值，作为锅炉负荷对应的温度目标设定值t1；t1数值由锅炉负荷大小决定，是锅炉负荷的相关函数；
t1＝f(L) (9)
为了得到更精确的目标温度，对于负荷呈一定线性关系的目标压力t1进行分段精确计算；计算后的数值作为后甩负荷高压减温水调节阀开启后自动控制的目标温度设定值；
当L≤75时，t1＝300；
当75<L≤100时，t1＝(300+0.6*(L-75))；
上述蒸汽温度设定值与实测减温减压后蒸汽温度的比较偏差进入V2.2高压减温水调节阀PID控制模块运算，经运算输出指令直接控制高压旁路减温度水调节阀的开度，控制蒸汽温度与甩负荷动作后的锅炉燃烧负荷相对应，维持机组安全稳定运行。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115263468A (zh) * 2022-07-29 2022-11-01 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种宽负荷热电机组供热系统控制方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4372125A (en) * 1980-12-22 1983-02-08 General Electric Company Turbine bypass desuperheater control system
US4471446A (en) * 1982-07-12 1984-09-11 Westinghouse Electric Corp. Control system and method for a steam turbine having a steam bypass arrangement
CN103925021A (zh) * 2014-04-15 2014-07-16 上海平安高压调节阀门有限公司 高低压旁路系统
CN210152732U (zh) * 2018-12-18 2020-03-17 国家电投集团电站运营技术（北京）有限公司 一种用于检测旁路蒸汽流量的软测量热力系统
CN111120013A (zh) * 2019-12-13 2020-05-08 山东中实易通集团有限公司 一种汽轮发电机组不可用工况下的可靠供汽系统
CN111123770A (zh) * 2019-12-13 2020-05-08 山东中实易通集团有限公司 一种fcb工况下旁路模型开度确定方法及装置
JP2020106012A (ja) * 2018-12-28 2020-07-09 三菱日立パワーシステムズ株式会社 発電プラントのバイパス制御システム及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラント
CN111878182A (zh) * 2020-06-24 2020-11-03 中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司 660mw超临界机组旁路控制系统及其控制方法
CN111981458A (zh) * 2020-09-21 2020-11-24 西安热工研究院有限公司 一种二次再热机组锅炉mft后“保汽模式”下系统的控制方法
CN112127960A (zh) * 2020-09-07 2020-12-25 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 基于全自动甩负荷工况下的汽机旁路控制方法
CN113027550A (zh) * 2021-03-22 2021-06-25 西安热工研究院有限公司 一种满足调峰需求的高低压旁路系统及动态寻优控制方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4372125A (en) * 1980-12-22 1983-02-08 General Electric Company Turbine bypass desuperheater control system
US4471446A (en) * 1982-07-12 1984-09-11 Westinghouse Electric Corp. Control system and method for a steam turbine having a steam bypass arrangement
CN103925021A (zh) * 2014-04-15 2014-07-16 上海平安高压调节阀门有限公司 高低压旁路系统
CN210152732U (zh) * 2018-12-18 2020-03-17 国家电投集团电站运营技术（北京）有限公司 一种用于检测旁路蒸汽流量的软测量热力系统
JP2020106012A (ja) * 2018-12-28 2020-07-09 三菱日立パワーシステムズ株式会社 発電プラントのバイパス制御システム及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラント
CN111120013A (zh) * 2019-12-13 2020-05-08 山东中实易通集团有限公司 一种汽轮发电机组不可用工况下的可靠供汽系统
CN111123770A (zh) * 2019-12-13 2020-05-08 山东中实易通集团有限公司 一种fcb工况下旁路模型开度确定方法及装置
CN111878182A (zh) * 2020-06-24 2020-11-03 中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司 660mw超临界机组旁路控制系统及其控制方法
CN112127960A (zh) * 2020-09-07 2020-12-25 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 基于全自动甩负荷工况下的汽机旁路控制方法
CN111981458A (zh) * 2020-09-21 2020-11-24 西安热工研究院有限公司 一种二次再热机组锅炉mft后“保汽模式”下系统的控制方法
CN113027550A (zh) * 2021-03-22 2021-06-25 西安热工研究院有限公司 一种满足调峰需求的高低压旁路系统及动态寻优控制方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王孟;盛锦鳌;钱海龙;赖艳云;: "660 MW超临界机组100%负荷FCB功能的实现", 自动化仪表, no. 04 *
王孟等: "FCB工况下旁路控制系统的改进与优化", 《华电技术》 *
王孟等: "FCB工况下旁路控制系统的改进与优化", 《华电技术》, no. 01, 25 January 2017 (2017-01-25) *
王文兰等: "600MW超临界机组旁路控制策略的研究", 《电站系统工程》 *
王文兰等: "600MW超临界机组旁路控制策略的研究", 《电站系统工程》, no. 03, 15 May 2013 (2013-05-15) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115263468A (zh) * 2022-07-29 2022-11-01 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种宽负荷热电机组供热系统控制方法

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