汽輪機旁路控制系統是現代單元機組熱力系統的一個組成部分。它的功能是，當鍋爐和汽輪機的運行情況不相匹配時，即鍋爐產生的蒸汽量大於汽輪機所需要的蒸汽量時，多餘部分可以不進入汽輪機而經過旁路減溫減壓後直接引入凝汽器。此外，有的旁路還承擔著將鍋爐的主蒸汽經減溫減壓後直接引入再熱器的任務，以保護再熱器的安全。旁路系統的這些功能在機組啟動、降負荷或甩負荷時是十分需要的。
基本介紹
- 中文名：旁路控制系統
- 外文名：Bypass control system
- 組成：旁路管道，減壓、減溫閥門等
- 作用：啟動、溢流和安全三項功能
- 意義：改善機組啟動性能
- 機器：汽輪機
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組成
汽輪機旁路系統是指與汽輪機並聯的蒸汽減溫、減壓系統，如下圖所示。
旁路控制系統的組成它由旁路管道，減壓、減溫閥門及控制機構等組成。其作用是在機組啟動階段或事故狀態下將鍋爐產生的蒸汽不經過汽輪機而引入下一級管道或凝汽器。大型再熱凝汽式機組的旁路系統一般分為兩級，即高壓旁路和低壓旁路。高壓旁路（HP）為鍋爐過熱器出口蒸汽經減溫減壓後到再熱器進口；低壓旁路（LP）為再熱器出口蒸汽經減溫減壓後去凝汽 器。汽輪機旁路系統是隨發電機組 的發展而產生和發展的。大型火電機組都採用大容量、高參數、中間 再熱式的熱力系統，且採用機爐電單元配置，由於汽輪機和鍋爐的特性不同而帶來機爐之間的某些不協問題，可以通過設定旁路系統來解決。根據各機組的不同情況，汽 輪機旁路系統配置有不同的型號和不同的容量。旁路容量在國內多數設計是30%MCR或40%MCR（鍋爐最大連續蒸發量），少數引進機組的旁路容量達100%MCR。
在旁路系統中，沒有做功的鍋爐過熱器出口蒸汽經過高壓旁路減壓閥（BP）到再熱器入口，再熱蒸汽經過低壓旁路減壓閥（LBP）到凝汽器中。為了防止再熱器超壓、超溫和凝汽器過負荷，必須對旁通蒸汽進行減溫、減壓。高壓旁路蒸汽減溫，利用給水經噴水隔斷閥（BD）和高壓旁路噴水減溫閥（BPE）完成。低壓旁路蒸汽減溫，利用凝結水經過低壓旁路減溫水閥（LBPE）在減溫器中噴水完成。
相應的，旁路控制系統由高壓旁路壓力和高壓旁路溫度控制系統，低壓旁路壓力和低壓旁路溫度控制系統組成。
功能
汽輪機旁路系統的主要作用是協助機組以最短的時問完成熱態啟動，在機組甩負荷時與鍋爐和整個機組配合，實現甩負荷後的一些較複雜的運行方式（如機組快速切負荷FCB等），並進行鍋爐超壓防護。合適的旁路容量和完善的自動控制系統可以配合機組協調控制系統來完成機組的壓力全程控制。汽輪機旁路系統應具有以下功能：
(1)改善機組啟動性能。機組冷態或熱態啟動初期，當鍋爐輸出的蒸汽參數尚未到達汽輪機沖轉條件時，這部分蒸汽就由旁路系統通流到凝汽器，回收汽水工質，以適應機組暖管的要求。特別是在熱態啟動時，使用旁路系統後，鍋爐能以較大的燃燒率、較高的蒸發量運行，加速提高汽溫，使之快速與汽輪機的金屬溫度匹配，從而縮短啟動時問。
(2)在機組啟動時可以控制主汽壓和中壓缸進汽壓力，以適應機組進行中壓缸啟動、定壓和滑壓運行的要求。
(3)啟動工況或者汽輪機跳閘時，旁路系統可保證再熱器有一定的蒸汽流量，避免再熱器乾燒，使其得到足夠的冷卻，從而保護再熱器。
(4)當主汽壓或再熱汽壓力超過規定值時，旁路系統迅速開啟，進行減壓、泄流，減少對空排汽，避免鍋爐超壓並回收工質。
(5)實現機組快速切負荷功能。電網發生事故時，可以維持汽輪機空載運行或帶廠用電運行；汽輪機事故時，若相關係統正常，則允許停機不停爐，鍋爐處在熱備用狀態，以便故障排除後能使機組迅速恢復併網發電，從而減少停機時間，有利於整個系統的穩定。
舉例
例如，當機組冷態啟動時，在汽輪機沖轉、升速或開始帶負荷時鍋爐產生的蒸汽量要比汽輪機需要的蒸汽量大，此時旁路系統可作為啟動排汽用。這樣，鍋爐可以獨立地建立與汽輪機相適應的汽溫和汽壓，保證二者良好的綜合啟動，從而縮短了機組的啟動時間，也延長了汽輪機的使用壽命。與向空排氣相比及回收了工質，又消除了噪音污染。在機組迅速降負荷時，要求汽輪機迅速關小主汽門，而同時鍋爐只可能緩慢的降負荷，即鍋爐跟不上要求，此時旁路系統起著減壓閥的作用。這種情況下，旁路系統的存在使鍋爐能獨立與汽輪機而繼續運行。降負荷幅度越大，越迅速，越顯示其優越性。對於甩負荷事故情況，旁路系統能使鍋爐保持在允許的蒸發量下運行，把多餘的蒸汽引往凝汽器。讓運行人員有時間去判斷甩負荷的原因，並決定鍋爐負荷是應進一步下降還是繼續保持下去，以便汽輪發電機組很快重新併網。
系統作用
汽輪機旁路系統有啟動、溢流和安全三項功能。啟動功能是指利用旁路系統改善機組的啟動條件，用旁路系統控制鍋爐蒸汽溫度，可以使汽輪機的進汽溫度與汽缸溫度的匹配過程更加合理和更加快速；旁路系統還可以配合有條件的汽輪機實現中壓缸啟動並帶低負荷，在較低的熱應力和壽命消耗條件下縮短機組的啟動時間。溢流功能是指在事故情況下，旁路系統可以排放機組在負荷突降的過渡過程中的剩餘蒸汽，從而保證在汽輪機低負荷運行（帶廠用電運行或空載運行）或停止運行的情況下，維持鍋爐在不投油的最低穩燃負荷下運行，其目的是當事故排除後，能以最快的速度恢復帶負荷。安全功能是指當汽壓過高時旁路系統可以快速開啟，將多餘蒸汽排人凝汽器，以代替鍋爐安全門的功能，且不會產生工質的損失和噪聲。此三項功能在調峰運行機組上作用更為明顯，單元機組實行兩班制運行時，利用旁路系統可以縮短熱態啟動時間，提高機組的負荷適應性。
國內大型火電機組使用較多的是蘇爾壽公司生產的帶液壓執行機構的旁路控制系統和西門子公司生產的帶新型電動執行機構的旁路控制系統，也有成套引進機組的帶氣動執行機構的旁路控制系統。
