謝昌亞，尤 默，陳凱亮，徐琳濤，李永康

(1.國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院(華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司)，北京 100045；2.華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司西安分公司，陜西 西安 710075)

作為火電機(jī)組重要的輔助系統(tǒng)，旁路系統(tǒng)的選型和控制直接影響機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性，對機(jī)組啟動(dòng)及運(yùn)行有重要意義[1-2]。旁路系統(tǒng)一般分為一級旁路、二級旁路和三級旁路[3-5]。一級旁路是將整個(gè)汽輪機(jī)旁通，把主蒸汽直接引入凝汽器；二級旁路包含高壓旁路和低壓旁路，高壓旁路旁通高壓缸將主蒸汽引入再熱器，低壓旁路旁通中、低壓缸將再熱蒸汽引入凝汽器；三級旁路同時(shí)具有一級旁路和二級旁路[6]。不同旁路適用于不同類型機(jī)組，主要取決于鍋爐的結(jié)構(gòu)、再熱器材料和機(jī)組運(yùn)行要求[7]。超臨界機(jī)組主要采用一級旁路和二級旁路，對于中間一次再熱的單元制機(jī)組，若鍋爐再熱器材質(zhì)不允許干燒、機(jī)組采用高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)或中壓缸啟動(dòng)，必須考慮配置二級旁路[8]。

從鍋爐點(diǎn)火至機(jī)組沖轉(zhuǎn)帶負(fù)荷，旁路系統(tǒng)的全程自動(dòng)控制技術(shù)較為成熟，不同機(jī)組和不同啟動(dòng)方式，控制策略均有差異。對于配置二級旁路的中間一次再熱的單元制機(jī)組，可分為鍋爐點(diǎn)火初期、升溫升壓至沖轉(zhuǎn)參數(shù)、機(jī)組沖轉(zhuǎn)和并網(wǎng)帶負(fù)荷等4個(gè)階段來進(jìn)行旁路系統(tǒng)的控制[9-12]。在鍋爐點(diǎn)火初期，機(jī)組管道需要預(yù)暖，高、低壓旁路減壓閥需開啟一定開度讓鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過旁路管道回流至凝汽器，同時(shí)開啟管道疏水，對系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)暖；升溫升壓至沖轉(zhuǎn)參數(shù)期間，高、低壓旁路閥門開度需和鍋爐負(fù)荷配合，控制主、再熱蒸汽參數(shù)逐漸達(dá)到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)要求，并且為了滿足一定的蒸汽量，高、低壓旁路閥開度應(yīng)有低限；機(jī)組沖轉(zhuǎn)升速階段，高低壓旁路閥需要控制主、再熱壓力保持穩(wěn)定；機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷后，高低壓旁路要逐步退出。同前三個(gè)階段相比，機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷瞬間，主、再熱蒸汽壓力波動(dòng)較大，這是由于為了保證機(jī)組達(dá)到一定的初負(fù)荷并且為了防止機(jī)組發(fā)生逆功率導(dǎo)致跳閘，在并網(wǎng)瞬間機(jī)組綜合閥位指令會(huì)疊加一定數(shù)值，使高中壓調(diào)門瞬間開啟一定開度，從而增大汽輪機(jī)進(jìn)汽量。同時(shí)，不同啟動(dòng)方式之間并網(wǎng)過程的差異性較大，啟動(dòng)方式的選擇和機(jī)組的通流特點(diǎn)對旁路的自動(dòng)控制要求不同，因此對于特定機(jī)組的特定啟動(dòng)方式，需要在機(jī)組并網(wǎng)瞬間對機(jī)組通流方式轉(zhuǎn)變過程的通流特點(diǎn)進(jìn)行摸索，從而設(shè)置合理的旁路自動(dòng)控制方案。

目前，雖有相當(dāng)部分文獻(xiàn)[13-19]研究了旁路全程自動(dòng)控制策略且彼此有差異，但均是為了滿足上述4個(gè)階段中機(jī)組鍋爐、汽輪機(jī)等機(jī)務(wù)方面的要求，因此文獻(xiàn)中所述控制邏輯雖有區(qū)別，但控制思路和控制結(jié)果大同小異，并且現(xiàn)有文獻(xiàn)均將重點(diǎn)放在控制策略和控制邏輯的介紹上，鮮有文獻(xiàn)詳細(xì)分析旁路自動(dòng)控制下、機(jī)組并網(wǎng)時(shí)，蒸汽在汽輪機(jī)中通流過程的變化，且目前東汽機(jī)組多推薦采用中壓缸啟動(dòng)[20]，高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)時(shí)的并網(wǎng)過程更罕有分析。通過分析掌握并網(wǎng)時(shí)機(jī)組通流變化特點(diǎn)，即便操作人員手動(dòng)控制旁路，也能實(shí)現(xiàn)機(jī)組參數(shù)的平穩(wěn)過渡，并能為自動(dòng)控制策略的選擇和優(yōu)化提供依據(jù)。

在某350 MW超臨界供熱機(jī)組調(diào)試期間，受現(xiàn)場條件限制，從鍋爐點(diǎn)火至機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷，旁路系統(tǒng)并沒有采用全程自動(dòng)控制技術(shù)，而是對機(jī)組并網(wǎng)時(shí)旁路的自動(dòng)控制進(jìn)行了探索和嘗試，本文重點(diǎn)對該機(jī)組在不同旁路動(dòng)作情況下的多次并網(wǎng)過程進(jìn)行詳細(xì)的分析，介紹了高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)方式下、機(jī)組并網(wǎng)過程中高壓缸通流方式的切換過程，對同類型機(jī)組的調(diào)試、運(yùn)行及旁路系統(tǒng)自動(dòng)控制策略的優(yōu)化具有一定的參考價(jià)值。

1 機(jī)組及旁路系統(tǒng)簡介

某350 MW超臨界供熱機(jī)組采用東汽生產(chǎn)的型號為C359/284.1-24.2/0.4/569/569的一次中間再熱、兩缸兩排汽、單軸、抽凝式汽輪機(jī)。機(jī)組主再熱蒸汽及旁路系統(tǒng)示意圖見圖1，機(jī)組配置容量為40%BMCR的高、低壓旁路系統(tǒng)，高、低壓旁路管道上各有一電動(dòng)減壓閥(以下簡稱高旁、低旁)，高旁減溫水自給水系統(tǒng)來，低旁減溫水自凝結(jié)水系統(tǒng)來。機(jī)組設(shè)置有高排通風(fēng)閥和高排逆止門，均為氣動(dòng)閥門，氣源為廠用壓縮空氣。

圖1 機(jī)組主再熱蒸汽及旁路系統(tǒng)示意圖

整個(gè)調(diào)試期間本機(jī)組均采用高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)方式?jīng)_轉(zhuǎn)。在機(jī)組并網(wǎng)瞬間，高排逆止門接受信號變?yōu)樽杂晌?，可在前后蒸汽具有差壓時(shí)頂開閥門門板；機(jī)組并網(wǎng)后30 s，高排通風(fēng)閥接受關(guān)閉指令開始關(guān)閉，本機(jī)組高排通風(fēng)閥關(guān)閉時(shí)間約為5 s；并網(wǎng)時(shí)機(jī)組綜合閥位指令在當(dāng)前值上疊加一定數(shù)值，該數(shù)值是主汽壓力的函數(shù)。

2 機(jī)組通流特點(diǎn)及旁路控制策略

由于采用高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)，在空載期間整個(gè)高壓缸的通流過程是：主蒸汽通過高壓主門和高壓調(diào)門，進(jìn)入高壓缸做功后通過高排通風(fēng)管道回到凝汽器疏擴(kuò)。本機(jī)組高排通風(fēng)管道規(guī)格為Ф219×12，管徑較小，通流能力有限，此時(shí)主要靠再熱蒸汽沖轉(zhuǎn)中壓轉(zhuǎn)子維持機(jī)組轉(zhuǎn)速；并且并網(wǎng)后一段時(shí)間內(nèi)，由于高壓缸排氣母管壓力低于冷再壓力，高排逆止門雖然處于自由位，但閥門門板仍無法頂開，高壓缸通流過程與空載期間相同，這段時(shí)間內(nèi)機(jī)組負(fù)荷主要是靠再熱蒸汽在中壓缸做功來維持。綜上所訴，可采用兩種方式完成機(jī)組并網(wǎng)后高壓缸通流的切換，一種是通過關(guān)高旁，快速降低再熱壓力，讓高排逆止閥門盡早開啟，建立高壓缸完整通流，同時(shí)提高綜合閥位指令，但這種方法機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)較大，且容易產(chǎn)生逆功率；另一種是先關(guān)低旁，保證再熱壓力維持一定數(shù)值不能過低，通過提高綜合閥位指令增大高壓缸進(jìn)汽量，待高排通風(fēng)閥完全關(guān)閉后，高排母管壓力逐漸增大至大于再熱壓力，高排逆止門開啟，此時(shí)再逐步關(guān)閉高旁。本機(jī)組旁路控制策略采用后一種思路，邏輯示意圖見圖2和圖3。

圖2 控制策略1

圖3 控制策略2

從圖2和圖3可以看出，高壓旁路和低壓旁路在控制策略上的主要差別在于：并網(wǎng)時(shí)低旁壓力設(shè)定值直接疊加偏置實(shí)現(xiàn)低旁閥自動(dòng)關(guān)小，而高旁壓力設(shè)定值在并網(wǎng)后30 s再疊加偏置。策略1和策略2主要差別在于：策略1中高、低旁壓力設(shè)定值只疊加一次偏置，而策略2中高、低旁壓力設(shè)定值每個(gè)掃描周期疊加一次偏置。每次并網(wǎng)過程疊加偏置的大小、周期等在下節(jié)敘述，本節(jié)不做贅述。

3 并網(wǎng)過程

3.1 首次并網(wǎng)

2020年10月27日，機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)完成各項(xiàng)空載試驗(yàn)后首次并網(wǎng)，高、低旁系統(tǒng)采用控制策略1。并網(wǎng)過程機(jī)組各主要參數(shù)變化曲線見圖4。

圖4 首次并網(wǎng)

過程分析如下：

(1)13：11：36并網(wǎng)前主汽壓力5.04 MPa，主蒸汽溫度434.2℃，高旁開度60.4%，再熱壓力0.66 MPa，再熱蒸汽溫度428.8℃，低旁開度47.2%，總煤量24.5 t/h，綜合閥位12.1%，調(diào)節(jié)級壓力0.006 MPa，高壓缸排汽母管壓力0.003 MPa，高旁和低旁均投入自動(dòng)。

(2)13:11:39機(jī)組并網(wǎng)，高排逆止門變?yōu)樽杂晌唬吲拍腹軌毫Φ陀谠贌釅毫?，高排逆止門處于關(guān)閉狀態(tài)；綜合閥位瞬間由12.1%增加4.4%至16.5%，由于低旁壓力設(shè)定值在并網(wǎng)瞬間疊加正向偏置0.4 MPa，壓力設(shè)定值變?yōu)?.1 MPa，低旁開始迅速回關(guān)。

(3)13:11:45 6 s內(nèi)低旁開度由42.9%關(guān)至29.0%，從并網(wǎng)至此時(shí)，再熱壓力基本無變化保持0.66 MPa不變，此后低旁在控制器積分作用下緩慢關(guān)閉，再熱壓力開始緩慢下降；并網(wǎng)后汽輪機(jī)處于閥控狀態(tài)，在DEH畫面手動(dòng)給定綜合閥位指令30%，閥位升速率30%/min，主調(diào)門和中調(diào)門開始開大。

(4)13:12:09并網(wǎng)30 s后，高排通風(fēng)閥開始關(guān)閉，至此主汽壓力基本無變化保持5.0 MPa、高旁閥位保持60.4%，高旁壓力設(shè)定值疊加正向偏置2 MPa增加為7.0 MPa，此時(shí)高旁開始快速回關(guān)。

(5)13:12:11綜合閥位升至30%并保持，機(jī)組負(fù)荷15.5 MW，低旁緩慢關(guān)閉控制再熱壓力，此時(shí)高排通風(fēng)閥還未完全關(guān)閉，高排母管壓力并未上漲，高排逆止門沒有頂開，由于高旁減壓閥快速回關(guān)，再熱壓力開始迅速下降，負(fù)荷開始下降。此時(shí)運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)再熱壓力降至0.56 MPa，并且低旁關(guān)閉速率變慢，為防止再熱壓力下降過快，將低旁減壓閥解除自動(dòng)。

(6)13:12:13運(yùn)行人員手動(dòng)輸入指令全關(guān)低壓旁路，8 s后低旁全關(guān)。

(7)13:12:16此時(shí)高排通風(fēng)閥已完全關(guān)閉，高排母管壓力開始上漲。

(8)13:12:26自12:09時(shí)高旁迅速關(guān)閉至36.4%，高排后壓力升至0.25 MPa，再熱壓力降至0.5 MPa，高排逆止門并未頂開。負(fù)荷下降較快，運(yùn)行人員將高旁解除自動(dòng)，此時(shí)機(jī)組負(fù)荷12.7 MW。另外，雖然高旁閥關(guān)閉較多，但在高旁關(guān)閉過程中，高壓缸進(jìn)汽量一直在增加，所以主汽壓力變化并不明顯。

(9)13:12:33調(diào)節(jié)級壓力開始增大。

(10)13:12:40此時(shí)負(fù)荷降至8.8 MW，為防止負(fù)荷進(jìn)一步下降，DEH畫面設(shè)定綜合閥位指令40%，閥位升速率30%/min。此時(shí)高排母管壓力0.43 MPa，再熱壓力0.43 MPa，判斷高排逆止門門板將要開啟，手動(dòng)關(guān)小高旁。

(11)13:13:00機(jī)組綜合閥位升至40%保持，負(fù)荷8.6 MW基本穩(wěn)定，低旁全關(guān)，高旁開度22.4%。高排母管壓力0.36 MPa，再熱壓力0.36 MPa，高排逆止門處于平衡位置。

(12)13:13:22進(jìn)一步升負(fù)荷，DEH畫面給定綜合閥位指令60%，升速率30%/min。

(13)13:14:02綜合閥位指令升至60%保持，負(fù)荷18.3 MW，主汽壓力5.2 MPa，調(diào)節(jié)級壓力1.5 MPa，高排母管壓力0.42 MPa，再熱壓力0.40 MPa，低旁全關(guān)，高旁開度22.4%。在并網(wǎng)操作過程中，運(yùn)行人員擔(dān)心關(guān)閉高旁會(huì)降低再熱壓力導(dǎo)致負(fù)荷快速下降，沒有繼續(xù)關(guān)閉高旁，其實(shí)在綜合閥位增大、高調(diào)門進(jìn)一步開啟的過程中，高排逆止門已經(jīng)開啟，蒸汽在高壓缸內(nèi)已形成通流，此時(shí)完全可以全關(guān)高旁。至此整個(gè)并網(wǎng)過程基本結(jié)束，后續(xù)負(fù)荷基本穩(wěn)定在23 MW左右。

3.2 第二次并網(wǎng)

2020年10月28日，機(jī)組帶25%額定負(fù)荷后完成機(jī)械超速試驗(yàn)，繼續(xù)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)，高、低旁系統(tǒng)采用控制策略1。并網(wǎng)過程機(jī)組各主要參數(shù)變化曲線見圖5。

圖5 第二次并網(wǎng)

過程分析如下：

(1)05:44:13并網(wǎng)前，主汽壓力5.94 MPa，主蒸汽溫度443℃，高旁開度58.5%，再熱壓力1.0 MPa，再熱蒸汽溫度449℃，低旁開度34.7%，總煤量27.7 t/h，綜合閥位9.5%，調(diào)節(jié)級壓力0.006 MPa，高排母管壓力0.003 MPa，高旁和低旁均投入自動(dòng)。

(2)05:44:20機(jī)組并網(wǎng)，高排逆止閥變?yōu)樽杂晌唬吲拍腹軌毫Φ陀谠贌釅毫?，高排逆止門處于關(guān)閉狀態(tài)；綜合閥位瞬間由9.5%增加3.4%至12.9%，機(jī)組負(fù)荷上漲；在并網(wǎng)前，熱工人員強(qiáng)制邏輯，并網(wǎng)瞬間低旁壓力設(shè)定值沒有疊加正向偏置，低旁此時(shí)控制機(jī)前壓力。

(3)05:44:24中調(diào)門開大，再熱壓力開始下降，低旁此時(shí)開始自動(dòng)關(guān)閉，機(jī)組負(fù)荷繼續(xù)上漲。

(4)05:44:29運(yùn)行人員在DEH畫面手動(dòng)輸入綜合閥位指令64%，閥位升速率30%/min。

(5)05:44:50機(jī)組已并網(wǎng)30 s，高排通風(fēng)閥開始關(guān)閉，至此主汽壓力基本無變化保持5.9 MPa，高旁閥位保持58.5%，高旁調(diào)閥壓力設(shè)定值疊加正向偏置2 MPa，增加為7.9 MPa，此時(shí)高旁開始快速回關(guān)，綜合閥位23.2%，機(jī)組負(fù)荷19 MW。

(6)05:44:56機(jī)組并網(wǎng)36s后，高排通風(fēng)閥完全關(guān)閉，高排母管壓力開始增大；由于高排逆止門并未開啟，高旁迅速關(guān)閉，再熱壓力繼續(xù)下降，負(fù)荷開始下降。

(7)05:45:25此時(shí)綜合閥位40.6%，主汽壓力6.1 MPa，高排母管壓力0.48 MPa，再熱壓力0.43 MPa，高排逆止門已經(jīng)打開，再熱壓力停止下降，機(jī)組負(fù)荷降至整個(gè)并網(wǎng)過程的最低值12.9 MW；同時(shí)由于再熱壓力停止下降，在低旁自動(dòng)的控制下，低旁關(guān)閉速度變緩，并且隨著綜合閥位持續(xù)增大，高壓缸進(jìn)汽量增大，再熱壓力和機(jī)組負(fù)荷開始緩慢上漲。

(8)5:46:04隨著再熱壓力的上漲，在控制器的作用下，低旁逐漸開大，此時(shí)低旁開度6.7%，再熱壓力0.50 MPa，負(fù)荷已上漲至24 MW，運(yùn)行人員解除低旁自動(dòng)，并手動(dòng)全關(guān)低旁。

(9)5:46:13機(jī)組綜合閥位指令升至64%保持，高旁繼續(xù)關(guān)小，主汽壓力6.1 MPa，調(diào)節(jié)級壓力1.7 MPa，高排母管壓力0.58 MPa，再熱壓力0.53 MPa，機(jī)組負(fù)荷26 MW。

(10)05:46:45機(jī)組綜合閥位64%，機(jī)組負(fù)荷30.6 MW，主汽壓力5.9 MPa，調(diào)節(jié)級壓力1.8 MPa保持不變，高排母管壓力0.63 MPa，再熱壓力0.60 MPa，高旁開度15.8%并繼續(xù)關(guān)閉，運(yùn)行人員解除高旁自動(dòng)，手動(dòng)全關(guān)高旁，并網(wǎng)過程基本結(jié)束，后續(xù)負(fù)荷穩(wěn)定在24 MW左右。從高旁在自動(dòng)控制作用下的關(guān)閉趨勢來看，此時(shí)無需解除高旁自動(dòng)，在自動(dòng)控制的作用下高旁會(huì)勻速全關(guān)。

首次并網(wǎng)和第二次并網(wǎng)比較來看：(1)由于第二次并網(wǎng)瞬間，低旁壓力設(shè)定值并沒有疊加正向偏置，低旁關(guān)閉速度較慢，導(dǎo)致再熱壓力在并網(wǎng)過程中波動(dòng)較大，由1 MPa最低降至0.43 MPa。(2)第二次并網(wǎng)，負(fù)荷下降過程以及低負(fù)荷持續(xù)時(shí)間明顯小于首次并網(wǎng)，最主要的原因是第二次并網(wǎng)過程中，綜合閥位在持續(xù)增大，高壓缸進(jìn)汽量不斷增大，有利于高排母管壓力上漲，從而在前后汽流壓差的作用快速頂開高排逆止門，使高壓缸至再熱器到中壓缸形成汽流通路，并網(wǎng)過程迅速、穩(wěn)定。

3.3 第三次并網(wǎng)

2020年11月01日，因鍋爐負(fù)壓波動(dòng)導(dǎo)致機(jī)組跳閘，后機(jī)組重新定速并網(wǎng)，高、低旁系統(tǒng)采用控制策略2。并網(wǎng)過程各主要參數(shù)變化見圖6。

圖6 第三次并網(wǎng)

過程分析如下：

(1)03:58:44并網(wǎng)前，主汽壓力6.5 MPa，主汽溫度500℃，高旁開度61.4%，再熱壓力1.3 MPa，再熱溫度502℃，低旁開度58.9%，鍋爐總煤量37.4 t/h，綜合閥位9.3%，調(diào)節(jié)級壓力0.006 MPa，高排母管壓力0.003 MPa，高旁、低旁均投入自動(dòng)。

(2)03:58:48機(jī)組并網(wǎng)，高排逆止閥變?yōu)樽杂晌唬吲拍腹軌毫Φ陀谠贌釅毫?，高排逆止門處于關(guān)閉狀態(tài)；綜合閥位瞬間由9.3%增加至12.85%，機(jī)組負(fù)荷上漲；低旁壓力設(shè)定值從并網(wǎng)開始，每個(gè)DCS系統(tǒng)掃描周期疊加0.005 MPa的正向偏置，系統(tǒng)掃描周期為250 ms，即每秒疊加0.02 MPa的正向偏置，持續(xù)60 s；此時(shí)中調(diào)門開大、再熱壓力降低，低旁閥在自動(dòng)控制下開始關(guān)小。

(3)03:58:53運(yùn)行人員在DEH畫面手動(dòng)輸入綜合閥位指令64%，閥位升速率30%/min。

(4)03:59:18機(jī)組已并網(wǎng)30 s，高排通風(fēng)閥開始關(guān)閉，至此主汽壓力基本無變化保持6.5 MPa，高旁閥位保持61.4%；高旁調(diào)閥壓力設(shè)定值開始每個(gè)掃描周期疊加0.015 MPa的正向偏置，即每秒增加0.06 MPa的正向偏置，持續(xù)60 s；由于高旁壓力設(shè)定值與主汽壓力反饋偏差不大，高旁未動(dòng)作；此時(shí)機(jī)組綜合閥位24.3%，負(fù)荷30 MW，低旁開度31.9%處于緩慢關(guān)閉過程，再熱壓力1.1 MPa緩慢減小。

(5)03:59:22此時(shí)高排通風(fēng)閥全關(guān)，高排母管壓力開始上漲。

(6)03:59:23高旁壓力設(shè)定值6.62 MPa，主汽壓力6.50 MPa，在控制器作用下高旁開始逐漸關(guān)小。

(7)03:59:47在自動(dòng)控制下，低旁全關(guān)；高排母管壓力0.50 MPa，再熱壓力0.89 MPa，高排逆止門未打開，高排通風(fēng)閥已全關(guān)，此時(shí)高壓缸內(nèi)汽流未形成通路，機(jī)組主要靠中壓缸做功；由于高旁關(guān)小，再熱壓力降低，機(jī)組負(fù)荷此時(shí)正處于緩慢降低的過程。

(8)03:59:49運(yùn)行人員誤操作，將高旁自動(dòng)解除，并手動(dòng)關(guān)小高旁，從圖中可以看出，此時(shí)機(jī)組負(fù)荷、主汽壓力、再熱壓力較為穩(wěn)定，高旁在自動(dòng)作用下緩慢關(guān)小，無需解除高旁自動(dòng)。

(9)03:59:55主汽壓力6.7 MPa，調(diào)節(jié)級壓力0.34 MPa，高排母管壓力0.85 MPa，再熱壓力0.82 MPa，此時(shí)高排逆止門打開，高壓缸內(nèi)汽流形成通路。

(10)04:00:36機(jī)組綜合閥位升至64.3%保持。

(11)04:00:40高旁全關(guān)，機(jī)組負(fù)荷28 MW，整個(gè)并網(wǎng)過程結(jié)束，后續(xù)機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定在24 MW左右。

與前兩次并網(wǎng)相比：(1)本次并網(wǎng)由于主汽參數(shù)和再熱參數(shù)較高，在并網(wǎng)過程中負(fù)荷最大值較高，最大到37 MW，前期負(fù)荷升速率較大；(2)再熱壓力較高，從高排壓力上漲至高排逆止門頂開所需時(shí)間較長；(3)高、低旁壓力設(shè)定值采用每秒疊加固定數(shù)值正向壓力偏置的方法，與前兩次并網(wǎng)過程相比，旁路關(guān)閉速率較為穩(wěn)定，再熱壓力未發(fā)生波動(dòng)，機(jī)組負(fù)荷過渡比較平穩(wěn)。

3.4 第四次并網(wǎng)

2020年11月02日，鍋爐火焰檢測信號消失導(dǎo)致機(jī)組跳閘，缺陷消除后，機(jī)組繼續(xù)定速并網(wǎng)，高、低旁系統(tǒng)采用控制策略2。并網(wǎng)過程各主要參數(shù)變化見圖7。

圖7 第四次并網(wǎng)

過程分析如下：

(1)09:05:52并網(wǎng)前，主汽壓力10.0 MPa，主汽溫度519℃，高旁開度49.5%，再熱壓力0.79 MPa，再熱溫度499℃，低旁開度53.3%，鍋爐總煤量46.6 t/h，綜合閥位10.2%，調(diào)節(jié)級壓力0.006 MPa，高排母管壓力0.005 MPa，高旁、低旁均投入自動(dòng)。

(2)09:05:55機(jī)組并網(wǎng)，高排逆止閥變?yōu)樽杂晌唬吲拍腹軌毫Φ陀谠贌釅毫?，高排逆止門處于關(guān)閉狀態(tài)；綜合閥位瞬間由10.2%增加至12.8%，機(jī)組負(fù)荷上漲；低旁壓力設(shè)定值從并網(wǎng)開始，每個(gè)掃描周期疊加0.007 5 MPa的正向偏置，系統(tǒng)掃描周期為250 ms，即每秒疊加0.03 MPa的正向偏置，持續(xù)60 s；中調(diào)門開大、再熱壓力降低，低旁在自動(dòng)控制作用下開始關(guān)小。

(3)09:06:00運(yùn)行人員在DEH畫面手動(dòng)輸入綜合閥位指令64%，閥位升速率30%/min。

(4)09:06:25機(jī)組已并網(wǎng)30 s，高排通風(fēng)閥開始關(guān)閉，至此主汽壓力基本無變化保持10.0 MPa，高旁閥位48.9%；高旁調(diào)閥壓力設(shè)定值開始每個(gè)掃描周期疊加0.015 MPa的正向偏置，即每秒增加0.06 MPa的正向偏置，持續(xù)60 s；由于高旁壓力設(shè)定值與主汽壓力反饋偏差不大，高旁未動(dòng)作；此時(shí)機(jī)組綜合閥位23.1%，負(fù)荷17.8 MW，低旁開度21.4%處于緩慢關(guān)閉過程，再熱壓力0.64 MPa緩慢減小。

(5)09:06:30此時(shí)高排通風(fēng)閥全關(guān)，高排母管壓力開始上漲。

(6)09:06:32高旁壓力設(shè)定值10.18 MPa，主汽壓力10.0 MPa，在自動(dòng)控制作用下高旁開始逐漸關(guān)小。

(7)09:06:40在自動(dòng)的作用下，低旁閥全關(guān)；高排母管壓力0.56 MPa，再熱壓力0.57 MPa，高排逆止門將要打開。

(8)09:07:43運(yùn)行人員將高旁自動(dòng)解除，并手動(dòng)關(guān)小高旁，從圖中可以看出，此時(shí)機(jī)組負(fù)荷、主汽壓力、再熱壓力較為穩(wěn)定，高旁在自動(dòng)作用下緩慢關(guān)小，無需解除高旁自動(dòng)；機(jī)組綜合閥位64%保持，主汽壓力9.5 MPa，再熱壓力0.7 MPa，機(jī)組負(fù)荷49.8 MW，并網(wǎng)過程基本結(jié)束。

3.5 過程總結(jié)

通過對上述4次并網(wǎng)過程的分析，可以看出，采用先關(guān)低旁后關(guān)高旁的控制思路可以有效避免機(jī)組出現(xiàn)逆功率的現(xiàn)象，并且采用每個(gè)掃描周期在壓力設(shè)定值上疊加正向偏置的方法，與只在并網(wǎng)瞬間疊加正向偏置的方法相比，可實(shí)現(xiàn)按一定速率關(guān)閉高、低旁壓力調(diào)節(jié)門，并且通過改變疊加正向偏置的大小可以改變高、低旁關(guān)閉速率，從而適應(yīng)不同的機(jī)組參數(shù)。高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)方式下在機(jī)組并網(wǎng)過程中，高壓缸通流方式存在切換的過程。并且高排母管壓力在高排通風(fēng)閥關(guān)閉后才開始上漲，當(dāng)上漲至大于冷再熱壓力時(shí)，高排逆止門才會(huì)在汽流壓差下打開，說明當(dāng)高排通風(fēng)閥完全關(guān)閉至高排逆止門尚未開啟這段時(shí)間，高壓缸內(nèi)沒有建立通流，進(jìn)入高壓缸的蒸汽用來提高缸內(nèi)壓力，并會(huì)產(chǎn)生鼓風(fēng)。

4 結(jié)論

通過對本機(jī)組4次并網(wǎng)過程的詳細(xì)分析，可得出以下結(jié)論，當(dāng)東汽350 MW超臨界機(jī)組采用高中壓缸聯(lián)合方式啟動(dòng)時(shí)：

(1)并網(wǎng)過程中，高壓缸通流存在切換過程，在高排通風(fēng)閥完全關(guān)閉至高排逆止門尚未開啟時(shí)，進(jìn)入高壓缸的蒸汽用來提高缸內(nèi)壓力，并會(huì)產(chǎn)生鼓風(fēng)，應(yīng)盡量縮短該階段的時(shí)間。

(2)并網(wǎng)時(shí)，宜先關(guān)低旁維持再熱壓力穩(wěn)定，待高壓缸通流完全建立后，再逐步關(guān)閉高旁。

(3)并網(wǎng)時(shí)，為防止機(jī)組出現(xiàn)逆功率現(xiàn)象，除應(yīng)操作高、低旁壓力調(diào)節(jié)門外，還應(yīng)配合逐步增大機(jī)組流量指令，即增大綜合閥位。

(4)在高、低旁壓力調(diào)節(jié)門投入自動(dòng)時(shí)，可采用每個(gè)掃描周期在壓力設(shè)定值上疊加正向偏置的方法來實(shí)現(xiàn)高、低旁按一定速率關(guān)閉；疊加正向偏置的大小和時(shí)機(jī)會(huì)影響高、低旁的關(guān)閉速率和關(guān)閉時(shí)機(jī)，該數(shù)值應(yīng)與機(jī)組主再熱蒸汽參數(shù)相適應(yīng)。