1、改善機組的啟動性能

機組在各種工況下(冷態、溫態、熱態和極熱態)用高壓缸或中壓缸啟動時，投入旁路系統控制鍋爐蒸汽溫度使之與汽機汽缸金屬溫度較快地相匹配，從而縮短啟動時間和減少蒸汽向空排放及減少汽機循環壽命損耗，實現機組的最佳啟動。

2、機組正常運行時，高壓旁路裝置作為主汽壓超壓保護安全裝置，一旦主蒸汽壓力超過高壓旁路裝置的設定值，高壓旁路閥應能快速開啟，并按照機組主蒸汽壓力進行調節，直至恢復正常值；低壓旁路裝置依據機組負荷（調節級壓力）調節再熱汽壓，當再熱汽壓超過負荷對應汽壓時，低壓旁路開啟調節，并控制再熱蒸汽壓力。

3、旁路系統裝置應能適應機組定壓和滑壓兩種運行方式，并配合機組控制實現負荷調節。

4、當電網或機組故障跳閘甩負荷時，旁路系統裝置應快速動作（高旁快開，低旁同時快速打開），實現維持鍋爐最小負荷運行功能，使機組能隨時重新并網恢復正常運行。

5、在啟動和甩負荷時，旁路系統裝置應能保護布置在煙溫較高區的再熱器，以防止燒壞。

6、旁路系統裝置應具有回收工質，減少噪音作用。旁路系統裝置設備性能應滿足機組在各種工況下（包括啟動、正常運行、甩負荷時），能自動或手動（遙控操作）地正常動作和快速動作（高旁快開3 秒、高旁正常調節13 秒、低旁快關3 秒、低旁正常調節13 秒）。

7、旁路系統裝置應具有下列二種保護功能

（1）高壓旁路對新蒸汽管系的安全保護功能

當機組在運行中有下列情況之一發生時，高壓旁路應能在3 秒種內自動快速開啟

?? 新蒸汽壓力超過安全保護設定值（略低于安全閥起跳值）。當壓力恢復到設定值及以下時，高壓旁路自動關閉。

?? 汽輪機跳閘，自動主汽門關閉；

?? 發電機油開關跳閘；

?? 發電機甩負荷時。

（2）低壓旁路對凝汽器的安全保護功能：當機組在啟動或運行中有下列情況之一發生時，低旁應能在3 秒鐘內自動快速關閉。

?? 凝汽器真空低于設定值；

?? 凝汽器溫度高于設定值；

?? 低旁出口壓力或溫度高于設定值；

?? 低旁減溫水壓力低于設定值。

?? 凝汽器液位高于設定值。

8、控制系統應可靠地保證旁路閥門動作符合下列要求：

（1）高壓旁路閥的開度在95%以下時；

新蒸汽壓力上升，閥門則應隨之逐漸開啟；

新蒸汽壓力下降，閥門則應隨之逐漸關閉；

（2）高壓旁路閥的開度在95%以上時；

新蒸汽壓力上升，閥門則應幾乎不動

新蒸汽壓力下降，閥門則應隨之向關閉方向動作，直至壓力達到設定值為止；

9、旁路裝置應具有下列聯鎖保護手段

（1）當高旁噴水調節閥或噴水隔離閥打不開時，則高旁減溫減壓閥應處于打不開狀態。

（2）當高旁減溫減壓閥打開時，則高旁噴水隔離閥連鎖打開。

（3）當高旁減溫減壓閥關閉時，則高旁噴水調節閥和高旁噴水隔離閥則應同時關閉，并應自動閉鎖溫度控制系統。

（4）當低旁噴水調節閥打不開時，則低旁減溫減壓閥應處于打不開狀態。

（5）當低壓旁路閥打開時，則低旁噴水隔離閥應相連鎖打開。

（6）當低旁減溫減壓閥關閉時，則低旁路噴水調節閥應同時關閉。

（7）當低壓旁路閥快速關閉時，高旁各閥根據機組工況自動或手動（遙控）關閉。

10、對于旁路閥系統當正在動作中的控制電源突然斷電時，此時各閥應能自動關閉。

11、控制系統應留有與DEH 的接口。

旁路有三種運行方式、既啟動方式、滑壓方式和定壓方式， 三種方式之間的關系如圖：

一、啟動方式

啟動方式稱閥位方式，這是鍋爐點火到汽輪機沖轉前的旁路運行方式。啟動方式分為高壓缸啟動方式和中壓缸啟動方式，高壓缸啟動方式和中壓缸啟動方式的開始階段都是最小開度控制，這時由于主蒸汽壓力和熱再熱壓力小于最小壓力定值，高旁閥BP 和低旁閥LBP 不能自動打開，而是通過一個最小開度強制打開，在主蒸汽壓力和熱再熱壓力達到相應的最小壓力定值之前BP 和LBP 閥保持最小開度不變，蒸汽通過高壓旁路，再熱器和低壓旁路加熱管道系統，當主蒸汽壓力和熱再熱壓力上升到最小壓力定值，控制回路維持最小壓力定值，使BP 和LBP 逐漸開大，最后達到所設定的最大開度，即為最大開度控制此時高旁保持最大開度，而主蒸汽壓力按給定值發生器所設定的升壓率逐漸增加。給定值發生器還具有限制主汽壓上升速率的功能。低壓旁路的情況與高壓旁路相似。

二、定壓方式

高壓缸啟動方式時，當主蒸汽壓力上升到所設定的壓力值時，自動進入定壓運行方式，旁路系統閥門保持此壓力不變等待機組沖轉。當各種條件具備，機組準備沖轉時，操作員按下CRT 上的“沖轉”按鈕后，高旁閥BP 開始關閉，使得主蒸汽壓力近一步上升，到高旁閥*關閉時主蒸汽壓力為沖轉壓力，高旁

關閉后，且再熱壓力小于( )kg/cm2，低壓旁路閥LBP 開始逐漸關閉。當所有旁路閥全關且熱再熱壓力小于( )kg/cm2后， DEH 系統選擇“旁路切除”方式，汽輪機即可開始沖轉。至此，高壓缸啟動方式結束，旁路系統退出工作。所有旁路閥門保持關閉狀態，但旁路系統仍處于熱備用狀態。

中壓缸啟動方式時，高旁閥保持最大開度不變，主蒸汽壓力按給定值發生器設定的升壓率上升，熱再熱壓力隨之上升。當主蒸汽壓力升高到( )kg/cm2時，旁路系統自動轉為定壓運行方式，這時壓力整定值保持一定，以保證汽機啟動時的主蒸汽壓力，實現定壓啟動。當滿足沖轉條件所要求的主蒸汽壓力和主蒸汽溫度時汽機開始沖轉升速，此時汽機耗汽量增加高旁閥相應關小，以維持機前壓力在( )kg/cm2，在汽機升速到3000rpm 并網帶初負荷后，旁路仍然處于定壓運行狀態，高旁閥起壓力調節作用。當主蒸汽壓力大于設定點時，高旁閥打開，當主蒸汽壓力小于設定點時，高旁閥關閉。在此過程中，低旁閥維持最小壓力定值。

隨著鍋爐燃燒率的增加，汽輪機負荷逐漸上升，當汽機負荷上升到額定負荷的( )％時，高旁閥應逐漸關閉。最后高旁門*關閉時，旁路系統自動切至滑壓運行方式。

三、滑壓方式

滑壓運行方式時，主蒸汽壓力設定值和熱再熱壓力自動跟蹤主蒸汽壓力和熱再熱壓力實際值，并且只要新蒸汽壓力的升壓率小于所設定的升壓率限制值，壓力定值總是稍大于實際壓力值，即P 定值＝P 實際+ΔP，這樣就能保證旁路閥門在關閉狀態。

當汽輪機負荷＞( )%，且高、低壓旁路閥*關閉后，操作員可以在DEH操作面板上選擇旁路繼續投入或旁路切除運行方式。如果旁路系統切除，旁路控制系統即退出運行，處于熱備用狀態。如果旁路系統仍然繼續投入工作，則運行中如果鍋爐出口壓力有擾動，其升壓率ΔP/Δt大于限定值，則高旁閥會瞬間打開。擾動過去后，定值大于實際值，高旁閥再度關閉。高旁閥一旦打開，滑壓方式立即轉為定壓方式，壓力定值為轉變瞬間的壓力波動值加上壓力偏差ΔP。

以上參數據機組實際需要設定，并可做在線修改。

旁路控制應為用戶提供兩種控制方式，供用戶根據現場實際情況選擇使用。這兩種控制方式分別為自動-遙控手動，兩種方式的優先級后者高于前者，并且兩種方式之間互相跟蹤，切換時無擾動。在任何一種控制方式下，旁路控制系統都具有閥門之間的連鎖和保護功能。

1、DCS 制造商至少應做兩幅畫面供運行人員操作監控旁路用

（1）旁路熱力系統圖，用顏色標明各閥的開關狀態，閥旁顯示其百分開度及閥前、后壓力溫度參數。

（2）旁路閥的控制面板：

?? 手\自動切換及顯示按鈕

?? 開、關按鈕

?? 閥位開度指示及其百分開度

?? 閥前、閥后壓力溫度參數及調節級壓力、凝汽器真空度等

?? 旁路投入、切除

?? 汽機掛網、并網

?? 中壓缸啟動

?? 啟動、定壓、滑壓

?? 啟動和自動狀態下的最小開度、最小壓力、最大開度、低旁流量限制

?? 電源故障報警

?? 氣源故障報警

?? 解除\恢復凝汽器保護

操作員可用光標（或直接使用鍵盤）通過有關按鈕監視控制整個旁路。

2、遙控手操

操作員用光標通過有關按鈕把旁路控制狀態切換至手動，然后用光標對各閥的開關按鈕進行閥門啟閉的操作。

3、自動控制

在閥門伺服系統正常的前提下，按下“自動”，即可切換為自動控制方式．在此方式下，控制可以閉環控制高、低旁閥前壓力和高、低旁閥后溫度、壓力和溫度目標值由操作員在操作員站CRT 上設定。這時閥位增減按鈕無效。

在旁路處于自動控制方式下，按下CRT 畫面上的“啟動”按鈕，旁路控制就可根據機組當前狀態和DEH 運行方式，自動選擇旁路系統的運行方式，即高壓缸啟動方式、中壓缸啟動方式、定壓方式或滑壓方式。旁路控制按照啟動曲線，自動給出壓力、溫度的設定點，控制各個旁路閥門，同時監視主蒸汽壓力，熱再熱壓力，高旁后溫度，低旁后溫度及各種保護條件是否成立，連續保護設備安全。

本旁路控制系統由七個控制回路組成，分別是高壓旁路壓力控制回路、高壓旁路溫度控制回路、高旁噴水隔離閥控制回路、低壓旁路控制回路、低壓旁路溫度控制回路、低旁噴水隔離閥和三級減溫噴水控制回路。

一、高旁壓力控制回路

運行方式：

當旁路系統處于啟動方式時，由于主蒸汽壓力小于給定值發生器輸出的最小壓力定值，因此DCS 調節器的輸入為負值，這時DCS 調節器輸出為最小閥位Ymin。當主蒸汽壓力上升到給定值發生器輸出的最小壓力定值Pmin，并繼續增長時，DCS 調節器輸出的閥位定值Ys 在原來整定的最小開度Ymin 基礎上逐漸增大。Ys與高旁閥最大開度Ymax 比較，其差值送入給定值發生器，Ys<Ymax，給定值發生器輸入值為負值，給定值發生器輸出為Pmin；Ys>Ymax，給定值發生器輸入為正值，給定值發生器輸出由Pmin開始上升，因此隨著主蒸汽壓力的上，主蒸汽壓力給定值也跟蹤上升。

當主蒸汽壓力上升到沖轉壓力時，邏輯回路使旁路系統轉為定壓方式運行，主蒸汽壓力保持在切換瞬間的值，即沖轉壓力，隨著汽輪機沖轉后耗汽量的增加、高旁閥逐漸關閉，當高低旁路閥*關閉后，旁路系統轉為滑壓運行方式。主蒸汽壓力設定值＝主蒸汽壓力+ΔP。

給定值發生器：

如下圖所示，給定值發生器是一個帶輸出限制的反饋積分器，積分器經內部反饋產生一定斜率的斜坡信號。給定值輸出具有最大限位值Pmax，最小限位Pmin。最大給定值Pmax 整定在正常運行時的最大壓力值，它比安全閥的壓力整定值低，最小壓力定值整定在最小壓力控制值。代表主蒸汽壓力信號的Ui的變化速率小于整定的壓力梯度ΔP/Δt時，輸出U0將無延時地跟隨Ui的變化。而一旦Ui 的變化速率ΔUi/Δt 大于ΔP/Δt 時， 給定值發生器的輸出U0，將只跟隨內部設定的壓力梯度值ΔP/Δt。因此給定值發生器還具有限制主蒸汽壓力上升速率的功能。

閥位控制回路：

旁路控制系統經過計算輸出的閥位指令信號經與閥門實際開度值行比較，其差值以4-20mA 信號輸出到執行機構定位器，通過執行機構帶動閥門，使閥門開到的開度。

二、高壓旁路溫度控制回路

當旁路系統運行時，溫度控制回路通過噴水閥向高旁閥的蒸汽膨脹室噴水冷卻蒸汽，以保持高旁閥后溫度為設定值。高旁閥后實際溫TBP與溫度設定值比較，得到溫度控制的偏差，送入DCS 上的旁路溫度控制調節器，調節器的輸出即作為高旁噴水閥位給定值的一部分，送入閥位控制回路。

為了改善溫度控制特性，特別是蒸汽流量大時減少噴水量的過調和蒸汽流量過小時，增強噴水量的穩定性，采用PD 環節補償測溫元件的時間延遲，同時動態地改變控制器的放大信號，使之與蒸汽流量相匹配。

蒸汽流量是由主蒸汽壓力與由高旁閥開度經函數轉換得到的通流面積經函數計算得出的。蒸汽流量信號與調節器的輸出信號計算得到噴水閥的閥位定值信號。蒸汽流量與DCS 調節器輸出信號之間的比例關系由運算工況自動匹配。

在冷態啟動時，高旁閥后溫度低于溫度給定值，DCS 調節器輸出力O，因此即使有一定蒸汽流量通過，高旁噴水閥仍然保持在關閉狀態。

為使高旁閥開度 YBP 數值較小時噴水閥有一定的開度，給定值上附加了一個5％的固定指令。

三、高旁噴水隔離閥控制回路

高壓旁路噴水首先經過高旁噴水隔離閥BD，BD 的作用：一是當旁路閥關閉后作為隔離閥；二是降低給水壓力。在BD 閥全開時，BD 閥前后壓力比大約為0.8 倍。BD 閥是兩位控制，與高旁閥BP 經邏輯回路聯鎖。YBP>2%時，BD 閥全開，YBP≤2%時，BD 閥全關，BD 的開啟和關閉在CRT 和手操盤上均有指示。當BD 閥不在全開或全關位置時，BD 閥開、關指示燈將閃爍。

四、低壓旁路壓力控制回路

低壓旁路的壓力控制特性如下圖所示。在啟動階段為啟動方式。此時低旁閥開度最小值Ymin，壓力設定值為最小壓力定值Pmin，當汽輪機沖轉時，低壓旁路控制回路維持此最小壓力不變。大約在 %以上負荷時，再熱器出口壓力與負荷成正比。在此階段中，汽輪機中低壓部分運行在滑壓方式。低壓旁路的壓力定值為再熱器出口壓力加上一個固定的偏差ΔP，以保證低旁閥LBP 在關閉狀態。而再熱器出口的壓力給定值則由汽輪機高壓缸調節級壓力乘上一個系數得到，此系數為：

K=額定負荷下熱再熱壓力/額定負荷下調節級壓力

圖中最大壓力定值Pmax 為低旁最大壓力定值，它應小于再熱器安全門的動作壓力，最小壓力定值Pmin 一般即整定為低旁壓力最小控制值。

低旁壓力定值與再熱器出口壓力進行比較后得到的差值即送入DCS 上的調節器進行處理，調節器輸出即為低旁閥的閥位給定值Ys。低旁閥的閥位回路工作原理與高旁閥相同。

為了防止旁路運行時凝汽器過載，必須限制低壓旁路的蒸汽流量這里是利用了限制低旁閥后壓力來實現這一目的。低旁閥后壓力PLBPO，與代表最大蒸汽流量的壓力限制值PLBPS比較，當PLBPO>PLBPS時，經過低選，將此信號送入調節器，使低旁閥LBP 向關閉方向動作。并在CRT 顯示報警信息。

五、低壓旁路溫度控制回路

低壓旁路溫度度控制回路是低壓旁路壓力控制回路的隨動系統 由調節系統方框圖中可以看出，通過低壓旁路閥的開度YLBP轉換為相應的通流面積與再熱器出口壓力相乘后，得到通過低旁閥的蒸汽流量。再經函數轉換成低旁閥的閥位給定值，送入LBPE 的閥位控制回路。

為了在小流量的情況下有足夠的噴水量，低旁噴水調節閥的開度最小為20％。

六、低旁噴水隔離閥控制回路

低壓旁路噴水首先經過低旁噴水隔離閥LBD，LBD 的作用是當旁路閥關閉后作為隔離閥。LBD 閥是兩位控制，與低旁閥LBP 經邏輯回路聯鎖。YLBP>2%時，LBD閥全開，YLBP≤2%時，LBD 閥全關，LBD 的開啟和關閉在CRT 和手操盤上均有指示。當LBD 閥不在全開或全關位置時，LBD 閥開、關指示燈將閃爍。

七、三級減溫噴水閥控制回路

三級噴水調節閥也是低旁壓力控制回路的一個隨動系統，只要低旁減溫減壓閥LBP 一開它即開，低旁LBP 閥關閉后，它延遲約 秒后(參數在線可調)關閉。

旁路控制系統除對旁路系統進行正常調節外，還具有對主機及輔機的保護功能。

1、為了保護凝汽器，低旁系統設置五個快速關閉信號：

?? 凝汽器真空低

?? 凝汽器溫度高

?? 凝汽器液位高

?? 低旁噴水壓力低

?? 低旁閥后溫度高

2、當下列信號出現時，高旁閥快速開啟

?? 汽輪機跳閘

?? 主汽壓太高

3、當下列信號出現時，高旁閥快速關閉。

?? 高旁閥后溫度過高

?? 低旁閥故障

?? 汽機 110%超速

?? 高旁噴水壓力低

4、當下列信號出現時，低旁閥快速開啟：

?? 汽輪機 110%超速

?? 高旁快開

?? 熱再熱壓力太高

5、旁路控制系統在需要盡快打開和盡快關閉信號同時出現時，邏輯設計為關優先于開啟：

6、高壓旁路閥的開啟、關閉與高旁噴水閥和高旁噴水隔離閥的開啟、關閉連鎖。

7、低壓旁路閥的開啟、關閉與低旁噴水閥的開啟、關閉聯鎖。

8、三級減溫噴水閥的開啟、關閉與低壓旁路閥的開啟、關閉聯鎖。

9、當DEH選擇“旁路切除”方式時，關閉旁路系統。即閥位Y≤2%時，閥門快開、快關電磁閥應全部切斷電源，使閥門處于強制關閉狀態。

1、DEH 旁路

① 汽機掛閘

② 汽機跳閘

③ 中壓調門全開

④ 汽機負荷〉 %

⑤ 汽機110%超速

⑥ 熱再熱壓力〈 Kg/cm2

⑦ 中壓缸啟動

⑧ 切除旁路

2、旁路 DEH

① 旁路系統投入

② 旁路系統切除

注：該旁路控制由DCS 來實現，故不存在與DCS 的接口問題。