600MW凝汽式熱力系統(tǒng)設計解讀

1、目錄第一章基本熱力系統(tǒng)確定及計算1.1 鍋爐的選型1.2汽輪機的選型1.3原則性熱力系統(tǒng)計算第二章主蒸汽、再熱蒸汽系統(tǒng)確定2.1 主蒸汽系統(tǒng)選擇2.2汽水管路選擇第三章旁路系統(tǒng)確定3.1旁路系統(tǒng)作用及類型確定3.2 旁路系統(tǒng)容量 3.3旁路系統(tǒng)的控制要求3.4 旁路系統(tǒng)的運行第四章軸封蒸汽系統(tǒng)確定4.1軸封蒸汽系統(tǒng)的組成及主要設備4.2軸封蒸汽系統(tǒng)的功能4.3軸封蒸汽系統(tǒng)的確定第五章給水系統(tǒng)確定5.1給水泵類型及選擇5.2給水流量調節(jié)及水泵配置5.3給水系統(tǒng)的確定第六章回熱加熱系統(tǒng)的確定6.1回熱加熱器的類型6.2 除氧系統(tǒng)的確定6.3回熱加熱系統(tǒng)的確定第七章凝結水系統(tǒng)確定7.1凝結器結構與系

2、統(tǒng)7.2真空除氧7.3抽真空系統(tǒng)7.4凝結水泵及補充水系統(tǒng)確定致謝參考文獻外文資料原件外文資料翻譯附錄設計任務書設計進度計劃表第一章 基本熱力系統(tǒng)確定及計算1.1 鍋爐的選型和參數( 1)鍋爐型式：英國三井 2027-17.3/541/541( 2)額定蒸發(fā)量： D b =2027t/h)(3) 額定過熱蒸汽壓力Pb=17.3MPa；額定再熱蒸汽壓力Pr=3.734MPa(4) 額定過熱氣溫 仏=54仁C ;額定再熱氣溫=5410(5) 汽包壓力： Pdu=18.44 MPa(6) 鍋爐的熱效率：n b=92%1.2 汽輪機的選型( 1 )機組形式：亞臨界、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、凝汽

3、式汽輪機( 2)額定功率： Pe =600MW(3) 主蒸汽初參數： P0=16.7 MPa，t0=537C(4) 再熱蒸汽參數：熱段： Prh=3.234 MPa，trh=537C冷段： Prh=3.56 MPa，trh=315C(5) 汽輪機排汽壓力pc=4.4/5.39kPa,排汽比焓：hc =2333.8kj/kg( 6)汽輪機相對內效率：n ri =0.82( 7)汽輪機機械效率：n m=0.985( 8)發(fā)電機效率： n g =0.991.3原則性熱力系統(tǒng)計算一、(1)機組各級回熱抽氣參數見表1-1表1-1回熱加熱系統(tǒng)原始汽水參數項目單位H1H2H3H4(除氧器)H5H6H7H8抽

4、氣壓力PjMpa5.83.5931.6120.74470.30500.1300.06970.022抽氣溫度tjC380.9316.9429.1323.6233.2137.888.561.0抽氣焓h jkj/kg3132.930163317.73108.22912.92749.52649.52491.1加熱器上端差5 tC-1.70002.82.82.82.8加熱器下端差5 t1C5.55.505.55.55.55.55.5水側壓力pwMpa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.724抽氣管道壓損厶p j%33355555 最終給水溫度：t fw =274.

5、1 r 給水泵出口壓力：ppu =20.13 Mpa,給水泵效率：n pu =0.83 除氧器至給水泵高度：Hpu=21.6m(5) 小汽輪機排氣壓力Pc,xj=6.27kpa；小汽輪機排氣比焓 忙,為=2422.6kj/kg(6) 加熱器效率n h=0.99二、各加熱器進、出水參數計算 首先計算高壓加熱器H1加熱器壓力 p1= (pj P1=(1-0.03) 5.8=5.626 Mpa由p1 =5.626 Mpa，查水蒸氣性質表得加熱器飽和水溫度t d1 =2713C，加熱器飽和水焓h1 =1191.2 kj/kg加熱器出 口水溫 t1=td1- S t=271.3- (-1.7) =273

6、 C由Pw、ti查水蒸氣表得加熱器出口水焓 hwi=1196.6 kj/kg疏水冷卻器出 口水溫 td1=t2+ S t1=242.3+5.5=2478C由p1、td1查水蒸氣表得疏水冷卻器疏水焓hW1=1077.4至此，高壓加熱器計算出其余加熱器H2H8的各進、出口汽水參數。將計算結果列于表2-1H1的進、出汽水參數已經全部算出。按同樣的計算，可依次表2-1回熱加熱系統(tǒng)汽水參數計算項目單位H1H2H3H4H5H6H7H8SG抽氣壓力p jMpa5.83.5931.6120.74470.30500.1300.06970.022抽氣溫度tjC380.9316.9429.1323.6233.213

7、7.888.561.0抽氣焓h jkj/kg3132.930163317.73108.22912.92749.52649.52491.12976.5抽氣管道壓損 P.j%33355555加熱器汽測壓力pjMpa5.6263.4851.5640.70750.28980.1240.06620.0210.098p j飽和水溫t djC271.3242.3200.3164.4132.3105.788.461.1p j飽和水焓h jkj/kg1191.21048.4853.7699.1566.3443.2370.4255.5加熱器上端差StC-1.70002.82.82.82.8加熱器出口水溫t jC2

8、73242.3200.3165.4129.5102.985.658.332.76水側壓力PwMpa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.7241.724加熱器出口水焓h wjkj/kg1196.61050.6860.5699.3545.3432.5370.2245.6加熱器下端差S t1C5.55.505.55.55.55.55.55.5疏水冷卻器出口水C247.8205.8174.1165.4108.491.163.838.26溫t d疏水焓kj/kg1077.4876.9735.5699.3454.8382.5267161.9415、全廠物質平衡汽輪機

9、總耗氣量鍋爐蒸發(fā)量D 0 =D 0D b = D 0 +D i = D o +0.01 D bDb=1.0101 D0鍋爐給水量D fw= Db=1.0101 D。補充水量Dma= Di =0.01 Db=0.010101 D。四、計算汽輪機各段抽氣量D j和凝汽流量(1)由高壓加熱器H!熱平衡計算D!。川加- henhDi =D1 ( h1-h Wl ) nh =D fw ( h w1 -h w2 )h1 - hw11.O1O1D0 1196.6 1050.6)/0 993132.9 -876.9=0.066030D。由高壓加熱器H2熱平衡計算D2D 2 (h2 -h w2 ) + D 1

10、(h w1 -h w2 ) nh = D fw ( h w2 -h w3 )Dfw(hw2 hw3)/D1(hw1 hw?)D = nhD2 =h _hdh2hw21.0101D0(1050.6 -860.5)-0.066030D0(879.6735.5)3016 -735.5=0.0800957D0物質平衡H2的疏水量Ddr2=D1+D2=0.146987D0計算再熱蒸汽量DrhD rh =D 0-D 1 -D 2=D 0-0.066030D0-0.080975D0 =O.853O13D0由高壓加熱器H3熱平衡計算D先計算給水泵的焓升 hpW。除氧器至給水泵的水位高度 Hpu=21.6m,則

11、給水泵的進口壓力為 =20 0.0098+0.7075=0.9035Mpa取給水泵的平均比體積卩 av=.011,給水泵效率n pu =0.83，則pu 10 Uav(pout - Pin) h fw =npu= 103 X0.0011 X(20.13 0.9035)=0.83=25.5 (kj/kg)hW4=hw4+ hpW=699.3+25.5=724.8 (kj/kg )D 3 (h3 -h w3)+ D dr2(h W2 -h W3) nh = D fw(h w3- hpuw4Dfw(hw3 一町4)仆 宀擬忙2h3 hw3h3)1.0101 D0(860.5 724.8)/0.99-

12、0.146987D。(735.5 -699.3)3317.7 -699.3=0.050844D。H3的疏水量Ddr3D dr3 =D dr2 +D 3=0.146987D0+0.050844 D0=0.197831 Do由除氧器H4計算D4由于計算工況再熱減溫水量為 0,因此除氧器出口水量（給水泵出口水量）D fw =D fw =1.O1O1Do第四段抽氣D4包括除氧器加熱用汽器D4和小汽輪機用汽Dlt兩部分，已知Dit =168109.2IplID 4 (h4 -h w5 )+ D dr3 ( hw3-hw5 ) nh = D fw ( h w4 -h w5 )fwD4 =(hw4h4w51

13、.0101D。(699.3545.3) 099-0.197831D0(699.3 -545.3)(Dc4-D5-D6 )( hw5-hw6)+ ( D 5 +D 6 )( h w5 -h6 )=D 5 (h5 -h w5) n h3108.2 -545.3=0.0049421D0除氧器進水量Dc4D c4 = D fw- D dr3- D 4=1.0101 D0-0.197831 D0-0.049421 D0 =0.762848 D0第四段抽汽D4D4 = D 4 + D|t=0.049421 D0+168109.2由低壓加熱器H 5熱平衡計算/ /Dc4(hw5 - hw6 )/一 D6(h

14、6 - hw6)hn hD5=d(h5 - hw5 )( h6 - hw6 )h0.762848D。(545.3-432.5)0.99 一 6 (443.2 一 432.5 0.99D c6 ( hw7 -h w8 )=D 7( h 7 -h 7 ) n h(2912.9 454.8)十(443.2432.5) /0 99=O.O352O5Do-O.OO4378D6 由低壓加熱器H 6計算D 6(Dc4-D5-D6 )( hw6-hw7)=D 6(h6-h6) + D 5 (hW5-h6)耳 hDc4 (hw6 hw7 )n h -D5(hw6 -hw7) n h (hw5h6)(h6 6 )

15、 (hw60.762848D0(432.5 -370.2)/0.99_ D5(432.5 -370.2) %99 + (454.8 - 443.2)(2749.5 -443.2) + (432.5-370.2) 0 99=0.020262D0-0.031457D5聯(lián)立解得D5=O.O35121DoD6=0.019145D0低壓加熱器H6進水量D c6D c6 =D c4 -D 5 -D 6=0.762848D0-0.035121 D0-0.019145 D0 =0.708582 D0 由低壓加熱器H7計算D7D 7 =0.708582 D0 (370.2 -245.6) 0 99=2649.5

16、 -370.4=0.039130D0H 7的疏水量 Ddr7Ddr7 =D 7 =O.O3913OD0(8)由低壓加熱器H8，疏水冷卻器Dc和凝汽器熱井構成一整體的熱平衡計算D8，凝結水泵組焓升 hPW=3kj/kgD c6 ( hw8-hc)=D 8( h8-hc) +D dr7 ( h7 -h c ) +D c6 h cw n hDc6(hw8 - hc) h PW - Ddr7(h7 - hc)Ih8 - hc0.708582D0(245.6 -136.3)力的3 0.039130D0(370.4 136.3)=2491.1 -136.3=0.029332D。疏水冷卻器Dc的疏水量Ddr

17、dcDdrdc =D dr7 +D 8=0.039130D+0.029332D。=O.O68462D0(9)由凝汽器熱井物質平衡計算Dc=D C6-D drdc-D ma -D It=O.7O8582Do-0.068462 D-0.010101 D-168109.2由汽輪機物質平衡校核8D c = D0- DJ1=D 0 - （ 0.066030D 0 +0.080957D 0 +0.050844D 0 +0.049421D+168109.2+0.035121D +0.019145D+0.039130D+0.029332D。）=0.630020D0-168109.2D；與Dc誤差很小，符合工程

18、要求。計算結果匯總于表4-1中表4-1 D 和hD（ kg/h）h（ kj/kg）D。h0=3394.4D rh =0.853013 D0qrh =520.6D1=0.066030 D0h1=3132.9D 2 =0.080957 D0h2=3016D3=0.050844 D0h3=3317.7D4 =0.049421 D0+168109.2h4 =3108.2D5=0.035121 D0h5=2912.9D6=0.019145 D0h6=2749.5Dy =0.039130 Doh7 =2649.5D8=0.029332 D。h8=2491.1D；=0.630019 D0-168109.2h

19、c=2333.8五、汽輪機汽耗計算急功率校核(1) 計算汽輪機內功率8Wj =D 0h 0+D rh q rh -二 Djhj-Dchc1代入已知數據及前面計算結果，經整理后得Wi =1263.13OO47D0-130183764.4(2) 由功率方程式求DoW j = Pe / n n 乂 3600=600000/0.985/0.993600=2215043839聯(lián)立得D0=1856679.452 kg/h=1856.679 t/h列入表4-2、4-3中(3) 求各級抽氣量及功率校核將Do數據代入各處汽水相對值和各抽汽及排汽內功率,表4-2各項汽水流量項目數量(t/h)汽輪機汽耗Do=Do1

20、856.679鍋爐蒸發(fā)量Db=1.0101D01875.431458給水量D fw1875.431458全廠汽水損失Di=O.O1O1O1Do18.754315化學補充水量 Dma=0.010101D018.754315再熱蒸汽量Drh =O.853O13Do1583.771324表4-3抽汽及排汽內功率項目抽氣量（t/h ）內功率W（kj/h ）第一級抽汽D1122.59651432058.9884x10第二級抽汽d2150.31116256877.7437 x 103第三級抽汽Da94.40098756385.7096 匯 103第四級抽汽d4259.868133209661.6097 如

21、03第五級抽汽D565.20842365345.3607 匯 103第六級抽汽d635.54611941429.0017 匯 103第七級抽汽D772.65184991940.9149x10第八級抽汽d854.46010877545.7478 x 103汽輪機排汽Dc1001.6338471583783.43 103功校核率8W* =Wc + Wj =2215028516 (kj/h )W -Ws Wi = I Wi VVi I =0.000692%1%W六、熱經濟指標計算(1) 機組熱耗Q。，熱耗率q,絕對電效率n eQ0=D 0h0+D rhqrh-D fw h fw=(1856.679

22、3394.4+1583.771324 520.6-1875.431458 1202.1)103=4872366.393 1033Q0 = 4872366.393。Pe600000=8120.61 kj/(kw h)3600 = 3600q =8120.61鍋爐熱負荷=0.4433Qb和管道效率nQ b =D b h b +D rh q rh -D fw h fw103=(1875.431458 3399.2+1583.771324 520.6-1875.431458 1202.1)=4945021.807 103=0.9853Qo =4872366.393 如 033Qb 4945021.80

23、7 10(3)全廠熱經濟指標 全廠熱效率n cp = n b n p n e=0.92 0.9853 0.4433=0.4018 全廠熱耗率q cp= 3600n cp36000.4018=8959.681 kj/(kw.h) 發(fā)電標準煤率bs =0.123 =n cp0.1230.4508=0.2728kg/(kw.h)第二章 主蒸汽、再熱蒸汽系統(tǒng)確定2.1 主蒸汽系統(tǒng)的類型與選擇 主蒸汽系統(tǒng)包括從鍋爐過熱器出口聯(lián)箱至汽輪機進口主汽閥的主蒸汽管道、 閥門、疏水裝置及通往用新汽設備的蒸汽支管所組成的系統(tǒng)。 對于裝有中間再熱 式機組的發(fā)電廠，還包括從汽輪機高壓缸排汽至鍋爐再熱器進口聯(lián)箱的再熱冷段

24、 管道、閥門及從再熱器出口聯(lián)箱至汽輪機中壓缸進口閥門的再熱熱段管道、 閥門。 發(fā)電廠主蒸汽系統(tǒng)具有輸送工質流量大、 參數高、管道長且要求金屬材料質 量高的特點，他對發(fā)電廠運行的安全、可靠、 經濟性影響很大，所以對主蒸汽系 統(tǒng)的基本要求是系統(tǒng)力求簡單，安全、可靠性好，運行調度靈活，投資少，運行 費用低，便于維修、安裝和擴建。選擇主蒸汽系統(tǒng)時， 應根據發(fā)電廠的類型、 機組的類型和參數， 經過綜合技 術經濟比較后確定?；痣姀S常用的主蒸汽系統(tǒng)有以下幾種類型：1. 單母管制系統(tǒng) 該系統(tǒng)的特點是發(fā)電廠所有鍋爐的蒸汽先引至一根蒸汽母管集中后，再該 母管引至汽輪機和各用汽處。該系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)比較簡單，布置方

25、便；但運行調度還不夠靈活，缺乏 機動性。當任一鍋爐與母管相連的任一閥門發(fā)生事故， 或單母管分段檢修時， 與 該母管相連的設備都要停止運行。 因此這種系統(tǒng)通常用于鍋爐和汽輪機臺數不匹 配，而熱負荷又必須確?？煽抗臒犭姀S以及單機容量為6MW以下的電廠。2. 切換母管制系統(tǒng) 該系統(tǒng)的特點為每臺鍋爐與相對應的汽輪機組成一個單元，正常時機爐成 單元運行， 各單元之間裝有母管， 每個單元與母管相連處裝有三個切換閥門。 它 們的作用是當某單元鍋爐發(fā)生事故或檢修時， 可通過這三個切換閥門由母管引來 鄰爐蒸汽，使該單元的汽輪機繼續(xù)運行，也不影響從母管引出的其他用汽設備。 該系統(tǒng)的優(yōu)點是可充分利用鍋爐的富裕容

26、量，切換運行，既有較高的運行 靈活性，又有足夠的運行可靠性，同時還可實現較優(yōu)的經濟運行。該系統(tǒng)的不足之處在于系統(tǒng)較復雜，閥門多，發(fā)生事故的可能性大；管道 長，金屬耗量大， 投資高。所以，該系統(tǒng)適宜裝有高壓供熱式機組的發(fā)電廠和中、 小型發(fā)電廠采用。3. 單元制系統(tǒng) 該系統(tǒng)的特點是每臺鍋爐與相對應的汽輪機組成一個獨立的單元，各單元 間無母管橫向聯(lián)系，單元內各用汽設備的新蒸汽支管均引自機爐之間的主蒸汽管 道。該系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)簡單、管道短、閥門少，故能節(jié)省大量高級耐熱合金 鋼；事故僅限于本單元內，全廠安全可靠性較高；控制系統(tǒng)按單元設計制造， 運 行操作少，易于實現集中控制；工質壓力損失小。該系統(tǒng)的缺

27、點是單元之間不能切換。單元內任一與主汽管相連的主要設備 或附件發(fā)生事故， 都將導致整個單元系統(tǒng)停止運行， 缺乏靈活調度和負荷經濟分 配的條件；負荷變動時對鍋爐燃燒的調整要求高； 機爐必須同時檢修， 相互制約。因此，對高參數、 要求大口徑高級耐熱合金鋼管的機組， 且蒸汽管道系統(tǒng)投資占 有較大比例時，應首先考慮采用單元制系統(tǒng)。如裝有高壓凝汽式機組的發(fā)電廠， 可采用單元制系統(tǒng)；對裝有中間再熱凝汽式機組或中間再熱供熱式機組的發(fā)電 廠，采用單元制系統(tǒng)。2.2 汽水管路的選擇(1) 主蒸汽管道材料選擇原電力部有關部門曾于 1994 年召開了“九?五”期間火電站管道管件規(guī)格化 會議，提出了“九？五”期間火電

28、站主要汽水管道規(guī)格，其中300MVB組主蒸汽系統(tǒng)主管推薦采用A335一 P22管材。此后國內300MwM組工程大多照此選用， 有關廠家也按A335一 P22鋼材管道規(guī)格研制開發(fā)了配套管件。已投運的300MW機組，如井岡山華能電廠、 豐城電廠的主蒸汽管道、 再熱蒸汽熱段管道均使用了 A335一 P22 管材。A335一 P91鋼屬改良型9Cr一 1Mo高強度馬氏體耐熱鋼。由于 P91鋼材具 有高溫強度高、高的抗氧化性能和抗高溫蒸汽腐蝕性能等特點， 80 年代開始已 被英、美、德等國廣泛應用在電站設備上。 在 1994年電力部火電站管道會議上， 西安熱工所和國電公司電力建設研究所曾對 P91鋼材性

29、能進行了介紹，會議紀要 中也建議有關部門加快進行 P91 鋼材管道和管件的國產化工作，并建議盡快在 300MW600MW組上進行試點，以積累經驗。我國從九十年代初開始，逐步使用 A335-P91 作為電站主蒸汽管道、再熱蒸汽熱段管道的材料，如珞璜電廠、鴨河 口電廠、西固熱電廠、楊柳青電廠、邯峰電廠、準格爾電廠等。P91鋼材比P22強度高，且其強度隨溫度升高下降較少，在 20E時，P91鋼 材抗拉強度比P22鋼材高41.6 %;在538C時，P91鋼材的許用應力卻比P22鋼 材高83.3 %。正是由于P91鋼材在高溫下具有比P22鋼材高得多的許用應力。 使得其用作主蒸汽管道時壁厚比采用 P22鋼

30、材薄得多。這是P91鋼材在大機組上 應用越來越廣泛的主要原因主蒸汽管道采用P91與采用P22鋼材的初步比較，主蒸汽管道采用P22材質時，主管規(guī)格為ID368X 82,支管規(guī)格為ID273X 62.23 ; 采用P91材質時，主管規(guī)格為ID368.3 X 40,支管規(guī)格為ID273X 30。對比可知， 主管道壁厚減薄了 42mm減薄率為51.2 %;支管道壁厚減薄了 32.23mm減薄 率為 51.8%。管道總重大大減少，管道總重比 P91P22=12.18。目前，隨市場價格的波動，兩種管材單位重量價格比P91/ P22約為1.41.95 ，由于管道總重減少的數量超出了價格增長的影響，因此，主蒸

31、汽管道采用P91 是經濟的。按照 2002 年火電工程限額設計中價格，P91 鋼材單價為 49000元/1，P22鋼材單價為34808元/1，本工程主蒸汽管道約為180m采用P91 鋼材后鋼管總重減少約 90t ，費用減少約 204.7 萬元。另外，因管道壁厚較薄， 管道對設備接口的推力和力矩可以減小。 同時，由 于減輕了管道重量， 支吊架荷重相應減小。 不但節(jié)省支吊架造價， 相應的管道安 裝費用、土建費用也會節(jié)省。(2) 再熱蒸汽熱段管道材料選擇 再熱熱段管道屬于大管徑薄壁管， 如果采用 P91 管材，本就較薄的壁厚就會 更薄。由于計算管壁太薄， 從安全角度出發(fā)， 壁厚的實際取值比計算值要大

32、許多， 這樣一來，與P22進行綜合比較，采用P91管材經濟性較差。再熱熱段管道采用 P22材質時，主管規(guī)格為ID635X 31,支管規(guī)格為ID508X) 24.8 ;采用P91材 質時，主管規(guī)格為 OD727.96X 21.03，支管規(guī)格為 OD632.9 17.98.對比可知， 主管道壁厚減薄了 10mm支管道壁厚減薄了 6.8mm管道總重變化不大，管道總 重比P91/P22=1/1.39，遠大于價格比，因此仍推薦采用 P22管材。(3) 再熱蒸汽冷段管道材料選擇原電力部有關部門“九五”期間火電站管道管件規(guī)格化會議提出，根據300MW機組使用的經驗，再熱蒸汽冷段采用 A672B70CL326

33、熔焊鋼管替代A106B無縫鋼管，同樣可滿足技術要求。冷段主管采用A672B70CL3有縫鋼替代A106B無縫鋼管。有縫焊接鋼管比A106B無縫鋼管便宜很多，為無縫鋼管的1/3左右。 有縫焊接鋼管的壁厚偏差小于無縫鋼管，其質量不亞于無縫鋼管。3.4高壓給水 管道管材選擇。高壓給水管道通常使用 St4518/111管材，本工程優(yōu)化為15NiCuMoNb5主管道規(guī)格由膨406.4 X 50改為355.6 X 25,支管道規(guī)格由憾298.6X 36改為隠244.5X 20.15NiCuMoNb5與St4518/川的彈性模數及線膨脹系數十分相近，但 15NiCuMoNb5的許用應力遠大于St4518/

34、IH，因此，高壓給水管道采用 15NiCuMoNb5寸，管道壁厚可以減薄50%管道本身金屬及支吊架材料用量可大 為節(jié)約，經濟上更合理，可以有效的降低工程造價。因此高壓給水管道管材采用 15NiCuMoNb5第三章 旁路系統(tǒng)確定 中間再熱系統(tǒng)的旁路系統(tǒng)是指高參數蒸汽在某些特定情況下，經過汽輪機， 經過與汽輪機并列的減溫減壓裝置后， 進入參數較低的蒸汽管道或設備的連接系 統(tǒng)，以完成特定的任務。3.1 旁路系統(tǒng)作用及類型確定(1) 旁路系統(tǒng)的類型旁路系統(tǒng)通常分為三種類型：高壓旁路又稱I級旁路，即新蒸汽繞過汽輪機 高壓缸直接進入再熱冷段管道：低壓旁路又稱U級旁路，即再過熱后的蒸汽繞過 汽輪機中、低壓缸

35、直接進入凝汽器； 當新蒸汽繞過整個汽輪機而直接進入凝汽器 的則稱為整機旁路或川級旁路、大旁路。常見的旁路系統(tǒng)， 都是由上述三種旁路系統(tǒng)中的一種或幾種組合而成， 國內 的旁路系統(tǒng)主要有四種。 三級旁路系統(tǒng)該系統(tǒng)包括高壓旁路、 低壓旁路和整機旁路。 當汽輪機負荷低于鍋爐最低穩(wěn)定燃燒所對應的負荷時，多余的蒸汽通過整機大旁路排至凝汽器。該系統(tǒng)的優(yōu)點是能適應各種工況的調節(jié)， 滿足汽輪機啟動時過程不同階段對 蒸汽參數和流量的要求，同時又能有效地保護再熱器。該系統(tǒng)的不足之處是系統(tǒng)復雜、設備多、金屬耗量大、投資高、布置困難、運行操作不便。該系統(tǒng)在初期國產 200MV機組上應用過，現在很少采用。 兩級旁路串聯(lián)系

36、統(tǒng)該系統(tǒng)為高、 低壓旁路串聯(lián)系統(tǒng)。 通過兩級旁路串聯(lián)系統(tǒng)的協(xié)調， 能滿足啟 動時的各項需求。 該系統(tǒng)的應用最廣， 我國以運行的大部分中間再熱機組都是采 用該系統(tǒng)。 兩級旁路并聯(lián)系統(tǒng)該系統(tǒng)由高壓旁路和整機旁路組成的并聯(lián)系統(tǒng)。 高壓旁路起保護再熱器的作 用，同時也作機組啟動時暖管以及機組熱態(tài)啟動時用以迅速提高再熱汽溫使之接 近中壓缸溫度， 由于沒有低壓旁路， 此時再熱熱管段上的向空排汽閥要打開。 整 機旁路則將啟停、 甩負荷及事故等工況下多余的蒸汽進入凝汽器， 鍋爐超壓時可 減少安全閥的動作甚至不動作，該系統(tǒng)只在早期國產機組上采用，現在少采用。 整機旁路系統(tǒng)該系統(tǒng)只保留從新蒸汽至凝汽器的一級大旁路

37、， 其特點是系統(tǒng)簡單； 金屬耗 量、管道及附件少，投資??； 操作簡單。它同樣可以加熱過熱蒸汽管與調節(jié)過熱 蒸汽溫度。該系統(tǒng)的缺點不能保護再熱器， 為此再熱器必須采用較好的、 能耐干燒的材 料或者布置在鍋爐內的低溫區(qū)并配以煙溫調節(jié)保護手段。在機組滑參數啟動時， 也難以調節(jié)再熱蒸汽溫度，該系統(tǒng)不適于調峰機組。以上幾種常見的旁路系統(tǒng)， 雖然類型不同， 但有一點是相同的， 即都要通過 減溫減壓來實現。(2) 旁路系統(tǒng)的作用 協(xié)調啟動參數和流量，縮短啟動時間，延長汽輪機的壽命。汽輪機啟動過程是蒸汽向汽缸和轉子傳遞熱量的復雜熱交換過程， 為確保啟 動過程的安全可靠，要嚴密監(jiān)視各處溫度和嚴格控制溫升率， 使

38、動靜部分脹差和 震動在允許范圍內。再熱機組的主蒸汽系統(tǒng)均采用單元制， 其在滑參數啟動時，一般是先以低參 數蒸汽沖轉汽輪機，隨著升速、帶負荷、增負荷等不同階段的需要，不斷地提高 鍋爐出口蒸汽壓力、溫度和流量，使之與汽輪機的金屬溫度狀況相匹配， 實現安 全可靠地啟動。如果只靠調整鍋爐的燃燒或汽壓是難以滿足這些要求的，熱態(tài)啟動則更難處理。采用旁路系統(tǒng)后，通過改變新蒸汽流量，協(xié)調機組滑參數啟動和停機不同階 段的蒸汽參數匹配，既滿足再熱機組滑參數啟停要求，又縮短了啟動時間。 保護再熱器目前國內外再熱機組大多采用煙氣再熱方式， 即再熱器是布置在鍋爐內，正 常運行時，汽輪機高壓缸的排汽進入再熱器后， 提高了

39、蒸汽溫度，同時也冷卻了 再熱器。但在鍋爐點火不久汽輪機沖轉前， 鍋爐提供的蒸汽溫度、過熱度都比較 低，或運行中汽輪機跳閘、甩負荷、電網事故和停機不停爐時，汽輪機自動主汽 閥全關閉，高壓缸沒有排汽，再熱器將處于無蒸汽冷卻的干燒狀態(tài)，一般的耐熱 合金材料難以確保再熱器的安全。通過高壓旁路新蒸汽就可經減溫減壓裝置進入 再熱器，冷卻保護了再熱器。 回收工質，降低噪音燃煤鍋爐不投油穩(wěn)定燃燒負荷約為 30%崗爐額定蒸發(fā)量或更高，而汽輪機的 空載汽耗量僅為其額定汽耗量的5%r7%,單元式再熱機組在啟動或事故甩負荷時，鍋爐的蒸發(fā)量總是大于汽輪機的所需量， 存在大量剩余蒸汽。如果將多余的 蒸汽排入大氣，不僅造成

40、工質損失，而且產生巨大的噪聲，惡化周圍的環(huán)境。設置了旁路系統(tǒng)，就可以將多余的蒸汽回收到凝汽器中，同時也避免了噪聲。 防止鍋爐超壓當機組出現故障需緊急停爐時，旁路系統(tǒng)快速打開將剩余蒸汽排出，防止鍋 爐超壓。鍋爐安全閥也因旁路系統(tǒng)的設置減少起跳次數，有助于保證安全閥的嚴 密性和延長其壽命。3.2旁路系統(tǒng)容量旁路系統(tǒng)的容量是指額定參數下旁路閥通過的蒸汽流量D by，與鍋爐最大蒸發(fā)量D b,max的比值，即a by=D100%D,max減溫水的噴水量通常由噴水系數乘以旁路流量來求出，即Db；=a Dby，a為噴水系數，高壓旁路可取 a=0.10.2，低壓旁路可取a=0.40.7。旁路系統(tǒng)的容量差別較大

41、，這是因為設計旁路系統(tǒng)時還須考慮機組的運行工況，是承擔基本負荷機組還是調峰機組，前者由于啟動次數少，且多為冷態(tài)或溫 態(tài)啟動，沖轉蒸汽參數較低，鍋爐蒸汽量較小，所以旁路系統(tǒng)容量不需太大。 而 后者啟動較頻繁， 熱態(tài)啟動多， 沖轉啟動居多，沖轉參數高，鍋爐蒸發(fā)量比較大， 旁路容量隨之加大，此外還要考慮機組甩負荷后， 停機不停爐或帶廠用電的工況； 對鍋爐而言，其最低穩(wěn)燃負荷及保護再熱器所需的最低蒸汽流量也是考慮的因 素。DL 50002000 設計技術規(guī)程規(guī)定：中間再熱機組旁路系統(tǒng)的設置及其類 型、容量和控制水平， 應根據汽輪機和鍋爐的類型、 結構、性能及電網對機組運 行方式的要求確定，其容量宜為最

42、大連續(xù)蒸發(fā)量的 30%。如設備條件具備，且經 過工程設計任務明確， 機組須具備兩班制運行、 甩負荷帶廠用電或停機不停爐的 功能時，旁路容量可加大到鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的 40%50%。在特殊情況下，經 論證比較，旁路系統(tǒng)的容量可按照實際需要加大。3.2 旁路系統(tǒng)的控制要求 在下列情況下，高壓旁路閥必須立即自動完成開通動作： 汽輪機組跳閘 汽輪機組甩負荷 鍋爐過熱器出口蒸汽壓力超限 鍋爐過熱器升壓率超限 鍋爐 MFT （主燃料跳閘）動作 下列任一情況發(fā)生時，高壓旁路閥應優(yōu)先于開啟信號快速自動關閉； 高壓旁路閥后的蒸汽溫度超限 掀下事故關閉按鈕 高壓旁路的控制、執(zhí)行機構失電 在下列情況下，低壓旁路閥

43、應立即完成自動開通動作： 汽輪機跳閘 汽輪機甩負荷 再熱熱段蒸汽壓力超限 發(fā)生下列任一情況時，低壓旁路閥應立即關閉； 旁路閥后蒸汽壓力超限 低壓旁路系統(tǒng)減溫水壓太低 凝汽器壓力太高 減溫器出口的蒸汽溫度太高 掀下事故關閉按鈕 高、低壓旁路閥動作時，其相應的減溫水隔離閥、控制調節(jié)閥隨之動作。3.2 旁路系統(tǒng)的運行 旁路系統(tǒng)的運行方式與汽輪機的運行方式密切相關。可以采用高壓缸啟動， 也可以采用中壓缸啟動。 制造廠建議優(yōu)先采用中壓缸啟動。 近年來在我國安裝的 超臨界壓力 1000MW 機組采用的旁路系統(tǒng)大多為兩級旁路串聯(lián)系統(tǒng)和一級大旁 路系統(tǒng)兩種， 旁路系統(tǒng)的選擇與汽輪機的啟動方式有關， 通常汽輪機

44、采用中壓缸 啟動或高、 中壓缸聯(lián)合啟動方式時， 旁路系統(tǒng)選擇兩級旁路串聯(lián)系統(tǒng)； 汽輪機采 用高壓缸啟動方式時，旁路系統(tǒng)選擇一級大旁路系統(tǒng)。高壓旁路旁路的運行方式可分為全自動、 半自動和手動三種。 全自動方式有 對應著汽輪機的程控啟動和跟隨兩種方式； 半自動則對應著汽輪機的定壓運行方 式。程控啟動方式只用于機組的冷態(tài)啟動工況。低壓旁路系統(tǒng)的運行方式也有全自動、半自動和手動三種。在全自動方式時, 再熱熱段蒸汽壓力的設定值，分為啟動和正常運行兩種階段，由低壓旁路控制系 統(tǒng)自動給出。啟動又有冷態(tài)和熱態(tài)兩種情況，分別給定壓力設定值。第四章 軸封蒸汽系統(tǒng)的確定 軸封系統(tǒng)供汽有主蒸汽、 冷再熱蒸汽和高壓輔汽

45、三路供汽。 主蒸汽汽源作為 備用汽源，用于在輔助汽源異常時使汽輪機安全停機。軸封供汽采用三閥系統(tǒng)， 即在汽輪機所有運行工況下， 供汽壓力通過三個調節(jié)閥即主蒸汽供汽調節(jié)閥、 輔 助汽源供汽調節(jié)閥和溢流調節(jié)閥來控制， 使汽輪機在任何運行工況下均自動保持 供汽母管中設定的蒸汽壓力。 上述三個調節(jié)閥及其前截止閥和必需的旁路閥組成 三個壓力控制站。4.1 軸封蒸汽系統(tǒng)的組成及主要設備 系統(tǒng)由軸端汽封的供汽、漏汽管路，主汽閥和主汽調節(jié)閥的閥桿漏汽管路， 中壓聯(lián)合汽閥的閥桿漏汽管路以及相關設備組成。 軸封冷卻器本系統(tǒng)設置一臺 100%容量軸封冷卻器， 用于抽出最后一段軸封腔室漏汽 （或 氣），并維持該腔室微

46、負壓運行。軸封冷卻器冷卻的是汽氣混合物，冷卻用的 介質是凝結水，因此凝結水也得到了加熱（故也稱軸封加熱器） 。 軸加風機本系統(tǒng)采用兩臺 100%容量軸封風機 （其中一臺備用 ）。該風機為單級軸向進 汽式風機，帶有傳動裝置， 懸臂支撐固定于汽封冷卻器的支架上， 主軸通過聯(lián)軸 器與電機相聯(lián)， 風機采用圓形的軸向吸入口和矩形的水平排出口； 轉動裝置采用 滾動軸承。 轉子由葉輪和主軸等零件組成， 葉片和蓋板采用塞焊接結構。 葉片經 靜平衡校正，以保證轉子平衡。它的作用是將軸封漏氣經過軸封加熱器之后的乏汽 （包括混入的空氣）抽走， 并維持一定的負壓， 使軸封汽的外擋漏氣不向外冒汽， 而直接加熱軸封加熱器

47、里 的凝結水。 噴水減溫器 從軸封母管過來的蒸汽壓力、 溫度過高， 通過溫度控制站控制其噴水量， 從 而實現減溫后的蒸汽滿足低壓軸封供汽要求。 節(jié)流孔板 為保證主蒸汽供汽站、輔助汽源供汽站在機組正常運行中始終處于熱備用狀 態(tài)，在調節(jié)閥前設有帶節(jié)流孔板的旁路。節(jié)流孔版的作用一、 是暖軸封進氣管的。 因為大機組在正常運行中軸封進氣是不 使用的 .全靠高中壓缸軸封漏氣來密封低壓缸的軸封 .所以為了防止軸封進氣管路 長期不投用而變冷 ,在事故或需要緊急投用輔汽密封軸封的時候形成疏水 ,造成汽 缸進水 .所以正常情況下需要對軸封進氣管路進行暖管。二、是保證當調節(jié)閥故 障時能不使軸封汽中斷，保證軸封汽有一

48、個最小的流量。 安全閥由于到汽封系統(tǒng)的供汽壓力可能超過系統(tǒng)的設計允許壓力， 系統(tǒng)中裝有安全 閥，用以釋放可能由于調節(jié)閥的誤動作引起的超壓。 安全閥整定壓力為 0.24MPa。 BDV 閥（事故排泄閥）在緊急停機時， 高壓缸內的蒸汽會經過高中壓缸之間的中間汽封， 漏至中壓 缸，從而引起轉子飛車，所以在中間汽封引出管路，通過 BDV 閥，直接引入排 汽裝置，將高壓缸內的汽排出。 VV 閥（高壓泵通風閥）在中壓缸啟動過程中， 因高壓缸沒有進氣， 通風摩擦使轉子動葉， 隔板靜葉 溫度升高， 產生熱應力與熱變形， 此時開啟 VV 閥利用排汽裝置的負壓將高壓缸 抽成真空，控制溫度的升高。 水封 主要是防止

49、軸封加熱器失水空氣和蒸汽進入凝汽器降低真空。4.2 軸封蒸汽系統(tǒng)的功能 軸封蒸汽的主要功能是向汽輪機的軸封和主汽閥、 調節(jié)閥的閥桿汽封供送密 封蒸汽，同時將各汽封的漏氣合理導向或抽出。 在汽輪機的高壓區(qū)段， 軸封系統(tǒng) 的正常功能是防止蒸汽向外泄露， 以確保汽輪機有較高的效率； 在汽輪機的低壓 區(qū)段，則是防止外界的空氣進入汽輪機內部， 保證汽輪機有盡可能高的真空， 也 是為了保證汽輪機組的高效率。4.3 軸封蒸汽系統(tǒng)的確定 為了蒸汽向外泄漏，以確保汽輪機有較高的效率。 軸封系統(tǒng)的選取有為重要， 因此，軸封冷卻器、軸加風機、噴水減溫器、節(jié)流孔板、安全閥、 BDV 閥（事 故排泄閥）、VV閥（高壓泵

50、通風閥）、水封這些設備都必不可少。第五章 給水系統(tǒng)的確定5.1 給水系統(tǒng)類型及選擇給水系統(tǒng)是從除氧器給水箱下降管入口到鍋爐省煤器進口之間的管道、 閥門 和附件之總稱。它包括了高壓給水系統(tǒng)和低壓給水系統(tǒng)， 以給水泵為界， 給水泵 進口之前為低壓系統(tǒng)，給水泵之后為高壓系統(tǒng)。給水系統(tǒng)輸送的工質流量大、壓力高， 對發(fā)電的安全、經濟、靈活運行至關 重要。給水系統(tǒng)事故會使鍋爐給水中斷， 造成緊急停爐或降負荷運行， 嚴重時會 威脅鍋爐的安全甚至長期不能運行。 因此對給水系統(tǒng)的要求是在發(fā)電廠任何運行 方式和發(fā)生任何事故的情況下，都能保證不間斷地向鍋爐給水。給水系統(tǒng)類型的選擇與機組的類型、 容量和主蒸汽系統(tǒng)的類

51、型有關。 主要有 以下幾種類型： 單母管制系統(tǒng)該系統(tǒng)設有三根單母管， 即給水泵入口側的低壓吸水母管、 給水泵出口側的 壓力母管和鍋爐給水母管。 其中吸水母管和壓力母管采用單母管分段， 鍋爐給水 母管采用的是切換母管。備用給水泵通常布置在吸水母管和壓力母管的兩分段閥之間。按水流方向， 給水泵出口順序裝有止回閥和截止閥。 止回閥的作用是當給水泵處于熱備用狀態(tài) 或停止運行時， 防止壓力母管的壓力水倒流入給水泵， 導致給水泵倒轉而干擾了 吸水母管和除氧器的運行。 截止閥的作用是當給水泵故障檢修時， 用以切斷與壓 力母管的聯(lián)系。 為了防止給水泵在低負荷運行時， 因流量小未能將摩擦熱帶走而 導致入口處發(fā)生汽蝕的危險， 在給水泵出口閥處裝設有再循環(huán)管， 保證通過給水 泵有一最小不汽蝕流量， 通常采用一再循環(huán)母管與除氧器水箱相連， 將多余的水 通過再循環(huán)管返回除氧器。 當高壓加熱器故障切除或鍋爐啟動上水時， 可通