主再熱蒸汽及旁路系統(tǒng)介紹

1、 主再熱蒸汽及旁路系統(tǒng)介紹本機(jī)組的主蒸汽系統(tǒng)采用雙管一單管雙管布置。 主蒸汽由鍋爐過熱器出口集箱經(jīng)兩根支管接出，匯流成一根單管通往汽輪機(jī)房，在進(jìn)汽輪機(jī)前用一個(gè)45°斜三通分為兩根管道，分別接至汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)口的左右側(cè)主汽門。汽輪機(jī)高壓缸兩側(cè)分別設(shè)一個(gè)主汽門。主汽門直接與汽輪機(jī)調(diào)速汽門蒸汽室相連接主汽門的主要作用是在汽輪機(jī)故障或甩負(fù)荷時(shí)迅速切斷進(jìn)入汽輪機(jī)的主蒸汽。 汽輪機(jī)正常停機(jī)時(shí)， 主汽門也用于切斷主蒸汽， 防止水或主蒸汽管道中其它雜物進(jìn)入主汽門區(qū)域。 一個(gè)主汽門對(duì)應(yīng)兩個(gè)調(diào)速汽門。 調(diào)速汽門用于調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量， 以適應(yīng)機(jī)組負(fù)荷變化的需要。汽輪機(jī)進(jìn)口處的自動(dòng)主汽門具有可靠的嚴(yán)

2、密性，因此主蒸汽管道上不裝設(shè)電動(dòng)隔離門。這樣，既減少了主蒸汽管道上的壓損，又提高了可靠性，減少了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。在鍋爐過熱器的出口左右主蒸汽管上各設(shè)有一只彈簧安全閥，為過熱器提供超壓保護(hù)。該安全閥的整定值低于屏式過熱器入口安全閥， 以便超壓時(shí)過熱器出口安全閥的開啟先于屏式過熱器入口安全閥，保證安全閥動(dòng)作時(shí)有足夠的蒸汽通過過熱器，防止過熱器管束超溫。所有安全閥裝有消音器。在過熱器出口主汽管上還裝有兩只電磁泄壓閥，作為過熱器超壓保護(hù)的附加措施設(shè)置電磁泄壓閥的目的是為了避免彈簧安全閥過于頻繁動(dòng)作， 所以電磁泄壓閥的整定值低于彈簧安全閥的動(dòng)作壓力。運(yùn)行人員還可以在控制室內(nèi)對(duì)其進(jìn)行操作。電磁泄壓閥前裝設(shè)一

3、只隔離閥，以供泄壓閥隔離檢修。主蒸汽管道上設(shè)有暢通的疏水系統(tǒng)， 它有兩個(gè)作用。 其一是在停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)， 及時(shí)排除管道內(nèi)的凝結(jié)水。另一個(gè)更重要的作用是在機(jī)組啟動(dòng)期間使蒸汽迅速流經(jīng)主蒸汽管道，加快暖管升溫，提高啟動(dòng)速度。疏水管的管徑應(yīng)作合適選擇，以滿足設(shè)計(jì)的機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間要求。管徑如果太小，會(huì)減慢主蒸汽管道的加熱速度，延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間，而如果太大，則有可能超過汽輪機(jī)的背包式疏水?dāng)U容器的承受能力。本機(jī)組的冷再熱蒸汽系統(tǒng)也采用雙管一單管雙管布置。汽輪機(jī)高壓缸兩側(cè)排汽口引出兩根支管，匯集成一根單管，到再熱器減溫器前再分成雙管，分別接到鍋爐再熱器入口集箱的兩個(gè)接口。主管上裝有氣動(dòng)逆止閥（高排逆止門）。其主要

4、作用是防止高壓排汽倒入汽機(jī)高壓缸，引起汽機(jī)超速。氣動(dòng)控制能夠保證該閥門動(dòng)作可靠迅速。冷再熱蒸汽管道上裝有水壓試驗(yàn)堵板，以便在再熱器水壓試驗(yàn)時(shí)隔離汽輪機(jī)，防止汽輪機(jī)進(jìn)水。冷再熱蒸汽管道在逆止閥后接出若干支管。它們分別通往輔助蒸汽系統(tǒng)、汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)、#2高壓加熱器、驅(qū)動(dòng)給水泵的小汽輪機(jī)。冷再熱蒸汽是輔助蒸汽系統(tǒng)和小汽輪機(jī)在機(jī)組低負(fù)荷時(shí)的備用汽源。 在通往兩臺(tái)小汽輪機(jī)的支路上分別設(shè)置逆止閥和電動(dòng)隔離閥， 閥門前后設(shè)疏水點(diǎn)。本機(jī)組的熱再熱蒸汽系統(tǒng)同樣采用雙管一單管一雙管布置。 高溫再熱蒸汽由鍋爐再熱器出口集箱經(jīng)兩根支管接出， 匯流成一根單管通向汽輪機(jī)中壓缸， 在汽輪機(jī)中壓聯(lián)合汽門前用一個(gè)45

5、6;斜三通分為兩根管道，分別接至汽輪機(jī)左右側(cè)中壓聯(lián)合汽門。由于再熱蒸汽壓損對(duì)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性影響比新蒸汽還大，采用單管系統(tǒng)更能夠有效地降低壓損，保障蒸汽的做功能力。此外，還能消除進(jìn)入汽輪機(jī)中壓缸的高溫再熱蒸汽的溫度偏差。本機(jī)組給水泵汽輪機(jī)備用汽源采用冷再熱蒸汽，在進(jìn)入高壓進(jìn)汽閥之前，設(shè)有電動(dòng)隔離閥，在正常運(yùn)行時(shí)處于開啟狀態(tài)，使管道處于熱備用。主蒸汽管道，高、低溫再熱蒸汽管道均考慮有適當(dāng)?shù)氖杷c(diǎn)和相應(yīng)的動(dòng)力操作的疏水閥(在低溫再熱蒸汽管道上還設(shè)有疏水閥)以保證機(jī)組在啟動(dòng)暖管和低負(fù)荷或故障條件下能及時(shí)疏盡管道中的冷凝水，防止汽輪機(jī)進(jìn)水事故的發(fā)生。每一根疏水管道都單獨(dú)接到凝汽器。主蒸汽管道的主管采用按

6、美國(guó) ASTM A335P91 或 P92 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的無縫內(nèi)徑管鋼管， 其它管道采用 ASTM A335P91 無縫鋼管。再熱（熱段）蒸汽管道的主管采用按美國(guó) ASTM A335 P91 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的無縫鋼管（內(nèi)徑管） ，其它管道（疏水管道）采用 ASTM A335P91 無縫鋼管。再熱（冷段）蒸汽管道采用按美國(guó) ASTM A691 Cr1-1/4CL22 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的電熔焊鋼管，其它管道（2 號(hào)高加供汽、小機(jī)供汽、軸封蒸汽、疏水管道）采用 ASTM A335P11 無縫鋼管。系統(tǒng)內(nèi)的各種閥門（包括主汽閥、調(diào)節(jié)閥、止回閥、疏水閥、安全閥）控制可靠、開啟靈活、關(guān)閉嚴(yán)密，是保證系統(tǒng)正常工作的最基本條件

7、。1、高排逆止門：掛閘后先給高排逆止門一個(gè)開指令，DCS畫面顯示開了，其實(shí)打開的只是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即高排逆止門是自由狀態(tài)，而真正要打開它要有足夠的蒸汽流量、壓力。也就是就地并未開啟，這叫釋放高排，當(dāng)高排壓力達(dá)到一定壓力才會(huì)開。此門設(shè)置的目的是在汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)，高排逆止門關(guān)閉，防止冷再管內(nèi)倒汽進(jìn)入汽機(jī)引起汽機(jī)超速；（為什么會(huì)引起超速？是因?yàn)楦吲拍嬷归T漏汽倒入高壓缸的后果只會(huì)使轉(zhuǎn)子正向沖動(dòng)，汽輪機(jī)不會(huì)發(fā)生倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這種情況在發(fā)生機(jī)組甩負(fù)荷（如發(fā)電機(jī)解列），機(jī)組打閘后有可能加劇轉(zhuǎn)速的上升甚至引起超速事故的發(fā)生。當(dāng)機(jī)組還未沖轉(zhuǎn)（盤車階段）時(shí)，由于高排逆止門的泄漏，使一部分蒸汽倒入高壓缸的最后一列動(dòng)葉處，由

8、于動(dòng)葉和靜葉的安裝方向都是正向的，此時(shí)漏入蒸汽的方向與葉片安裝方向相反，而且先進(jìn)入的是動(dòng)葉，而不是靜葉，所以這部分漏汽根本無法膨脹做功，根據(jù)流道速度三角形原理也可以得出見證。那么同時(shí)這些漏汽就會(huì)通過各級(jí)間隙流向高壓缸的進(jìn)汽側(cè)（調(diào)節(jié)級(jí)側(cè)），又按照正常流向通過前幾級(jí)的靜葉膨脹加速來沖動(dòng)動(dòng)葉，此時(shí)蒸汽流向是向著高排處，由于已經(jīng)作功后參數(shù)下降（壓力低于高排處倒汽壓力），又會(huì)和不斷漏入高壓缸的蒸汽重新通過間隙流到前幾級(jí)作功，這樣反復(fù)循環(huán)流動(dòng)作功，使汽機(jī)轉(zhuǎn)子一直處于正向旋轉(zhuǎn)。那么同時(shí)這些漏汽就會(huì)通過各級(jí)間隙流向高壓缸的進(jìn)汽側(cè)，通過前幾級(jí)的靜葉膨脹加速來沖動(dòng)動(dòng)葉，此時(shí)蒸汽流向是向著高排處，”=“漏汽從各級(jí)間

9、隙流向高壓缸進(jìn)汽側(cè)，到了進(jìn)汽側(cè)后又按照正常的順序，從進(jìn)汽側(cè)膨脹做功，到排汽側(cè)又與新漏進(jìn)來的蒸汽混合，重復(fù)剛才的過程”） 另一個(gè)目的是在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，高排逆止門關(guān)閉，通風(fēng)閥開啟，通風(fēng)管路使高壓汽缸處于真空狀態(tài)，以防止高壓后幾級(jí)部件超溫； 再一個(gè)目的是在冷再管內(nèi)積水的情況下(開停機(jī)時(shí)疏水不暢、在高加滿水保護(hù)失靈的情況下高加漏水進(jìn)入冷再管、再熱器的減溫水等)防止這些水從高壓缸排汽端進(jìn)入汽輪機(jī)。在冷再管上的高排逆止門前后，各裝有排往凝汽器背包式疏水?dāng)U容器的電動(dòng)疏水閥，作為汽機(jī)開停機(jī)時(shí)疏水使用。2、抽氣逆止門工作原理正常運(yùn)行時(shí)電磁閥帶電打開，氣源由下圖路徑進(jìn)入氣缸，將氣缸彈簧壓縮，使氣缸驅(qū)動(dòng)桿上升，使逆

10、止門控制機(jī)構(gòu)打開，當(dāng)工質(zhì)（抽汽）壓力達(dá)到可以推動(dòng)閥板時(shí)，逆止門才真正打開。注：闞山電廠沒有手動(dòng)實(shí)驗(yàn)閥；兩位三通電磁閥，一個(gè)壓力口（P)連接壓縮空氣，一個(gè)排大氣口(A)直通大氣，一個(gè)設(shè)備口(B)連接氣動(dòng)裝置。在沒有閥芯的情況下，這三個(gè)口是聯(lián)通的。閥芯有電磁鐵實(shí)現(xiàn)位的變化，兩位即有兩個(gè)位置，一個(gè)位PB口間聯(lián)通，一個(gè)位BA口間聯(lián)通。正常情況下，最上面的電磁閥動(dòng)作可以實(shí)現(xiàn)氣缸的進(jìn)排氣。中間的那個(gè)閥是手動(dòng)的，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。最下面的那個(gè)受上面兩個(gè)的控制。2、機(jī)組運(yùn)行異?；蚩刂葡到y(tǒng)自身異常時(shí)，電磁閥斷電或氣源失氣，汽缸失去氣源供應(yīng)從而受彈簧壓縮，汽缸推桿下行，使閥門趨于關(guān)閉，如下圖所示：在機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間正常

11、運(yùn)行，抽汽用戶也一直正常的情況下，抽汽止回閥將長(zhǎng)時(shí)間處于開啟位置不動(dòng)，為了檢查執(zhí)行器是否動(dòng)作，可以人為地從控制系統(tǒng)給出一個(gè)關(guān)閉信號(hào)（電信號(hào)）或切斷閥門空氣過濾減壓器前的關(guān)斷閥，同時(shí)派人在現(xiàn)場(chǎng)查看執(zhí)行器是否有動(dòng)作。（注意，在正常運(yùn)行時(shí)，即使有關(guān)閉信號(hào)，由于內(nèi)部閥板受到蒸汽的推力大于執(zhí)行器所提供的壓力，執(zhí)行機(jī)構(gòu)也無法將閥門完全關(guān)閉，只能看到推桿略微向下移動(dòng)，即有關(guān)閉閥門的趨勢(shì)。）作為選項(xiàng)，也可以裝配帶有手動(dòng)試驗(yàn)功能的附件，在就地手動(dòng)按下試驗(yàn)按鈕時(shí)，使汽缸放氣，趨于關(guān)閉，如下圖所示： 圖4：手動(dòng)試驗(yàn)狀態(tài)旁路系統(tǒng)一、 汽輪機(jī)旁路概述 汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)是與汽輪機(jī)并聯(lián)的蒸汽減溫減壓系統(tǒng)。它由蒸汽旁路閥門、旁

12、路閥門控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和旁路蒸汽管道組成。其作用是將鍋爐產(chǎn)生的蒸汽不經(jīng)過汽輪機(jī)而引到下一級(jí)壓力和溫度的蒸汽管道或冷凝器。 二、 蒸汽旁路系統(tǒng)有兩種：一種是將鍋爐產(chǎn)生的蒸汽直接引入冷凝器，這種旁路系統(tǒng)稱為大旁路。另一種是由高、低壓兩級(jí)旁路系統(tǒng)組成：旁路汽輪機(jī)的高壓缸而將蒸汽從鍋爐引入再熱器的稱為高壓旁路；旁路汽輪機(jī)的中、低壓缸而將蒸汽從再熱器出口引入冷凝器的稱為低壓旁路。闞山電廠采用第一種一級(jí)旁路系統(tǒng)，旁路容量為35%BMCR，選用二只美國(guó)CCI氣動(dòng)調(diào)節(jié)減壓閥，經(jīng)二級(jí)減溫后進(jìn)入凝汽器。機(jī)組的啟動(dòng)方式為高壓缸啟動(dòng)，旁路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)只考慮機(jī)組的啟停功能，不考慮甩負(fù)荷工況。三、 汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)功能 1

13、改善機(jī)組啟動(dòng)性能，縮短啟動(dòng)時(shí)間 在啟動(dòng)過程中，旁路控制系統(tǒng)控制旁路閥門打開，使旁路系統(tǒng)作為鍋爐的負(fù)載以便鍋爐以較大的燃燒率啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速升溫，升壓，并將多余的蒸汽由旁路閥門直接引入冷凝器，可以使中間再熱機(jī)組作為調(diào)峰機(jī)組，參與一次調(diào)頻。其目的是為改善機(jī)組的啟動(dòng)特性而設(shè)置的.可以提高鍋爐在啟動(dòng)過程中的燃燒率;使蒸汽溫度與汽輪機(jī)缸溫得到最佳匹配;從而縮短機(jī)組啟動(dòng)的時(shí)間,減少壽命損耗. 2減少汽輪機(jī)熱應(yīng)力 采用兩班制或調(diào)峰運(yùn)行的機(jī)組，啟停頻繁，由于鍋爐和汽輪機(jī)的加熱、冷卻特性不同，使得在重新沖轉(zhuǎn)時(shí)，鍋爐出口的蒸汽溫度與汽輪機(jī)的金屬溫度不匹配，從而造成汽輪機(jī)大型金屬部件的熱應(yīng)力疲勞。采用旁路控制系統(tǒng)可以

14、使鍋爐汽溫與汽輪機(jī)金屬盡可能匹配。 3提高機(jī)組負(fù)荷適應(yīng)性 正常運(yùn)行的機(jī)組快速降負(fù)荷時(shí)，汽輪機(jī)快速關(guān)小調(diào)節(jié)閥門。這樣，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量和汽輪機(jī)通流量之間就會(huì)不平衡。旁路控制系統(tǒng)控制旁路閥門排放多余的蒸汽，維持鍋爐側(cè)的汽水平衡。4事故工況下，保護(hù)機(jī)組，回收工質(zhì) 在發(fā)電機(jī)甩去全負(fù)荷或汽輪機(jī)故障停機(jī)時(shí)，旁路門迅速打開，防止超溫超壓，同時(shí)減少或避免鍋爐再熱器安全門起跳，避免了汽水損失，回收了工質(zhì)，提高了經(jīng)濟(jì)性。四、 汽輪機(jī)旁路的操作及規(guī)定（以闞山電廠為例）1、 旁路投入前的檢查1.1 凝汽器真空在72Kpa以上，壓縮空氣壓力正常。1.2 檢查旁路系統(tǒng)預(yù)熱管道閥門開啟且暢通。1.3 檢查高旁閥前疏水閥開啟

15、。1.4 檢查減溫水壓力正常。2.1 機(jī)組啟動(dòng)時(shí)投入與停止1) 檢查旁路具備投入條件；2) 檢查主蒸汽壓力達(dá)到0.7MPa；3) 檢查旁路閥在自動(dòng)位置；4) 在DCS上按STR MODE（啟動(dòng)模式）5) 檢查旁路閥動(dòng)作正常，當(dāng)旁路閥開度大于2%時(shí)，減溫水隔離門、調(diào)節(jié)門自動(dòng)開啟。6) 旁路后溫度小于160，壓力小于0.6MPa。7) 當(dāng)主蒸汽壓力達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)壓力后，檢查旁路應(yīng)處于定壓方式。8) 當(dāng)機(jī)組負(fù)荷達(dá)到200MW時(shí)，可以停止旁路系統(tǒng)運(yùn)行，緩慢關(guān)閉旁路閥，檢查減溫水閥自動(dòng)關(guān)閉，關(guān)閉預(yù)暖閥。3.2 機(jī)組停止時(shí)的投入與停止1) 檢查旁路具備投入條件；2) 檢查旁路閥在自動(dòng)位置；3) 機(jī)組負(fù)荷小于200MW時(shí)，在DCS上按SHUTDN MODE（停機(jī)模式）；4) 檢查各閥門動(dòng)作正常。5) 鍋爐停止后，根據(jù)情況關(guān)閉旁路。6) 檢查減溫水閥自動(dòng)關(guān)閉。4、旁路系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)定4.1 旁路系統(tǒng)電動(dòng)總門在旁路系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)保持全開狀態(tài)，在旁路系統(tǒng)退出運(yùn)行后關(guān)閉，非緊急情況下嚴(yán)禁用電動(dòng)總門（系統(tǒng)圖上未畫出）切斷旁路管道蒸汽。4.2 高壓旁路手動(dòng)控制開啟時(shí)必須先開減壓閥，后開減溫水閥。關(guān)閉時(shí)必須先關(guān)減溫水閥，后關(guān)減壓閥。4.3 高旁閥關(guān)閉時(shí)，減溫水閥應(yīng)關(guān)閉，否則手動(dòng)強(qiáng)制關(guān)閉減溫水閥。4.4 汽機(jī)凝汽器真空低于67KPa或破壞真空緊急停機(jī)時(shí)，不得開啟旁路閥。5、 旁路系統(tǒng)的運(yùn)行