超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)

六、超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)熱力系統(tǒng)概述主蒸汽管道系統(tǒng)機(jī)組旁路系統(tǒng)回?zé)岢闅庀到y(tǒng)主凝結(jié)水系統(tǒng)給水除氧系統(tǒng)疏水系統(tǒng)超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!熱力系統(tǒng)概述定義：鍋爐、汽輪機(jī)與有關(guān)的輔助設(shè)備用管道和附件按照生產(chǎn)要求連接起來的系統(tǒng)。機(jī)、爐容量的配置機(jī)、爐容量根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃容量、負(fù)荷增長速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素選擇。選用效率高的300MW、600MW機(jī)組電廠機(jī)組總臺數(shù)不超過六臺，機(jī)組容量不超過兩種為宜。根據(jù)電力負(fù)荷的需要，采用單元制，不設(shè)備用鍋爐。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!汽輪機(jī)組銘牌出力（turbineratedcapacity,turbinename-platerating）汽輪機(jī)在額定進(jìn)汽和再熱參數(shù)工況下，排汽壓力為11.8kPa，補(bǔ)水率為3％時汽輪機(jī)組的保證出力。汽輪機(jī)組保證最大出力tuibinemaximumcontinousrating,TMCR,是指汽輪機(jī)在通過銘牌出力所保證的進(jìn)汽量、額定主蒸汽和再熱蒸汽參數(shù)工況下，并在正常的排汽壓力下4.9Kpa，補(bǔ)水率為0時，汽輪發(fā)電機(jī)達(dá)到的出力。汽輪機(jī)在調(diào)節(jié)汽門全開時valvewideopen,VWO最大計算出力是指汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門全開時通過計算最大進(jìn)汽量和額定的主蒸汽再熱蒸汽參數(shù)工況下，并在正常的排汽壓力下4.9Kpa，補(bǔ)水率為0時，汽輪發(fā)電機(jī)達(dá)到的出力。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!2N1000－25.0-600/600型汽輪機(jī)原則性熱力系統(tǒng)超超臨界、沖動式、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)。配用DG300/26.15Ⅲ型變壓直流、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、前后墻對沖燃燒、運轉(zhuǎn)層以上露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)∏型鍋爐。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!主蒸汽管道系統(tǒng)1主蒸汽管道系統(tǒng)概述從鍋爐過熱器出口聯(lián)箱至汽輪機(jī)自動主汽門之間的管道和附件以及通往用新蒸汽設(shè)備的蒸汽支管所組成的系統(tǒng)，稱為主蒸汽管道系統(tǒng)。對于再熱機(jī)組，還包括從汽輪機(jī)高壓缸排汽至鍋爐再熱汽進(jìn)口聯(lián)箱的再熱冷段管道及附件和從再熱器出口聯(lián)箱至汽輪機(jī)中壓缸進(jìn)口閥門的再熱熱段管道及其附件。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!再熱冷段管道采用了雙管－單管－雙管系統(tǒng)，高壓缸排汽經(jīng)過兩根排汽管排出，然后匯集到一根管道引到鍋爐再熱器，在進(jìn)入再熱器前又分成兩根管道，分別從兩側(cè)進(jìn)入再熱器進(jìn)口聯(lián)箱。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!3主蒸汽管道系統(tǒng)的運行高溫高壓蒸汽管道及其附件運行中容易產(chǎn)生裂紋而損壞。原因有兩個：一是高溫蠕脹，即管道及其附件經(jīng)過長期高溫高壓運行逐漸產(chǎn)生裂紋，最后導(dǎo)致破裂。二是機(jī)組啟停時管道及其附件中工質(zhì)溫度的改變，使管道承受溫差熱應(yīng)力，在交變應(yīng)力的作用下，材料產(chǎn)生疲勞形成裂紋，最后導(dǎo)致破裂。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!機(jī)組溫態(tài)熱態(tài)啟動時，汽輪機(jī)本體內(nèi)部的金屬溫度較高，而汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)的條件要求主蒸汽、再熱蒸汽溫度應(yīng)該高于高、中壓內(nèi)下缸壁溫約50度。因此鍋爐升溫升壓速度比較快，這時應(yīng)該盡快投入旁路系統(tǒng)，提高主蒸汽再熱蒸汽溫度，以滿足汽輪機(jī)對蒸汽參數(shù)的要求。由于停機(jī)時主蒸汽再熱蒸汽管道冷卻速度比汽輪機(jī)冷卻快，管道溫度低一些，所以熱態(tài)啟動暖管時，也要注意控制管道溫升率。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!3）故障甩負(fù)荷汽輪機(jī)帶廠用電或空載運行、停機(jī)不停爐的情況下，鍋爐維持最低穩(wěn)定燃燒負(fù)荷運行，一般只維持0.5-1小時，故障排除后，立即向汽輪機(jī)供汽。應(yīng)盡快投入旁路系統(tǒng)，排放多余蒸汽，協(xié)調(diào)機(jī)爐運行，同時可以避免鍋爐安全閥動作。在鍋爐故障停機(jī)停爐的情況下，投入旁路系統(tǒng)，排放多余蒸汽，回收工質(zhì)，也可避免鍋爐安全閥動作或減少動作安全閥個數(shù)。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!機(jī)組旁路系統(tǒng)1旁路系統(tǒng)及其作用旁路系統(tǒng)主要是協(xié)調(diào)鍋爐和汽機(jī)用汽量間的不平衡，在機(jī)組啟動期間，對過熱器和再熱器進(jìn)行預(yù)熱，加快啟動速度。在機(jī)組甩負(fù)荷時，將剩余蒸汽通過旁路系統(tǒng)，使鍋爐過渡工況運行穩(wěn)定。2旁路系統(tǒng)的形式一級旁路或高壓旁路：新蒸汽繞過汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)入再熱冷段。二級旁路或低壓旁路：通過與汽輪機(jī)中、低壓缸并聯(lián)的管道，再熱后的蒸汽繞過中、低壓缸進(jìn)入凝汽器整機(jī)大旁路：新蒸汽繞過整個汽輪機(jī)進(jìn)入凝汽器。三級旁路：兩級串聯(lián)旁路和大旁路三用閥旁路：高低壓旁路串聯(lián)，高旁容量100％，低壓旁路60－70％。高壓旁路閥有啟動調(diào)節(jié)閥、減壓閥和安全閥的作用。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!回?zé)岢闅庀到y(tǒng)回?zé)岢槠艿酪粋?cè)是汽輪機(jī)，一側(cè)是具有一定水位的加熱器和除氧器。汽輪機(jī)負(fù)荷突然降低和甩負(fù)荷時，可能使蒸汽和水倒流入汽輪機(jī)，引起汽輪機(jī)超速和水擊。措施：裝設(shè)液動或氣動止回閥。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!給水除氧系統(tǒng)主給水除氧器系統(tǒng)是指除氧器與鍋爐省煤器之間的設(shè)備、管路及附件等。主要作用是將除氧器水箱中的主凝結(jié)水通過給水泵提高壓力，經(jīng)過高加后，送到省煤器。給水系統(tǒng)還提供鍋爐再熱器減溫水、過熱器減溫水以及汽輪機(jī)高壓旁路裝置的減溫水。給水中的氧氣會腐蝕熱力設(shè)備和管道，水中二氧化碳會加速氧的腐蝕。所有不凝結(jié)氣體在換熱設(shè)備中均會使熱阻增加，傳熱效果惡化。單元制給水系統(tǒng)管道短，閥門少，阻力小，可靠性高，便于集中控制。給水系統(tǒng)一般配兩臺50％容量的汽動給水泵，一臺30％容量的電動給水泵。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!美國設(shè)計的大容量火電機(jī)組（核電機(jī)組除外）都要求汽輪機(jī)組應(yīng)具有在調(diào)節(jié)汽門全開和所有回?zé)峒訜崞魅客哆\的條件下，可超壓5％，5％overpressure,5%OP連續(xù)運行的能力，以適應(yīng)調(diào)峰的需要。此運行方式下，又可增加5%的通流能力，出力也比vwo工況下再增加4.5％。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!機(jī)組有8段不可調(diào)整抽汽，高壓缸兩段抽汽，分別作為1.2號高加的加熱蒸汽，中壓缸兩段抽汽，作為3號高加和除氧器的加熱蒸汽，低壓缸有四段抽汽，分別作為5-8號低加加熱抽汽?；?zé)嵯到y(tǒng)為“三高四低一除氧”。三臺高加均設(shè)有內(nèi)置式過熱蒸汽冷卻段和疏水冷卻段，均為雙列布置，四臺低加均設(shè)有內(nèi)置式疏水冷卻段。高加疏水采用逐級自流，最后流入除氧器，低加疏水采用疏水自流，最后流入凝汽器。給水系統(tǒng)裝有兩臺50％容量的汽動調(diào)速給水泵，驅(qū)動小汽機(jī)為凝汽式，汽源來源于三段抽汽。系統(tǒng)設(shè)置一臺軸封加熱器及兩臺軸封風(fēng)機(jī)（其中一臺備用），軸封加熱器的疏水自流入凝汽器。額定工況下該機(jī)組熱耗率為7355kj/kg。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!2典型1000MW機(jī)組的主蒸汽系統(tǒng)和再熱蒸汽系統(tǒng)主蒸汽管道和再熱熱段管道均采用雙管系統(tǒng)。在鍋爐過熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)各有一根主蒸汽引出管，到主汽門前每一根蒸汽管道再分成兩根管道，經(jīng)過四個自動主汽門和調(diào)速汽門進(jìn)入汽輪機(jī)左右兩側(cè)，在鍋爐過熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)的主蒸汽管道上，各連接一路放氣管（啟動放氣用）、一個彈簧式安全閥和一個電磁式安全閥，靠近主汽門前兩側(cè)主蒸汽管道上，裝設(shè)疏水管和暖管用的疏汽管道。在鍋爐再熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)各引出一根再熱熱段管道，分別引入對稱布置的兩個中壓聯(lián)合汽門，從兩側(cè)進(jìn)入汽輪機(jī)中壓缸。在主蒸汽管道和再熱熱段管道上均設(shè)置了中間聯(lián)絡(luò)管，以減少汽輪機(jī)高、中壓缸兩側(cè)主蒸汽和再熱蒸汽的溫度偏差。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!該系統(tǒng)高壓缸排汽管道上不設(shè)逆止門，原因是機(jī)組采用一級旁路系統(tǒng)，如果采用兩級旁路系統(tǒng)，在機(jī)組甩負(fù)荷時，高壓旁路閥將被打開，主蒸汽經(jīng)過高壓旁路流到再熱冷段管道，為了防止主蒸汽倒灌入高壓缸，高壓缸排汽管上必須設(shè)置逆止門，如果采用一級旁路系統(tǒng)，則沒有必要設(shè)置高排逆止門。取消高排逆止門后，在機(jī)組啟動和低負(fù)荷運行時，可以防止高排逆止門頻繁開關(guān)而產(chǎn)生的損傷；取消高排逆止門后，通風(fēng)管道設(shè)置在高壓導(dǎo)汽管路上，在機(jī)組甩負(fù)荷時，冷段再熱汽通過通風(fēng)管道引到高壓缸，防止高壓部分超溫；取消高排逆止門后，機(jī)組啟動時，為減少預(yù)暖過程中輔助蒸汽的消耗，主汽導(dǎo)管二次疏水閥門、高壓缸二次疏水閥、中聯(lián)閥疏水門上閥座疏水閥、中壓缸冷卻蒸汽關(guān)斷閥進(jìn)口二次疏水閥、中壓缸冷卻蒸汽關(guān)斷閥出口二次疏水閥等必須處于部分開啟狀態(tài)。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!1）機(jī)組啟動時冷態(tài)啟動時，機(jī)爐和蒸汽管道的金屬溫度比較低，鍋爐點火后，應(yīng)開啟主蒸汽管道上的所有暖管疏水閥進(jìn)行暖管。在暖管過程中要監(jiān)視管道內(nèi)外壁溫差不能太大，采用調(diào)節(jié)疏水閥開度的方法控制管壁溫升率在規(guī)定范圍內(nèi)，避免管道因為熱脹不均而引起裂紋。當(dāng)鍋爐汽壓上升，煙氣溫度增加到再熱器需要通汽冷卻時，應(yīng)該投入旁路系統(tǒng)運行。旁路系統(tǒng)投運后，應(yīng)開啟再熱熱段管道上全部低位點的疏水閥，進(jìn)行暖管，此時同樣要控制再熱蒸汽管道系統(tǒng)的管壁溫升率在允許范圍內(nèi)。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!2）機(jī)組正常運行時此時旁路系統(tǒng)應(yīng)該處于熱備用狀態(tài)，以便需要時及時投運。主蒸汽系統(tǒng)按照機(jī)組負(fù)荷，提高參數(shù)符合要求的蒸汽，根據(jù)汽輪機(jī)負(fù)荷的變化，由高壓缸的調(diào)節(jié)汽門控制進(jìn)汽量、中壓缸的調(diào)節(jié)汽門全開，不調(diào)節(jié)進(jìn)汽量。中壓缸進(jìn)汽量隨高壓缸排汽量而定。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!4)停機(jī)不論采用滑參數(shù)停機(jī)方式還是正常停機(jī)方式，為了使汽輪機(jī)溫差、脹差不超限，應(yīng)嚴(yán)格控制主蒸汽、再熱蒸汽的溫降率在允許范圍內(nèi)。采用滑參數(shù)停機(jī)時，還應(yīng)該注意主蒸汽要有不小于50度的過熱度。機(jī)組停運時，通過鍋爐蒸發(fā)量大于汽輪機(jī)汽耗量，投入旁路系統(tǒng)，將多余蒸汽排入凝汽器，可以協(xié)調(diào)機(jī)爐停用，回收工質(zhì)。如果長時間停用，應(yīng)放盡管道中的積水，并進(jìn)行防腐保護(hù)。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!31000MW機(jī)組旁路系統(tǒng)的設(shè)置大旁路：優(yōu)點系統(tǒng)簡單、投資少，便于操作。缺點是再熱系統(tǒng)啟動受限制。三級旁路系統(tǒng)復(fù)雜，鋼材耗量大，現(xiàn)在已經(jīng)基本不用。兩級串聯(lián)旁路：可以保護(hù)再熱器，得到普遍應(yīng)用。三用閥對熱控和調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求高，液壓控制難度大，功耗高，投資貴。設(shè)計上違反國家有關(guān)規(guī)程規(guī)定?；矩?fù)荷用簡單旁路，調(diào)峰機(jī)組尤其是兩班制機(jī)組，每天需要熱態(tài)啟動，選用啟停損失小，便于調(diào)節(jié)的兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)。超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!主凝結(jié)水系統(tǒng)主凝結(jié)水系統(tǒng)的組成和作用把凝結(jié)水從凝汽器熱井送到除氧器。同時提供有關(guān)設(shè)備的減溫水、密封水、冷卻水和控制水。還補(bǔ)充熱力循環(huán)過程中的汽水損失。主凝結(jié)水系統(tǒng)一般由凝結(jié)水泵、軸封加熱器低加等主要設(shè)備和管道組成。凝泵后一般有除鹽裝置。國產(chǎn)機(jī)組由于除鹽裝置耐壓條件的限制，凝結(jié)水采用二級升壓，因此除鹽裝置后一般還裝設(shè)凝結(jié)水升壓泵。低加有主凝結(jié)水旁路，設(shè)置凝結(jié)水最小流量再循環(huán)