04機組旁路系統(tǒng)

第1章 機組旁路系統(tǒng)概述大型中間再熱機組均為單元制布置，為了便于機組起停、事故處理及特殊要求的運行方式，解決低負荷運行時機爐特性不匹配的矛盾，基本上均設有旁路系統(tǒng)。所謂的旁路系統(tǒng)是指鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽部分或全部繞過汽輪機或再熱器，通過減溫減壓設備（旁路閥）直接排入凝汽器的系統(tǒng)。旁路系統(tǒng)的作用：縮短啟動時間，改善啟動條件，延長汽輪機壽命；溢流作用；即協(xié)調機爐間不平衡汽量，溢流負荷瞬變過程中的過剩蒸汽。由于鍋爐的實際降負荷速率比汽機小，剩余蒸汽可通過旁路系統(tǒng)排至凝汽器，使機組能適應頻繁起停和快速升降負荷，并將機組壓力部件的熱應力控制在合適的范圍內。甩負荷工況下有效地保護機組；回收工質、熱量和消除噪聲污染；在機組突然甩負荷（全部或部分負荷）時，旁路快開，回收工質至凝汽器，改變此時鍋爐運行的穩(wěn)定性，減少甚至避免安全門動作。機組旁路系統(tǒng)型式：兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)；它是由高壓旁路和低壓旁路組成，這種系統(tǒng)應用廣泛，特點是高壓旁路容量為鍋爐額定蒸發(fā)量的30%~40%,對機組快速啟動特別是熱態(tài)啟動更有利。兩級并聯(lián)旁路系統(tǒng)；它是由高壓旁路和整機旁路組成，高壓旁路容量設計為10%?17%,其目的是機組啟動時保護再熱器，整機旁路容量設計為20%?30%,其目的是將各運行工況（啟動、電網(wǎng)甩符合、事故）多余蒸汽排入凝汽器，鍋爐超壓時可減少安全門動作或不動作。三級旁路系統(tǒng)；它是由高壓旁路、低壓旁路和整機旁路組成，其優(yōu)點是能適應各種工況的調節(jié)，運行靈活性高，突降符合或甩負荷時，能將大量的蒸汽迅速排往凝汽器，以免鍋爐超壓，安全門動作。但缺點是設備多、系統(tǒng)復雜、金屬耗量大、布置困難等。大旁路系統(tǒng)；鍋爐來的新蒸汽繞過汽輪機高、中、低壓缸經(jīng)減溫減壓后排入凝汽器，其優(yōu)點是系統(tǒng)簡單、投資少、方便布置、便于操作；但缺點是當機組啟動或甩負荷時，再熱器內沒有新蒸汽通過，得不到冷卻，處于干燒狀態(tài)。旁路系統(tǒng)的容量選擇旁路系統(tǒng)容量是指額定參數(shù)時旁路系統(tǒng)的通流量與鍋爐額定蒸發(fā)量的比值，即 K=Do/DnX100% 式中K一旁路容量；Do一額定參數(shù)時旁路系統(tǒng)的流量；Dn一鍋爐額定蒸發(fā)量；旁路系統(tǒng)的容量應能滿足機爐允許運行方式的要求，不同的機爐允許運行方式對旁路容量的要求是不同的。1）、啟動要求汽輪機在冷態(tài)、熱態(tài)或溫態(tài)啟動時，汽缸金屬溫度分別在不同的溫度水平上，為了滿足汽輪機不同狀態(tài)的啟動要求，使蒸汽參數(shù)與汽缸金屬溫度匹配，避免過大的熱應力，要求旁路系統(tǒng)滿足一定的通流量，來提高主、再熱蒸汽溫度和壓力，尤其是熱態(tài)啟動，汽缸金屬溫度很高，為提高蒸汽參數(shù)必須有很大的旁路容量；對于采用中壓缸啟動方式的機組，為保證負荷切換時穩(wěn)定過渡，高壓旁路容量還應選得大一些。因此，為滿足機組啟動要求，旁路系統(tǒng)容量應在30%?50%以上。2）、鍋爐最低穩(wěn)定負荷的要求

對于停機不停爐的運行工況，旁路應能排放鍋爐最低穩(wěn)定負荷的蒸汽量。在自然循環(huán)鍋爐中，負荷降低，水冷壁中工質流量減小，受到水循環(huán)被破壞的限制；對于工質一次上升的直流爐，為了保證鍋爐蒸發(fā)受熱面、過熱器和再熱器受熱面必要的冷卻，鍋爐最低負荷對旁路也有一定的要求。目前從滿足鍋爐最低負荷要求旁路系統(tǒng)容量按30%進行考慮。3）、甩負荷的要求汽輪機甩負荷以后，可以選擇不同的運行方式，如停機即停爐、停機不停爐、帶廠用電運行或汽輪機維持空轉等，若要求鍋爐過熱器安全門不動作，則旁路系統(tǒng)的容量應足夠大，通常設置為100%的高壓旁路，若允許鍋爐過熱器安全門瞬時動作，則旁路容量主要按鍋爐最低穩(wěn)燃負荷考慮，可選擇30%?50%。4）、低壓旁路的選擇在選擇低壓旁路時，應考慮：對再熱器流動狀態(tài)的干擾盡可能小，并保持凝汽器工況穩(wěn)定。當汽輪機甩負荷時，如不希望再熱器安全門動作，則低壓旁路的容量應為100%,若再熱器安全門允許瞬間開啟，則低壓旁路的容量可取為60%?70%。本機組旁路簡介我公司機組采用高、低壓二級串聯(lián)旁路系統(tǒng)。其中高壓旁路容量為40%BMCR,高壓旁路閥數(shù)量為1個，低壓旁路容量總容量為52%BMCR,低壓旁路閥數(shù)量為2個。旁路容量僅能滿足機組啟動要求，而不考慮滿足機組甩負荷要求。其旁路系統(tǒng)示意圖如下：壓旁路閥高壓旁路系統(tǒng)裝置由高壓旁路閥（高旁閥）、噴水調節(jié)閥、噴水隔離閥等組成。1.3.1.高壓旁路閥（HPBV）的設計技術規(guī)范:技術參數(shù)名稱單位設計工況冷態(tài)啟動溫態(tài)啟動熱態(tài)啟動極熱態(tài)入口蒸汽壓力MPa(a)24.28.738.731014

高壓蒸汽旁路閥入口蒸汽溫度℃538390440450485入口蒸汽流量t/h781260260330335出口蒸汽壓力MPa(a)5.0231.211.211.211.21出口蒸汽溫度℃307?220?230?240?260出口蒸汽流量t/h295292371378進/出口管道設計壓力MPa(a)26.8/5.8進/出口管道設計溫度℃548/320高壓噴水調節(jié)閥計算壓力MPa(a)30.723.9523.8923.8423.85計算溫度℃111111111111111計算流量t/h120.625.4837.7145.0843.8減溫水管道設計壓力MPa(a)34減溫水管道設計溫度℃25001—口連接管；02一閥桿—憫座；08一閥出口濾網(wǎng)；0該閥兼有減溫減壓、調節(jié)、截止的作既01—口連接管；02一閥桿—憫座；08一閥出口濾網(wǎng)；0該閥兼有減溫減壓、調節(jié)、截止的作既—閥桿^；4—閥蓋；05一閥進口濾網(wǎng)；06一閥頭;07叫二閥體；io—減溫水噴嘴；11一出口連接管1%蒸汽有上部管道引入閥進口濾網(wǎng)，經(jīng)閥頭至閥出口濾網(wǎng)，蒸汽由于縮放作用而減壓，減溫水從閥下部減溫水噴嘴進入，高溫蒸汽被減溫后進入閥后連接管道。高壓旁路閥減溫閥減溫水來自鍋爐給水泵出口母管，其壓力為30Mpa（最大為33Mpa），溫度為192℃。

高壓旁路閥的控制高旁閥的執(zhí)行機構為氣動，在失氣時，閥門處于關閉狀態(tài)并自動閉鎖。高壓旁路的控制功能：1）、主蒸汽壓力達高限時，快速開啟高旁閥防止鍋爐超壓；2）、主蒸汽壓力增長速率開啟。當壓力增長速率超過第一值時，高旁閥調節(jié)開啟，超過第二值時快速開啟,保證主蒸汽壓力變化平穩(wěn)；3）、接到汽輪機跳閘或發(fā)電機解列信號時，高旁閥迅速開啟；4）、高旁減溫水壓力達高限時，快速關閉高旁閥；5）、高旁閥后的蒸汽溫度達高限時，快速關閉高旁閥。高旁減溫水調節(jié)閥根據(jù)高旁壓力和蒸汽溫度進行調節(jié)，同時接受低旁開度和主蒸汽壓力的修正，在高旁未開的情況下減溫水調節(jié)閥強關。壓旁路閥低壓旁路系統(tǒng)裝置由低壓旁路閥（低旁閥）、噴水調節(jié)閥、噴水隔離閥、凝汽器人口減溫減壓器等組成。低壓旁路閥（LPBV）的設計技術規(guī)范:技術參數(shù)名稱單位設計工況冷態(tài)啟動溫態(tài)啟動熱態(tài)啟動極熱態(tài)低壓蒸汽旁路閥入口蒸汽壓力MPa(a)4.5211.11.11.11.1入口蒸汽溫度℃566340400?420425465入口蒸汽流量t/h826160176214215出口蒸汽壓力MPa(a)0.80.60.60.60.6出口蒸汽溫度℃171171171171171出口蒸汽流量t/h177204256265進/出口管道設計壓力MPa(a)5.3/1.6進/出口管道設計溫度℃573/250低壓噴水調節(jié)閥計算壓力MPa(a)3.43333計算溫度℃51.551.551.551.551.5計算流量t/h17284252減溫水管道設計壓力MPa(a)4.0減溫水管道設計溫度℃150注：1、表中的低壓旁路閥、低壓噴水調節(jié)閥的容量均為低壓旁路的總容量。低壓旁路閥的結構低壓旁路閥示意圖01-閥桿；02-閥桿套； 03-閥蓋；04-閥進口濾網(wǎng)；05-閥頭；06-閥座；07-閥出口濾網(wǎng)；08-閥體；09-減溫水噴嘴壓旁路閥減溫閥減溫水來自凝結水系統(tǒng)，其壓力為3.2Mpa（最大為4.0Mpa），溫度為51℃。壓旁路閥的控制低旁閥的執(zhí)行機構為氣動，在失氣時，低旁閥處于關閉狀態(tài)并自動閉鎖。低壓旁路最終是將蒸汽排入凝汽器，但當凝汽器故障時，必須立即切斷向凝汽器的排汽，低旁必須具有控制功能：（1）、根據(jù)汽輪機調節(jié)級壓力，來維持再熱蒸汽的壓力與機組負荷匹配；（2）、再熱蒸汽升壓率超過規(guī)定值時，快速開啟低壓旁路閥，維持再熱蒸汽壓力平穩(wěn)上升。（3）、凝汽器壓力達高限（即真空低）時，快速關閉低旁閥，保護凝汽器；（4）、凝汽器溫度達高限時，快速關閉低旁閥，保護凝汽器；（5）、凝汽器水位達高限時，快速關閉低旁閥，保護凝汽器；（6）、低壓旁路減溫水壓力低時，迅速關閉低旁閥。低旁減溫水調節(jié)閥根據(jù)低旁的壓力和蒸汽溫度進行調節(jié)，在低旁未開的情況下減溫水調節(jié)閥強關。組旁路系統(tǒng)的運行旁路系統(tǒng)能否正常運行，直接影響機組的運行可靠性；旁路系統(tǒng)的運行方式與汽輪機的運行方式密切相關。高壓旁路的運行方式可分為全自動、半自動、手動三種方式，全自動方式對應汽輪機的

程序啟動和跟隨兩種方式，半自動對應汽輪機的定壓運行方式。程序啟動方式只用于機組的冷態(tài)啟動，高壓旁路啟動曲線如下:號/Load/Flow100% StartSequence.80%-60%-40%-20%—ValvePositionTimt值Pmin圖1—3高壓旁路啟動曲線bf50哪鍋爐點火時，高壓旁路系統(tǒng)的控制即進入程序啟防止再熱器干燒,高旁閥就有的開度Ymin開度隨為止;噬持壓力最小設到預先設定的開度值Yramp；力Psyne式，高旁系統(tǒng)要有少量蒸汽，以度亙至主蒸汽壓力最小設定爐燃燒量的增加而開大，直鍋爐燃燒量的繼續(xù)增加，主蒸汽壓力上升至汽輪機的沖轉壓Timt值Pmin圖1—3高壓旁路啟動曲線bf50哪鍋爐點火時，高壓旁路系統(tǒng)的控制即進入程序啟防止再熱器干燒,高旁閥就有的開度Ymin開度隨為止;噬持壓力最小設到預先設定的開度值Yramp；力Psyne式，高旁系統(tǒng)要有少量蒸汽，以度亙至主蒸汽壓力最小設定爐燃燒量的增加而開