04第四章 机组旁路系统.docx

第1章 机组旁路系统1.1. 概述大型中间再热机组均为单元制布置，为了便于机组起停、事故处理及特殊要求的运行方 式，解决低负荷运行时机炉特性不匹配的矛盾，基本上均设有旁路系统所谓的旁路系统是 指锅炉所产生的蒸汽部分或全部绕过汽轮机或再热器，通过减温减压设备（旁路阀）直接排 入凝汽器的系统旁路系统的作用：（1）、缩短启动时间，改善启动条件，延长汽轮机寿命；（2）、溢流作用；即协调机炉间不平衡汽量，溢流负荷瞬变过程中的过剩蒸汽由于锅 炉的实际降负荷速率比汽机小，剩余蒸汽可通过旁路系统排至凝汽器，使机组能适应频繁起 停和快速升降负荷，并将机组压力部件的热应力控制在合适的范围内3）、甩负荷工况下有效地保护机组；（4）、回收工质、热量和消除噪声污染；在机组突然甩负荷（全部或部分负荷）时，旁 路快开，回收工质至凝汽器，改变此时锅炉运行的稳定性，减少甚至避免安全门动作机组旁路系统型式：（1）、两级串联旁路系统；它是由高压旁路和低压旁路组成，这种系统应用广泛，特点 是高压旁路容量为锅炉额定蒸发量的30%〜40%,对机组快速启动特别是热态启动更有利2） 、两级并联旁路系统；它是由高压旁路和整机旁路组成，高压旁路容量设计为 10%〜17%,其目的是机组启动时保护再热器,整机旁路容量设计为 20%〜30%,其目的 是将各运行工况（启动、电网甩符合、事故）多余蒸汽排入凝汽器,锅炉超压时可减少安全 门动作或不动作。

3） 、三级旁路系统；它是由高压旁路、低压旁路和整机旁路组成,其优点是能适应各 种工况的调节,运行灵活性高,突降符合或甩负荷时,能将大量的蒸汽迅速排往凝汽器,以 免锅炉超压,安全门动作但缺点是设备多、系统复杂、金属耗量大、布置困难等4） 、大旁路系统；锅炉来的新蒸汽绕过汽轮机高、中、低压缸经减温减压后排入凝汽 器,其优点是系统简单、投资少、方便布置、便于操作；但缺点是当机组启动或甩负荷时, 再热器内没有新蒸汽通过,得不到冷却,处于干烧状态1.2. 旁路系统的容量选择旁路系统容量是指额定参数时旁路系统的通流量与锅炉额定蒸发量的比值,即 K=Do/DnX100% 式中K—旁路容量；Do —额定参数时旁路系统的流量；Dn—锅炉额定蒸发量；旁路系统的容量应能满足机炉允许运行方式的要求,不同的机炉允许运行方式对旁路容 量的要求是不同的1 ）、启动要求汽轮机在冷态、热态或温态启动时,汽缸金属温度分别在不同的温度水平上,为了满足 汽轮机不同状态的启动要求,使蒸汽参数与汽缸金属温度匹配,避免过大的热应力,要求旁 路系统满足一定的通流量,来提高主、再热蒸汽温度和压力,尤其是热态启动,汽缸金属温 度很高,为提高蒸汽参数必须有很大的旁路容量；对于采用中压缸启动方式的机组,为保证 负荷切换时稳定过渡,高压旁路容量还应选得大一些。

因此,为满足机组启动要求,旁路系 统容量应在30%〜50%以上2）、锅炉最低稳定负荷的要求对于停机不停炉的运行工况，旁路应能排放锅炉最低稳定负荷的蒸汽量在自然循环锅 炉中，负荷降低，水冷壁中工质流量减小，受到水循环被破坏的限制；对于工质一次上升的 直流炉，为了保证锅炉蒸发受热面、过热器和再热器受热面必要的冷却，锅炉最低负荷对旁 路也有一定的要求目前从满足锅炉最低负荷要求旁路系统容量按30％进行考虑3） 、甩负荷的要求汽轮机甩负荷以后，可以选择不同的运行方式，如停机即停炉、停机不停炉、带厂用电 运行或汽轮机维持空转等，若要求锅炉过热器安全门不动作，则旁路系统的容量应足够大， 通常设置为 100％的高压旁路，若允许锅炉过热器安全门瞬时动作，则旁路容量主要按锅炉 最低稳燃负荷考虑，可选择30%〜50%4） 、低压旁路的选择在选择低压旁路时，应考虑:对再热器流动状态的干扰尽可能小，并保持凝汽器工况稳 定当汽轮机甩负荷时，如不希望再热器安全门动作，则低压旁路的容量应为100%，若再 热器安全门允许瞬间开启，则低压旁路的容量可取为60 % 〜 70 % 1.2.1. 本机组旁路简介我公司机组采用高、低压二级串联旁路系统。

其中高压旁路容量为40%BMCR,高压旁 路阀数量为1 个,低压旁路容量总容量为52%BMCR,低压旁路阀数量为2个旁路容量仅 能满足机组启动要求，而不考虑满足机组甩负荷要求其旁路系统示意图如下:锅炉CRCVHPATSVVVLPATV1.3. 高压旁路阀高压旁路系统装置由高压旁路阀（高旁阀）、喷水调节阀、喷水隔离阀等组成1.3.1. 高压旁路阀（HPBV）的设计技术规范:技术参数名称单位设计工况冷态启动温态启动热态启动极热态入口蒸汽压力MPa(a)24.28.738.731014高压蒸汽 旁路阀入口蒸汽温度C538390440450485入口蒸汽流量t/h781260260330335出口蒸汽压力MPa(a)5.0231.211.211.211.21出口蒸汽温度C307〜220〜230〜240〜260出口蒸汽流量t/h295292371378进/出口管道设计压力MPa(a)26.8/5.8进/出口管道设计温度C548/320高压 喷水 调节 阀计算压力MPa(a)30.723.9523.8923.8423.85计算温度C111111111111111计算流量t/h120.625.4837.7145.0843.8减温水管道设计压力MPa(a)34减温水管道设计温度C2501.3.2. 高压旁路阀的结构0203040107080901 —0506•阀示意图SVlIMJ! |>LI进口连接管；（2—阀杆； 9杆套；04—阀盖；05 —阀进口滤网；06 —阀头；07—阀座；08—阀出口滤网；09—阀体;10—减温水喷嘴；11—出口连接管该阀兼有减温减压、调节、截止的作用。

新蒸汽有上部管道引入阀进口滤网，经阀头至 阀出口滤网，蒸汽由于缩放作用而减压，减温水从阀下部减温水喷嘴进入，高温蒸汽被减温 后进入阀后连接管道1.3.3. 高压旁路阀减温阀减温水来自锅炉给水泵出口母管，其压力为30 Mpa （最大为33Mpa），温度为192°C1.3.4. 高压旁路阀的控制高旁阀的执行机构为气动，在失气时，阀门处于关闭状态并自动闭锁 高压旁路的控制功能：1）、主蒸汽压力达高限时，快速开启高旁阀防止锅炉超压；2）、主蒸汽压力增长速率开启当压力增长速率超过第一值时，高旁阀调节开启，超过 第二值时快速开启,保证主蒸汽压力变化平稳；3）、接到汽轮机跳闸或发电机解列信号时，高旁阀迅速开启；4）、高旁减温水压力达高限时，快速关闭高旁阀；5）、高旁阀后的蒸汽温度达高限时，快速关闭高旁阀 高旁减温水调节阀根据高旁压力和蒸汽温度进行调节，同时接受低旁开度和主蒸汽压力 的修正，在高旁未开的情况下减温水调节阀强关1.4. 低压旁路阀低压旁路系统装置由低压旁路阀（低旁阀）、喷水调节阀、喷水隔离阀、凝汽器入口减 温减压器等组成低压旁路阀（LPBV）的设计技术规范:技术参数名称单位设计工况冷态启动温态启动热态启动极热态低压烝汽 旁路阀入口蒸汽压力MPa(a)4.5211.11.11.11.1入口蒸汽温度°C566340400〜420425465入口蒸汽流量t/h826160176214215出口蒸汽压力MPa(a)0.80.60.60.60.6出口蒸汽温度C171171171171171出口蒸汽流量t/h177204256265进/出口管道设计压力MPa(a)5.3/1.6进/出口管道设计温度C573/250低压 喷水 调节 阀计算压力MPa(a)3.43333计算温度C51.551.551.551.551.5计算流量t/h17284252减温水管道设计压力MPa(a)4.0减温水管道设计温度C150注：1、表中的低压旁路阀、低压喷水调节阀的容量均为低压旁路的总容量。

1.4.1. 低压旁路阀的结构低压旁路阀示意图01－阀杆；02－阀杆套； 03－阀盖；04－阀进口滤网；05－阀头；06－阀座；07－阀出口滤网；08－阀体；09－减温水喷嘴1.4.2. 低压旁路阀减温阀减温水来自凝结水系统，其压力为3.2Mpa (最大为4.0Mpa)，温度为51°C1.4.3. 低压旁路阀的控制 低旁阀的执行机构为气动，在失气时，低旁阀处于关闭状态并自动闭锁 低压旁路最终是将蒸汽排入凝汽器，但当凝汽器故障时，必须立即切断向凝汽器的排汽，低旁必须具有控制功能：(1) 、根据汽轮机调节级压力，来维持再热蒸汽的压力与机组负荷匹配；(2) 、再热蒸汽升压率超过规定值时，快速开启低压旁路阀，维持再热蒸汽压力平稳上升3) 、凝汽器压力达高限(即真空低)时，快速关闭低旁阀，保护凝汽器；(4) 、凝汽器温度达高限时，快速关闭低旁阀，保护凝汽器；(5) 、凝汽器水位达高限时，快速关闭低旁阀，保护凝汽器；(6) 、低压旁路减温水压力低时，迅速关闭低旁阀低旁减温水调节阀根据低旁的压力和蒸汽温度进行调节，在低旁未开的情况下减温水调 节阀强关1.5. 机组旁路系统的运行 旁路系统能否正常运行，直接影响机组的运行可靠性；旁路系统的运行方式与汽轮机的运行方式密切相关。

高压旁路的运行方式可分为全自动、半自动、手动三种方式，全自动方式对应汽轮机的程序启动和跟随两种方式，半自动对应汽轮机的定压运行方式程序启动方式只用于机组的冷态启动，高压旁路启动曲线如下Pressure / Load / Flow1 （：＜：■ -Start Sequence.80 %-P一 Pressure RannpFixed pressure.Follow mode60 %-40 %-20 %-SH-Pressure PsuTurbine LoadSteam FTurbine synchr.P syncFireTirm图1—3高压旁路启动曲线bf50蚂锅炉点火时，高压炉燃7宀的开度Ymin开度随旁路系统的控制即进 防止再热器干烧，高旁阀就有 为止;；维持压力最小设定到预先设定的开度值丫胆血卩］J程序启动 并保持该最值 Pmin力 Psyne式,高旁系统要有少量蒸汽，以 度直至主蒸汽压力最小设定 然烧量的增加而开大，直锅炉燃烧量的继续增加，主蒸汽压力上升至汽轮机的冲转压…— 艺压运行方式，随着汽轮机高压调门的开度增大，高旁阀逐渐关小直至全关。