主再熱蒸汽及旁路系統(tǒng)介紹之歐陽學(xué)創(chuàng)編

1、主再熱蒸汽及旁路系統(tǒng)介紹創(chuàng)作：歐陽學(xué)時間：2021.03. 03本機(jī)組的主蒸汽系統(tǒng)采用雙管一單管一雙管布宣。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，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。一個主汽門對應(yīng)兩個調(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)

2、荷變化的需要。汽輪機(jī)進(jìn)口處的自動主汽門具有可 靠的嚴(yán)密性，因此主蒸汽管道上不裝設(shè)電動隔離門。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，保證安全閥動作時有足 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作，所以電磁泄壓 閥的整定值低于

3、彈簧安全閥的動作壓力。運(yùn)行人員還可以 在控制室內(nèi)對其進(jìn)行操作。電磁泄壓閥前裝設(shè)一只隔離 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)，它有兩個作用。 其一是在停機(jī)后一段時間內(nèi)，及時排除管道內(nèi)的凝結(jié)水。 另一個更瑩要的作用是在機(jī)組啟動期間使蒸汽迅速流經(jīng)主 蒸汽管道，加快暖管升溫，提高啟動速度。疏水管的管徑 應(yīng)作合適選擇，以滿足庁殳計的機(jī)組啟動時間 要求。管徑如 果太小，會減慢主蒸汽管道的加熱速度，延長啟動時間， 而如果太大，則有可芳邑超過汽輪機(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)也釆用雙管一單管一雙管布 宣。汽輪機(jī)高壓缸兩側(cè)須e汽 口引 出兩根支管，匯集成一根 單管，

4、到再熱器減溫器前再分成雙管，分別接到鍋爐再熱 器入口集箱的兩個接口。主管上裝有氣動逆止閥（高排逆 止門）。其主要作用是防止高壓排汽倒入汽機(jī)高壓缸，弓i 起汽機(jī)超速。氣動控制芳邑夠保證該閥門動作可靠迅速。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) 荷時的備用汽源。在通往兩臺小汽輪機(jī)的支路上分別設(shè)宣 逆止閥和電動隔離閥，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

5、。高溫再熱蒸汽由鍋爐再熱器出口集箱經(jīng)兩根支管接 出，三匚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 45°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)有電動隔離閥，在正常運(yùn)行時處于 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)?疏水點(diǎn)和相應(yīng)的動力操作的疏水閥（在低溫再熱蒸汽管道 上還設(shè)有疏水閥）

6、以保證機(jī)組在啟動暖管和低負(fù)荷或故障 條件下育邑及時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美國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 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 astm a691 crl- 1/4cl22標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的電熔焊鋼管，其它管道（2號高加供 汽、小機(jī)供汽、軸封蒸汽、疏水管道）采用 astm a335p1

7、1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）控制可命、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。1、高排逆止門：掛閘后先給高排逆止門一個開指令，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，這叫茅幸放高須e, 當(dāng)高須e壓力達(dá)到一定壓力才會 開。此門設(shè)置的目的是在汽輪機(jī)甩負(fù)荷時，高排逆止門關(guān) 閉，防止冷再管內(nèi)倒汽進(jìn)入汽機(jī)弓i起汽機(jī)超速；（為什么 會弓i起超速?是因?yàn)楦呖芿逆止門漏汽倒入高壓缸的后果只 會使轉(zhuǎn)子正向沖動，汽輪機(jī)不會發(fā)生倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這種情況 在發(fā)生機(jī)組甩負(fù)

8、荷（如發(fā)電機(jī)解列），機(jī)組打閘后有可育邑 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，由于高排逆止門的泄漏，丁吏_部分蒸 汽倒入高壓缸的最后一列動葉處，由于動葉和舲葉的安裝 方向都是正向的，此時漏入蒸汽的方向與葉片安裝方向相 反，而且先進(jìn)入的是動葉，而不是舲葉，所以這部分漏汽 根本無法膨脹做功，根據(jù)流道速度三甬形原理也可以得出 見證。別5么同時這些漏汽就會通過各級間隙流向高壓缸的 進(jìn)汽側(cè)（調(diào)節(jié)級側(cè)），又按照正常流向通過前幾級的舲葉 膨脹加速來沖動動葉，此時蒸汽流向是向著高排處，由于 已經(jīng)作功后參數(shù)下降（壓力低于高曲£處倒汽壓力），又會 和不斷漏入高壓缸的蒸 汽

9、瑩新通過 間隙流到前幾級作功， 這樣反復(fù)循環(huán)流動作功，使汽機(jī)轉(zhuǎn)子一直處于正向 旋轉(zhuǎn)。那么同 時這些漏汽就會通過各級間 隙流向高壓缸的進(jìn)汽 側(cè)，通過前幾級的予爭葉膨脹加速來沖動動葉，此時蒸汽流 向是向著高排處，"=“漏汽從各級間隙流向高壓缸進(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w昆合，遠(yuǎn)復(fù)剛才的過 程”）另一個目的是在機(jī)組甩負(fù)荷時，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 幾級部件超溫; 再一個 目 的是在冷再管內(nèi)積水的情況下（開停機(jī)時疏水不 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

10、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容器的電動疏水閥，作為汽機(jī)開停機(jī)時疏水丁吏 用。2、抽氣逆止門工作原理正常運(yùn)行時電磁閥帯電打開，氣源由下圖路徑進(jìn)入氣缸， 將氣缸彈簧壓縮，使/氣缸驅(qū)動桿上升，使逆止門控制機(jī)構(gòu) 打開，當(dāng)工質(zhì)（抽汽）壓力達(dá)到可以推動閥板時，逆止門 才真正打開。注：闞山電廠沒有手動實(shí)驗(yàn)閥；兩位三通電磁閥，一個壓力口（p）連接壓縮空氣，一個須e 大氣口（a）直通大氣，一個設(shè)備口（b）連接氣動裝宣。在沒 有閥芯的情況下，這三個口是聯(lián)通的。閥芯有電磁鐵實(shí)現(xiàn) 位的變化，兩位即有兩個位置，一個位 pb 口間聯(lián)通，一 個位b

11、a 口間聯(lián)通。正常情況下，最上面的電磁閥動作可以實(shí)現(xiàn)氣缸的進(jìn)排 氣。中間的那個閥是手動的，可以實(shí)現(xiàn)手動控制。最下面 的那個受上面兩個的控制。2、機(jī)組運(yùn)行異?；蚩刂葡到y(tǒng)自身異常時，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，t吏閥門趨于關(guān)閉，如下圖所示：在機(jī)組長時間正常運(yùn)行，抽汽用戶也一直正常的情況 下，抽汽止回閥將長時間處于開啟位宣不動，為了檢查執(zhí) 行器是否動作，可以人為地從控制系統(tǒng)給出一個關(guān)閉信號（電信號）或切斷閥門空代過濾減壓器前的關(guān)斷閥，同時 派人在現(xiàn)場查看執(zhí)行器是否有動作。（注意，在正常運(yùn)行 時，即丁吏有關(guān)閉信號，由于內(nèi)部閥板受到蒸汽的推力大于 執(zhí)行器所提供

12、的壓力，執(zhí)行機(jī)構(gòu)也無法將閥門完全關(guān)閉， 只芳邑看到推桿略微向下移動，即有關(guān)閉 閥門的趨勢。）作 為選項(xiàng)，也可以裝配帶有手動試驗(yàn)功矣邑的附件，在就地手 動按下試驗(yàn)按鈕時，使汽缸放氣，趨于關(guān)閉，如下圖所 示：圖4:手動試驗(yàn)狀態(tài)旁路系統(tǒng)-、汽輪機(jī)旁路槪述汽輪機(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)而弓i到下一級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、低壓兩級旁路系統(tǒng)組成： 旁路汽輪機(jī)的高壓缸 而將蒸

13、汽從鍋爐弓i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 電廠采用笫一種一級旁路系 統(tǒng)，旁路容量為35%bmcr,選用二只美國 cci氣動 調(diào)節(jié)減壓閥，經(jīng)二級減溫后進(jìn)入凝汽器。機(jī)組的啟動 方式為高壓缸啟動，旁路系統(tǒng)的設(shè)計只考慮機(jī)組的啟 停功能，不考慮甩負(fù)荷工況。二、 汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)功能1改善機(jī)組啟動性能，縮短啟動時間在啟動過程中，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，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 t吏中間再熱機(jī)組作為調(diào)峰機(jī)組，參與一次調(diào)頻。其目的 是為

14、改善機(jī)組的啟動特性而設(shè)宣的.可以提高鍋爐在啟動 過程中的燃燒率；使蒸汽溫度與汽輪機(jī)缸溫傅到最佳匹配； 從而縮短機(jī)組啟動的時間，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，鍋爐出口的蒸汽溫度與汽輪機(jī)的金屬溫 度不匹酉己，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)可以使鍋爐汽溫與汽輪機(jī)金屬盡 可能匹配。3提離機(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，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

15、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，旁路門迅速打開，防止超溫超 壓，同時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。1.4檢查減溫水壓力正常。2.1機(jī)組啟動時投入與停止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）檢查旁路閥在自動位置.；4）在dcs上按strmode （啟動模式）5）檢查旁路閥動作正常，當(dāng)旁路閥開度大于 2

16、% 時，減溫水隔離門、調(diào)節(jié)門自動開啟。6）旁路后溫度小于160°c,壓力小于0.6mpao7）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，可以停止旁路系統(tǒng) 運(yùn)行，緩慢關(guān)閉旁路閥，檢查減溫水閥自動關(guān)閉，關(guān) 閉預(yù)暖閥。3.2機(jī)組停止時的投入與停止1）檢查旁路具備投入條件；2）檢查旁路閥在自動位置；3）機(jī)組負(fù)荷小于 200mw 時，在 dcs 上按 shutdn mode （停機(jī)模式）；4）檢查各閥門動作正常。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)電動總門在旁路系統(tǒng)投入運(yùn)行時保持 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 高壓旁路手動控制開啟時必須先開減壓閥，后 開減溫水閥。關(guān)閉時必須先關(guān)減溫水閥，后關(guān)減壓 閥。4.3 高旁閥關(guān)閉時，減溫水閥應(yīng)關(guān)閉，否則手動強(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，不得開啟旁路閥。5、旁路系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)5.1檢查旁路后溫度