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兩根支管接出，匯流成一根單管通往汽輪機房，在進汽輪機前用一個45斜三通分為兩根管道，分別接至汽輪機高壓缸進口的左右側主汽門。汽輪機高壓缸兩側分別設一個主汽門。主汽門直接與汽輪機調速汽門蒸汽室相連接主汽門的主要作用是在汽輪機故障或甩負荷時迅速切斷進入汽輪機的主蒸汽。 汽輪機正常停機時， 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入主汽門區(qū)域。 一個主汽門對應兩個調速汽門。 調速汽門用于調節(jié)進入汽輪機的蒸汽流量， 以適應機組負荷變化的需要。汽輪機進口處的自動主汽門具有可靠的嚴密性，因此主

2、蒸汽管道上不裝設電動隔離門。這樣，既減少了主蒸汽管道上的壓損，又提高了可靠性，減少了運行維護費用。在鍋爐過熱器的出口左右主蒸汽管上各設有一只彈簧安全閥，為過熱器提供超壓保護。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的附加措施設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彈簧安全閥的動作壓力。運行人員還可以在控制室內對其進行操作。電磁泄壓閥前裝設一只隔離閥，以

3、供泄壓閥隔離檢修。主蒸汽管道上設有暢通的疏水系統(tǒng)， 它有兩個作用。 其一是在停機后一段時間內， 及時排除管道內的凝結水。另一個更重要的作用是在機組啟動期間使蒸汽迅速流經主蒸汽管道，加快暖管升溫，提高啟動速度。疏水管的管徑應作合適選擇，以滿足設計的機組啟動時間要求。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，則有可能超過汽輪機的背包式疏水擴容器的承受能力。本機組的冷再熱蒸汽系統(tǒng)也采用雙管一單管雙管布置。汽輪機高壓缸兩側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

4、壓排汽倒入汽機高壓缸，引起汽機超速。氣動控制能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堵板，以便在再熱器水壓試驗時隔離汽輪機，防止汽輪機進水。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)、汽輪機軸封系統(tǒng)、#2高壓加熱器、驅動給水泵的小汽輪機。冷再熱蒸汽是輔助蒸汽系統(tǒng)和小汽輪機在機組低負荷時的備用汽源。 在通往兩臺小汽輪機的支路上分別設置逆止閥和電動隔離閥， 閥門前后設疏水點。本機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兩根支管接出， 匯流成一根單管通向汽輪機中壓缸， 在汽輪機中壓聯(lián)合汽門前用一個45斜三通分為兩根管道，

5、分別接至汽輪機左右側中壓聯(lián)合汽門。由于再熱蒸汽壓損對機組的熱經濟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，還能消除進入汽輪機中壓缸的高溫再熱蒸汽的溫度偏差。本機組給水泵汽輪機備用汽源采用冷再熱蒸汽，在進入高壓進汽閥之前，設有電動隔離閥，在正常運行時處于開啟狀態(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?shù)氖杷c和相應的動力操作的疏水閥(在低溫再熱蒸汽管道上還設有疏水閥)以保證機組在啟動暖管和低負荷或故障條件下能及時疏盡管道中的冷凝水，防止汽輪機進水事故的發(fā)生。每一根疏水管道都單獨接到凝汽器。主蒸汽管道的主管采用按美國 ASTM A335

6、P91 或 P92 標準生產的無縫內徑管鋼管， 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 標準生產的無縫鋼管（內徑管） ，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 Cr1-1/4CL22 標準生產的電熔焊鋼管，其它管道（2 號高加供汽、小機供汽、軸封蒸汽、疏水管道）采用 ASTM A335P11 無縫鋼管。系統(tǒng)內的各種閥門（包括主汽閥、調節(jié)閥、止回閥、疏水閥、安全閥）控制可靠、開啟靈活、關閉嚴密，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

7、先給高排逆止門一個開指令，DCS畫面顯示開了，其實打開的只是執(zhí)行機構，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，當高排壓力達到一定壓力才會開。此門設置的目的是在汽輪機甩負荷時，高排逆止門關閉，防止冷再管內倒汽進入汽機引起汽機超速；（為什么會引起超速？是因為高排逆止門漏汽倒入高壓缸的后果只會使轉子正向沖動，汽輪機不會發(fā)生倒轉現(xiàn)象，這種情況在發(fā)生機組甩負荷（如發(fā)電機解列），機組打閘后有可能加劇轉速的上升甚至引起超速事故的發(fā)生。當機組還未沖轉（盤車階段）時，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葉處，由于動葉和靜葉的安裝方向都

8、是正向的，此時漏入蒸汽的方向與葉片安裝方向相反，而且先進入的是動葉，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。那么同時這些漏汽就會通過各級間隙流向高壓缸的進汽側（調節(jié)級側），又按照正常流向通過前幾級的靜葉膨脹加速來沖動動葉，此時蒸汽流向是向著高排處，由于已經作功后參數(shù)下降（壓力低于高排處倒汽壓力），又會和不斷漏入高壓缸的蒸汽重新通過間隙流到前幾級作功，這樣反復循環(huán)流動作功，使汽機轉子一直處于正向旋轉。那么同時這些漏汽就會通過各級間隙流向高壓缸的進汽側，通過前幾級的靜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汽側，到了

9、進汽側后又按照正常的順序，從進汽側膨脹做功，到排汽側又與新漏進來的蒸汽混合，重復剛才的過程”） 另一個目的是在機組甩負荷時，高排逆止門關閉，通風閥開啟，通風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積水的情況下(開停機時疏水不暢、在高加滿水保護失靈的情況下高加漏水進入冷再管、再熱器的減溫水等)防止這些水從高壓缸排汽端進入汽輪機。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擴容器的電動疏水閥，作為汽機開停機時疏水使用。2、抽氣逆止門工作原理正常運行時電磁閥帶電打開，氣源由下圖路徑進入氣缸，將氣缸彈簧壓縮，使氣缸驅動桿上升，使逆止門控制機構打開，當工質

10、（抽汽）壓力達到可以推動閥板時，逆止門才真正打開。注：闞山電廠沒有手動實驗閥；兩位三通電磁閥，一個壓力口（P)連接壓縮空氣，一個排大氣口(A)直通大氣，一個設備口(B)連接氣動裝置。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BA口間聯(lián)通。正常情況下，最上面的電磁閥動作可以實現(xiàn)氣缸的進排氣。中間的那個閥是手動的，可以實現(xiàn)手動控制。最下面的那個受上面兩個的控制。2、機組運行異?；蚩刂葡到y(tǒng)自身異常時，電磁閥斷電或氣源失氣，汽缸失去氣源供應從而受彈簧壓縮，汽缸推桿下行，使閥門趨于關閉，如下圖所示：在機組長時間正常運行，抽汽用戶也一直正常

11、的情況下，抽汽止回閥將長時間處于開啟位置不動，為了檢查執(zhí)行器是否動作，可以人為地從控制系統(tǒng)給出一個關閉信號（電信號）或切斷閥門空氣過濾減壓器前的關斷閥，同時派人在現(xiàn)場查看執(zhí)行器是否有動作。（注意，在正常運行時，即使有關閉信號，由于內部閥板受到蒸汽的推力大于執(zhí)行器所提供的壓力，執(zhí)行機構也無法將閥門完全關閉，只能看到推桿略微向下移動，即有關閉閥門的趨勢。）作為選項，也可以裝配帶有手動試驗功能的附件，在就地手動按下試驗按鈕時，使汽缸放氣，趨于關閉，如下圖所示： 圖4：手動試驗狀態(tài)旁路系統(tǒng)一、 汽輪機旁路概述 汽輪機旁路系統(tǒng)是與汽輪機并聯(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)行機構

12、和旁路蒸汽管道組成。其作用是將鍋爐產生的蒸汽不經過汽輪機而引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旁路系統(tǒng)，旁路容量為35%BMCR，選用二只美國CCI氣動調節(jié)減壓閥，經二級減溫后進入凝汽器。機組的啟動方式為高壓缸啟動，旁路系統(tǒng)的設計只考慮機組的啟停功能，不考慮甩負荷工況。三、 汽輪機旁路系統(tǒng)功能 1改善機組啟動性能，縮短啟

13、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)作為鍋爐的負載以便鍋爐以較大的燃燒率啟動，實現(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，可以使中間再熱機組作為調峰機組，參與一次調頻。其目的是為改善機組的啟動特性而設置的.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缸溫得到最佳匹配;從而縮短機組啟動的時間,減少壽命損耗. 2減少汽輪機熱應力 采用兩班制或調峰運行的機組，啟停頻繁，由于鍋爐和汽輪機的加熱、冷卻特性不同，使得在重新沖轉時，鍋爐出口的蒸汽溫度與汽輪機的金屬溫度不匹配，從而造成汽輪機大型金屬部件的熱應力疲勞。采用旁路控制系統(tǒng)可以使鍋爐汽溫與汽輪機金屬盡

14、可能匹配。 3提高機組負荷適應性 正常運行的機組快速降負荷時，汽輪機快速關小調節(jié)閥門。這樣，鍋爐產生的蒸汽量和汽輪機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，維持鍋爐側的汽水平衡。4事故工況下，保護機組，回收工質 在發(fā)電機甩去全負荷或汽輪機故障停機時，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，提高了經濟性。四、 汽輪機旁路的操作及規(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

15、正常。2.1 機組啟動時投入與停止1) 檢查旁路具備投入條件；2) 檢查主蒸汽壓力達到0.7MPa；3) 檢查旁路閥在自動位置；4) 在DCS上按STR MODE（啟動模式）5) 檢查旁路閥動作正常，當旁路閥開度大于2%時，減溫水隔離門、調節(jié)門自動開啟。6) 旁路后溫度小于160，壓力小于0.6MPa。7) 當主蒸汽壓力達到沖轉壓力后，檢查旁路應處于定壓方式。8) 當機組負荷達到200MW時，可以停止旁路系統(tǒng)運行，緩慢關閉旁路閥，檢查減溫水閥自動關閉，關閉預暖閥。3.2 機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) 機組負荷小于200MW時，在DCS上按SHUTDN MODE（停機模式）；4) 檢查各閥門動作正常。5) 鍋爐停止后，根據(jù)情況關閉旁路。6) 檢查減溫水閥自動關閉。4、旁路系統(tǒng)的有關規(guī)定4.1 旁路系統(tǒng)電動總門在旁路系統(tǒng)投入運行時保持全開狀態(tài)，在旁路系統(tǒng)退出運行后關閉，非緊急情況下嚴禁用電動總門（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。關閉時必須先關減溫水閥，后關減壓閥。4.3 高旁閥關閉時，減溫水閥應關閉，否則手動強制關閉減溫水閥。4.4 汽機凝汽器真空低于67KPa或破壞真空緊