主蒸汽及旁路系统的运行分解
旁路系统及操作说明
旁路系统及操作说明书
新华控制工程有限公司
XIN HUA CONTROL ENGINEERING CO,.LTD
中国上海
SHANGHAI . CHINA
目录
一、汽轮机旁路系统简介
二、汽轮机旁路系统功能
三、旁路控制系统及其组成
四、旁路运行方式
五、旁路的保护与联锁
六、旁路系统操作简介
附图
1.BPC-I旁路调节系统图
2.BPC-I控制柜装配图
3.旁路通讯电缆连接图
4.旁路启动曲线
汽轮机旁路系统简介
汽轮机旁路系统是与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统。它由蒸汽旁路阀门、旁路阀门控制系统、EH执行机构和旁路蒸汽管道组成。其作用是将锅炉产生的蒸汽不经过汽轮机而引到下一级压力和温度的蒸汽管道或冷凝器。
蒸汽旁路系统有两种：一种是将锅炉产生的蒸汽直接引入冷凝器，这种旁路系统称为大旁路。另一种是由高、低压两级旁路系统组成：旁路汽轮机的高压缸而将蒸汽从锅炉引入再热器的称为高压旁路；旁路汽轮机的中、低压缸而将蒸汽从再热器出口引入冷凝器的称为低压旁路。
大型火电机组都采用高参数、中间再热式的热力系统，采用一机一炉的单元配置。在这种机组中，一台锅炉只向一台汽轮机供汽，这就要求锅炉的产汽量与汽轮机的耗汽量保持平衡。而实际上汽轮机的空载流量仅为汽轮机额定蒸汽流量的5％～8％，远远小于锅炉的最低蒸发量（30％～50％）。锅炉在更低的燃烧率下不能稳定运行。因此必须有其它的蒸汽管道，作为锅炉的负载，承担其余的蒸汽流量。另外当事故工况下汽轮机甩去负荷或停机时，大量的多余蒸汽必须通过旁路阀门而排入冷凝器，减少锅炉安全门起跳，同时避免大量蒸汽排入大气。因此在中间再热机组中配置蒸汽旁路系统可以改善锅炉和汽
主、再热蒸汽及旁路系统
负荷特性
设计容量
旁路系统一般容量 为30～40％BMCR。
旁路设计容量一般 为35％BMCR 左右
汽机故障 时，停机 方式
可实现停机不停炉
停机停炉
典型实例
玉环电厂、泰州电 厂 1000MW 采 用 35 ％ BMCR 高 低 压 串 联 旁 路系统
国外的美国若干超 超临界机组，英国 的若干配直流炉的 机组，前苏联某些 300MW 和 500MW 超 超 临界机组。国内有 山东邹县电厂、海 门 电 厂 的 1000MW 超 超临界机组
可减小主蒸汽压损，即可靠性，又提高经济性。
华润电力湖北有限公司
1000MW超超临界火电机组技术探讨
3、保护装置
设置两级串联旁路系统。
锅炉过热器出口及再热器的进、出口管道上设置水压试验堵板，在
锅炉水压试验时以便与汽轮机隔离，防止汽轮机进水。 过热器超压保护措施：锅炉过热器出口支管上各有1只弹簧安全阀
三级旁路系统由 高压旁路 、低 压 旁路和整机旁路 组成
仍属二级串联 旁路系统，但 配置了三用阀
特点
优点是系统简单， 投 资 少 ， 操 作 方便 。 管道直径和长度 优点：系统较简单， 缺 点 是 由 于 旁 路 后 相同时 ，通流量 适应工况较多 。缺 的 蒸 汽 未 流 过 再 热 大于二级串联旁 点：相对一级大旁 器 系 统 ， 对 再 热 器 路系统 。机组启 路结构复杂，投资 系 统 的 暖 管 升 温 受 动时为保护再热 较大。 到限制，不利于机 器需向空排汽 组热态启动，适应 工况少。 典型旁路配置 中压缸启动或高中 压缸联合启动 再热器不允许干烧 再热器不需要保护 的机组 高压缸启动 已被二级串联旁 路系统取代。 高压缸启动 再热器允许干烧 或不允许干烧
主再热蒸汽及旁路系统介绍
主再热蒸汽及旁路系统介绍
本机组的主蒸汽系统采用双管一单管—双管布置. 主蒸汽由锅炉过热器出口集箱经两根支管接出，汇流成一根单管通往汽轮机房,在进汽轮机前用一个45°斜三通分为两根管道,分别接至汽轮机高压缸进口的左右侧主汽门。汽轮机高压缸两侧分别设一个主汽门。主汽门直接与汽轮机调速汽门蒸汽室相连接．主汽门的主要作用是在汽轮机故障或甩负荷时迅速切断进入汽轮机的主蒸汽. 汽轮机正常停机时，主汽门也用于切断主蒸汽，防止水或主蒸汽管道中其它杂物进入主汽门区域。一个主汽门对应两个调速汽门。调速汽门用于调节进入汽轮机的蒸汽流量, 以适应机组负荷变化的需要。汽轮机进口处的自动主汽门具有可靠的严密性，因此主蒸汽管道上不装设电动隔离门。这样，既减少了主蒸汽管道上的压损，又提高了可靠性，减少了运行维护费用。
在锅炉过热器的出口左右主蒸汽管上各设有一只弹簧安全阀,为过热器提供超压保护。该安全阀的整定值低于屏式过热器入口安全阀，以便超压时过热器出口安全阀的开启先于屏式过热器入口安全阀，保证安全阀动作时有足够的蒸汽通过过热器,防止过热器管束超温。所有安全阀装有消音器。在过热器出口主汽管上还装有两只电磁泄压阀,作为过热器超压保护的附加措施．设置电磁泄压阀的目的是为了避免弹簧安全阀过于频繁动作，所以电磁泄压阀的整定值低于弹簧安全阀的动作压力.运行人员还可以在控制室内对其进行操作.电磁泄压阀前装设一只隔离阀，以供泄压阀隔离检修。
主蒸汽管道上设有畅通的疏水系统，它有两个作用。其一是在停机后一段时间内，及时排除管道内的凝结水.另一个更重要的作用是在机组启动期间使蒸汽迅速流经主蒸汽管道,加快暖管升温,提高启动速度。疏水管的管径应作合适选择,以满足设计的机组启动时间要求。管径如果太小，会减慢主蒸汽管道的加热速度，延长启动时间，而如果太大，则有可能超过汽轮机的背包式疏水扩容器的承受能力.
主蒸汽管道系统流程图培训课件
3.2 主蒸汽管道设计温度
主蒸汽系统管道的设计温度为锅炉过热器 出口额定主蒸汽温度加锅炉正常运行时允 许温度正偏差5℃。
3.3 再热蒸汽管道设计压力
3.3.1 热再热蒸汽管道系统的设计压力为VWO工况热平衡 图中汽轮机高压缸排汽压力的1.15倍或锅炉再热器出口安 全阀动作的最低整定压力。 3.3.2 Sargent & Lundy The design pressure of the Hot Reheat Steam system shall be determined in accordance with ASME B31.1. The design pressure of hot reheat steam system shall be the boiler reheater outlet relief valve set pressure. The Hot Reheat Steam System design pressure shall be applicable for the design of the Hot Reheat Steam headers, branches, and drain lines.
4.2 国内超（超）临界机组管道材料
（一）超临界机组 1、主蒸汽管道和热段蒸汽管道 采用 A335 P91材料。 2、冷段蒸汽管道 当设计温度≤415℃时，采用 A672 B70 CL32材料；当设计温度 >415℃时，采用A691 1-1/4Cr CL22材料（或性能相当的其他管材）。 （二）超超临界机组 1、主蒸汽管道和热段蒸汽管道 采用A335 P92或性能相当的其他管材；当热段蒸汽管道采用A335 P91材料时，应在运行中加强金属监督。 2、冷段蒸汽管道 当设计温度≤415℃时，采用A672 B70 CL32材料；当设计温度 >415℃时，采用A691 1-1/4Cr CL22材料（或性能相当的其他管材）。
主蒸汽及旁路系统的运行
• 汽动给水泵的汽源，当负荷增大到一定值 时，驱动给水泵的汽轮机汽源逐步由汽轮 机的抽汽供给，停止主蒸汽供汽，同时开 启汽动泵汽轮机主汽门前的疏水管道，使 其主蒸汽管道处于热备用状态。
2．热态启动
• 热态启动时，汽轮机本体内部金属温度较高，而 汽轮机冲转的条件要求主蒸汽、再热蒸汽温度应 高于高、中压缸内下缸壁温约50～100℃。因此， 锅炉点火后允许新蒸汽的升温升压速度较快，故 高、低压旁路系统需要尽快地投入运行，从而提 高主蒸汽和再热蒸汽温度，以满足汽轮机冲转要 求。但冲转前的蒸汽温度不能过高亦不能过低， 以防止过大的正、负温差而引起金属部件的热冲 击。为了保证管道的均匀膨胀，管壁的温升率应 小于8℃／min。
• 对于单独启动的加热器，气动止回阀前后 疏水阀开启，抽汽管道充分疏水暖管，逐 渐 缓慢开大电动隔离阀控制加热器进汽 量，注意加热器壳体的温升速度，电动阀 全开后可关闭疏水阀。
பைடு நூலகம்
• 机组启动前，至除氧器抽汽管道上的电动隔离阀 关闭，止回阀前的自动疏水阀开启。由辅助蒸汽 向除氧器供汽，加热除氧器中的给水，并由辅助 蒸汽管道上压力调节阀维持除氧器定压运行。当 机组负荷上升，四级抽汽能满足除氧器需要的 0．147MPa压力时，四级抽汽向除氧器供汽管道 上的电动隔离阀自动开启，而辅助蒸汽压力调节 阀自动关闭，除氧器供汽由辅助蒸汽切换至四级 抽汽。随着机组负荷的继续上升，四级抽汽压力 逐渐升高，除氧器进入滑压运行。到一定负荷疏 水阀自动关闭，手动关闭手动疏水阀。
主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统
主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统
一、概述
主蒸汽系统是指从锅炉过热器联箱出口至汽轮机主汽阀进口的主蒸汽管道、阀门、疏水管等设备、部件组成的工作系统。主蒸汽管道是指从锅炉过热器出口输送新蒸汽到汽轮机高压主汽门的管道，同时还包括管道上的疏水管道以及锅炉过热器出口的安全阀及排汽管道。
再热蒸汽系统分为冷再热蒸汽及热再热蒸汽系统。冷再热蒸汽管道是指从汽轮机高压缸排汽口输送低温再热蒸汽到锅炉再热器进口的管道，同时还包括管道上的疏水管道以及锅炉再热器进口的安全阀及排汽管道。另外还包括与冷再热蒸汽管道相连的几根支管。
旁路装置的选择与汽轮机特性、锅炉型式及结构特性、燃料种类、运行方式、电网对机组的要求等因素有关。
二、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，使机组能适应频繁启停和快速升降负荷，并将机组压力部件的热应力控制在合适的范围内。
3、保护再热器：在汽轮机启动或甩负荷工况下，经旁路系统把新蒸汽减温减压后送入再热器，防止再热器干烧，起到保护再热器的作用。
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，减少甚至避免安全阀动作。
5、旁路系统投入后，待冷再压力达到高辅压力时，用冷再供高辅用汽。
三、旁路装置的选型
对于百万千瓦级机组，当前世界上欧、美、日、俄（苏）等不同的技术流派基本都采用超（超）临界技术，为满足机组启动、机炉协调等功能要求，均设置了汽轮机旁路系统。但由于地域及技术体系的不同，对于旁路系统的配置及运行方式也有很大差别。在美国，一般都采用小于20%BMCR 的小旁路，仅用于机组启动阶段，锅炉过热器出口配置安全阀。日本基本上传承了美国的技术体系。欧洲在旁路系统的应用上，其理念与美（日）体系不同，百万级机组大部分釆用了 100%的高、低压旁路配置，拓展了旁路系统的作用。
VVP主蒸汽系统
第二部分
常规岛系统
2．1 二回路蒸汽系统
§2.1.1主蒸汽系统(VVP)
一．系统功能
1．功能
主蒸汽系统（VVP）的功能是蒸汽发生器产生的蒸汽送到下列设备和系统：（1）主汽轮机（GPV）及其辅助设备：汽轮机轴封系统（CET）、凝汽器（CEX）和汽水分离再热器（MSR）；
（2）通向凝汽器和大气的蒸汽旁路系统（GCT）；
（3）辅助给水泵汽轮机（ASG）；
（4）辅助蒸汽转换器（STR）。
主蒸汽疏水系统从主蒸汽系统排出冷凝水，包括机组正常运行时或管道暖管时所生成的全部冷凝水。
主蒸汽系统送出的压力和流量信号用于调节蒸汽旁路系统向大气排放阀，调节蒸汽发生器的水位。
2．安全功能
主蒸汽系统在主给水系统（ARE）或辅助给水系统（ASG）的配合下，用于在正常运行工况，紧急工况和事故工况下排出由反应堆产生的热量。
主蒸汽系统的测量通道来的各信号用于形成反应堆保护系统（RPR）、安全注入系统（RIS）和蒸汽管道隔离的保护信号。
二．系统描述
1．系统组成
VVP系统由两根主蒸汽管线，每根管线分别与一台蒸汽发生器出口接管相连。两根管线分别穿过安全壳，进入主蒸汽隔离阀管廊。两根主蒸汽管穿过主蒸汽隔离阀管廊后进入汽轮机厂房，然后合并为一根公共的蒸汽母管。从蒸汽母管将蒸汽引往各用汽设备及系统。
每根主蒸汽管线上（主蒸汽隔离阀上游）有7只安全阀，分为两组，一组为4只弹簧加载式阀门，另一组是3只加能助动式阀门，两组阀门都直接向大气排放蒸汽。主蒸汽隔离阀有一条旁路管线，在其上装有一台气动隔离阀和一台气动控制阀，在电厂启动期间，用于平衡主蒸汽隔离阀两侧的蒸汽压力，并在暖管期间向汽机管道系统供汽。在每条主蒸汽管线上还有一个大气排放系统的接头和一只向辅助给水泵汽轮机供汽的接头。
汽机主、再蒸汽系统及旁路系统解读
电力/电网、行业推进方案 主蒸汽、再热蒸汽系统及旁路系统介绍 PPT模板下载：www.1ppt.com/moban/ 研究报告
主讲人：王新亮
• 一、汽轮机主要技术名词 • 二、主、再热汽系统系统流程 • 三、旁路系统 • 四、主蒸汽、再热蒸汽管道疏水系统 • 五、汽轮机冲转前暖缸
3/15/2019
一、汽轮机主要技术名词
1、热耗率：汽轮发电机组每生产1kWh电能所消耗的热量，它比较全 面地反映汽轮发电机组的性能特性 2、汽耗率：汽轮发电机组每生产1kWh电能所消耗的蒸汽量，它是一 项汽轮机系统性能的综合性经济技术指标。可用于发电厂热力系 统的汽水平衡计算或同类型机组间的经济性比较。 3、汽轮机转子寿命：汽轮机从初次投运到转子表面出现第一条宏观 裂纹的时间。 4、加热器端差：加热器正常疏水温度与进水温度的差值称为下端差 ；加热器进汽压力下的饱和温度与出水温度的差值称为上端差。 5、凝汽器端差：凝汽器排汽压力所对应的饱和蒸汽温度与循环水出 水温度的差值。
3/15/2019
一、汽轮机主要技术名词
6、凝汽器过冷度：凝汽器排汽压力所对应的饱和蒸汽温度与凝结 水温度的差值。 7、水击（水锤）：当液体在压力管道中流动时,由于意外原因(如 阀门突然开启或关闭，或者水泵突然启动或停运及其它一些停 运情况)造成液体流动速度突然改变，引起管道中的压力产生反 复的、急剧的变化，这种现象叫做水击（水锤）。 8、水冲击：水或者冷蒸汽进入汽轮机造成水滴与高速旋转的叶片 相撞击，导致推力轴承磨损、叶片损伤、汽缸和转子热应力裂 纹、动静摩擦、高温金属部件永久性热变形，以及由此而来的 机组振动。水冲击是现代汽轮机发生较多且对设备损伤较严重 的恶性事故之一。
主再热蒸汽系统 第五章
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主再热蒸汽系统第五章
第五章主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统
第五章主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统
第一节概述
根据发电厂热力循环的特征，以安全和经济为原则，将汽轮机本体与锅炉本体由管道、阀门及其辅助设备连接起来，有机地组成了发电厂的热力系统。用特定的符号、线条等将热力系统绘制成图，称为热力系统图。按照应用与绘制的详略程度不同，热力系统图分为原则性热力系统图和全面性热力系统图。原则性热力系统表明热力循环中工质能量转换及热量利用的过程，反应了发电厂热功转换过程中的技术完善程度和热经济性，是全面性热力系统制定与设计的基本依据。
我厂原则性热力系统采用一机一炉单元制，每个单元中包括锅炉、汽轮机、一台电动给水泵、两台汽动给水泵，一台除氧器和七台加热器等设备，汽轮机共有八段非调整抽汽，分别引入三台高压加热器、一台除氧器和四台低压加热器。
全面性热力系统图全面反应了电厂的生产过程和设备组成，它不仅要表示机组在额定工况下正常运行时系统的状况，还要考虑机组在非额定工况下(包括启动、停机、升负荷、甩负荷及某些设备检修、停运、切换等情况)机组的管路连接、设备设置。因此全面性热力系统图几乎囊括了电厂热力部分的所有管道及设备。由于全面性热力系统图比较复杂，通常按功能分解为主蒸汽和再热蒸汽系统、汽轮机旁路系统、回热抽汽系统、主凝结水系统、主给水及除氧系统、加热器疏放水系统、辅助蒸汽系统、凝汽器抽真空系统、冷却水系统等等。
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石柱发电公司2x350MW机组电气培训教材
图5-1 350MW超临界机组原则性热力系统图
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主再热系统及旁路资料
• 正常运行：提供自身辅助蒸汽用户的需要，同时
也可向需要蒸汽的相邻机组提供合格的蒸汽。
• 辅助蒸汽用汽原则: • 尽可能用参数低的回热抽汽 • 汽轮机启动和回热抽汽参数不能满足要求时，要
有备用汽源
• 疏水一般应回收
辅助蒸汽的汽源
1. 启动锅炉供气：
气动或电-液联合操作等不同类型。
• 液动、气动执行机构的特点：动作时间快
（3～5s）,调节器的可靠性高.但需要液动、 气动设备，如专用的空压机。高精密滤气 器、油箱、油泵等，系统复杂，投资费用 高，维护工作量大，布置在高温蒸汽管道 附近时，还要有防火设施。
• 电动执行机构的特点：电动执行机构的力
矩小，动作时间慢（40S）;但综合信号方 便，能灵活地组合各种调节系统，设备投
5. 自动或手动控制高、低压旁路的出口温度。 6. 高压旁路在汽轮机事故跳闸时和启动工况汽轮
机冲转前，向锅炉再热器提供参数合适，流量 足够的蒸汽以保护再热器。
7. 旁路控制装置应能和DEH（数字电调）配合工
作，也能脱离DEH单独工作。
旁路系统的型式
• 旁路系统的布置型式有以下几种： 1. 高压旁路：即新蒸汽绕过汽轮机高压缸，经降
荷或异常工况下提供必要的汽源，同时能向电 厂有关辅助车间提供生产加热用汽。
• 需设置启动锅炉的发电厂，其启动锅炉的台数、
600MW机组主蒸汽、再热汽及旁路系统解析
600MW机组主蒸汽、再热汽及旁路系统
施晶舒庆元
一、概述
1、水蒸汽的特性
物质由液态变为汽态的现象称为汽化，通常汽化有二种方式：蒸发和沸腾。蒸发是液体表面缓慢的汽化现象，它在任意温度下都会发生。沸腾是液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象，它相对于一定的压力，只能在一定的温度下发生，该沸腾温度称为沸点。一般同样条件下，不同的液体沸点是不同的，同种液体，压力越高沸点越高，沸腾时气体与液体共存，两者温度相同，沸腾过程中，温度始终保持沸点。
将装有水的容器密闭起来，保持一定温度，显然，水会汽化，随着水的汽化，水面上部空间的水蒸汽在增多，即蒸汽压力要升高，蒸汽压力升高使蒸汽液化速度加快，而使水汽化速度减慢，到某一时刻，当水汽化速度与水蒸汽液化速度相同时，容器内水量和空间水蒸汽量不再变化。我们把这时汽、液两相达到平衡时的状态称为饱和状态。这种平衡状态不是静态的平衡，而是一种动态平衡，即汽化、液化过程仍在进行，只是汽化速度与液化速度相同而已。处于饱和状态下的水和水蒸汽分别称为饱和水和饱和蒸汽。此时饱和水和饱和蒸汽的压力和温度是一样的，称为饱和压力和饱和温度。这种蒸汽和水共存的状态称为湿饱和蒸汽。如果对容器进行加热，那么水的汽化会加快，水逐渐减少，水蒸汽逐渐增多，直至水全部变为蒸汽，这时的蒸汽称为干饱和蒸汽。
当水温低于饱和温度时，称为过冷水，或未饱和水。如果对干饱和蒸汽继续
进行加热，使蒸汽温度进一步升高，这时的蒸汽称为过热蒸汽，其温度超过饱和温度之值，称为过热度。
临界点（相变点）：一个大气压下的水饱和温度为100℃。随着压力增加，水的饱和温度也随之增加，汽化潜热（从饱和水加热到干饱和蒸汽所需热量）减小，水和汽的密度差也随之减小。当压力提高到221.2bar时，汽化潜热为零，汽和水的密度差也为零，该压力称之为临界压力。水在该压力下加到374.15℃时，即全部汽化，此时的饱和水和饱和蒸汽已不再有区别，该温度称之为临界温度。通常把锅炉出口蒸汽参数大于临界点参数的锅炉称之为超临界锅炉，反之锅炉出口蒸汽参数小于临界点参数的锅炉称之为亚临界锅炉。超临界锅炉，由于饱和水和干饱和蒸汽的差异已经消失，所以带汽包的循环锅炉已不再适用（已无实际水位），而需要采用直流锅炉。
主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统
主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统
一、概述
主蒸汽系统是指从锅炉过热器联箱出口至汽轮机主汽阀进口的主蒸汽管道、阀门、疏水管等设备、部件组成的工作系统。主蒸汽管道是指从锅炉过热器出口输送新蒸汽到汽轮机高压主汽门的管道，同时还包括管道上的疏水管道以及锅炉过热器出口的安全阀及排汽管道。
再热蒸汽系统分为冷再热蒸汽及热再热蒸汽系统。冷再热蒸汽管道是指从汽轮机高压缸排汽口输送低温再热蒸汽到锅炉再热器进口的管道，同时还包括管道上的疏水管道以及锅炉再热器进口的安全阀及排汽管道。另外还包括与冷再热蒸汽管道相连的几根支管。
旁路装置的选择与汽轮机特性、锅炉型式及结构特性、燃料种类、运行方式、电网对机组的要求等因素有关。
二、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，使机组能适应频繁启停和快速升降负荷，并将机组压力部件的热应力控制在合适的范围内。
3、保护再热器：在汽轮机启动或甩负荷工况下，经旁路系统把新蒸汽减温减压后送入再热器，防止再热器干烧，起到保护再热器的作用。
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，减少甚至避免安全阀动作。
5、旁路系统投入后，待冷再压力达到高辅压力时，用冷再供高辅用汽。
三、旁路装置的选型
对于百万千瓦级机组，当前世界上欧、美、日、俄（苏）等不同的技术流派基本都采用超（超）临界技术，为满足机组启动、机炉协调等功能要求，均设置了汽轮机旁路系统。但由于地域及技术体系的不同，对于旁路系统的配置及运行方式也有很大差别。在美国，一般都采用小于20%BMCR 的小旁路，仅用于机组启动阶段，锅炉过热器出口配置安全阀。日本基本上传承了美国的技术体系。欧洲在旁路系统的应用上，其理念与美（日）体系不同，百万级机组大部分釆用了 100%的高、低压旁路配置，拓展了旁路系统的作用。
燃气电厂汽轮机旁路系统的设计与运行
2.2控制阀门选取问题
旁路系统控制阀门的选取也对机组安全可靠性有着较大的影响。我国就曾发生过因旁路控制阀动作异常，造成冷汽进入高温机组，导致机组转子弯曲、汽缸变形的严重事故。某厂300MW机组高压、低压旁路控制阀全部采用双速电动门，机组正常运行时旁路保护投入自动；当机组跳闸后，旁路保护动作，高压、低压旁路控制阀迅速自动打开。但恰在这时厂用电自动切换失败，柴油发电机又没能自动联启，结果造成保安电源丧失，旁路控制阀开着失去电源，不能关闭，且减温水因失去动力源而不能投入，高温蒸汽通过低压旁路进入凝汽器和低压缸，造成低压缸超温超压，并通过低压导汽管将低温蒸汽送入中压缸。虽然这个事故是许多偶然因素的集合，事故率极低，但是说明旁路系统在设计时对控制阀门的选取考虑不足，降低了机组运行的安全可靠性。
百万机组主再热蒸汽旁路系统演示教学
主再热蒸汽管道布置图
主再热蒸汽管道运行要求
在任何12个月运行期间内在高、中压缸进汽口处的平均温 度不超过额定温度。在一般情况下，温度不能超过额定温度 达8.3℃。如果在特殊情况下，温度偏差超过过此值，温度 瞬时偏差值可在超过额定温度8.3～14℃之间变化，条件是 在任何12个月运行期间内在这两个值之间总的时间不超过 400小时。如果在任何12个月运行期间内，温度偏差在超过 14℃～28℃之间总的运行时间不超过80小时，这种运行也是 允许的。在任何情况下温度均不准超过额定温度28℃。
•气动疏水阀当失去气源时自动开启，手动操作失 效。
阀门管道布置
高压主汽阀、调节阀连成一体悬吊在机 头前运行平台下面(约13米层),通过4根导汽 管与高压汽缸相接。中压联成阀布置在15.5 米层位于高中压缸两侧，通过中压进汽管与 汽缸焊接，并采用浮动式弹簧支架固定在平 台上，如下图主再蒸汽进汽阀门示意图所示。
由于取消高排逆止阀，防止机组跳闸或甩负荷
时，蒸汽倒流入高压缸引起高压缸超温， 在#4高压 调节汽阀后的导汽管上接出通风阀(VV阀)，引至凝 汽器，VV阀设有φ3mm节流孔板的旁路， VV阀在 机组运行中高压调节汽阀全关的情况下开启，其流 量约为105t／h；在机组正常运行时设有带节流孔板 的旁路的最大流量为480 kg／h， VV阀由一气源门 控制，自动动作。
汽机主、再蒸汽系统及旁路系统
4/11/2015
一、汽轮机主要技术名词
1、热耗率：汽轮发电机组每生产1kWh电能所消耗的热量，它比较全 面地反映汽轮发电机组的性能特性 2、汽耗率：汽轮发电机组每生产1kWh电能所消耗的蒸汽量，它是一 项汽轮机系统性能的综合性经济技术指标。可用于发电厂热力系 统的汽水平衡计算或同类型机组间的经济性比较。 3、汽轮机转子寿命：汽轮机从初次投运到转子表面出现第一条宏观 裂纹的时间。 4、加热器端差：加热器正常疏水温度与进水温度的差值称为下端差 ；加热器进汽压力下的饱和温度与出水温度的差值称为上端差。 5、凝汽器端差：凝汽器排汽压力所对应的饱和蒸汽温度与循环水出 水温度的差值。
4/11/2015
二、主、再热汽系统系统流程
• 主汽门关闭的时间常数≯0.15s。每个主汽门为液压开启，弹簧 关闭。DEHG可在运行中进行主汽门全关活动试验。两个主汽门 的试验回路设有电气闭锁，不能同时进行全关试验。
4.2高压调门： • 本机设置了4只高压调节汽门，根据机组转速和要求来调节进入 汽轮机的蒸汽量。4只调门安装在一个公用的阀柜内，并与两只 主汽门焊成一体后悬挂在机头前面的运行平台下。4个调门分别 由各自的油动机控制，液压开启、弹簧关闭。关闭的时间常数 ≯0.2s。DEHG可在运行中进行调门全关活动试验。
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二、主、再热汽系统系统流程
4.3中压联合汽门： • 本机设置了2只中压联合汽门。中压主汽门和调门共用一个阀壳 ，中压调门为球型阀，二者可以各自独立的进行全行程移动。 在正常运行中，两只中压联合汽门都是全开的。 • 中压主汽门和调门分别由各自的油动机控制，液压开启、弹簧 关闭。中压主汽门关闭的时间常数≯0.15s；中压调门关闭的时 间常数≯0.2s。DEHG可在运行中进行联合汽门全关活动试验。 两个中压联合汽门的试验回路设有电气闭锁，不能同时进行中 压主汽门或调门的全关试验。
第五讲-主再热蒸汽系统和旁路系统
描述：冷再热蒸汽从高压汽 轮机的排汽口经一根管道通 往锅炉，靠近锅炉再热器处， 分成两根管道分别接到再热 器入口联箱的两个接口上。
二、单元制主蒸汽及再热蒸汽系统
（二）再热蒸汽系统 3.双管-单管-双管系统 描述：从高压缸（图中略） 两侧排汽口引出两根管道， 汇总成单管，到再热器减 温器前，分成双管进入再 热器进口联箱。 再热热段管道系统， 在锅炉侧双管并成单管和 汽轮机侧单管分成双管处 均用了斜三通，并且靠近 中压联合汽门处串联了两 只斜三通，它们的斜插支 管分别至对称布置的中压 缸再热汽门，后一只斜三 通直通管到低压旁路装置。
一、 旁路系统的作用
协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽轮机寿命;
回收工质和热量、降低噪声;
防止锅炉超压，兼有锅炉安全阀的作用; 电网故障或机组甩负荷时，锅炉能维持热备用状态或带厂用电运行。 保护再热器;
二 、 常见的旁路系统型式
（一）三级旁路系统
国产第一台200MW机组为三级旁路系统,，即整机旁路和高、低压
特点：介于双管与单管-双管系统之间。
二、单元制主蒸汽及再热蒸汽系统
（二）再热蒸汽系统 1.双管系统 描述：锅炉再热器出口联箱 两侧，各接出一根再热热段 蒸汽管道，至汽轮机基座下 部，然后分成四根导汽管， 分别与汽轮机中压缸的四只 联合汽门相连。
二、单元制主蒸汽及再热蒸汽系统
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• 对于单独启动的加热器，气动止回阀前后 疏水阀开启，抽汽管道充分疏水暖管，逐 渐 缓慢开大电动隔离阀控制加热器进汽 量，注意加热器壳体的温升速度，电动阀 全开后可关闭疏水阀。
• 机组启动前，至除氧器抽汽管道上的电动隔离阀 关闭，止回阀前的自动疏水阀开启。由辅助蒸汽 向除氧器供汽，加热除氧器中的给水，并由辅助 蒸汽管道上压力调节阀维持除氧器定压运行。当 机组负荷上升，四级抽汽能满足除氧器需要的 0．147MPa压力时，四级抽汽向除氧器供汽管道 上的电动隔离阀自动开启，而辅助蒸汽压力调节 阀自动关闭，除氧器供汽由辅助蒸汽切换至四级 抽汽。随着机组负荷的继续上升，四级抽汽压力 逐渐升高，除氧器进入滑压运行。到一定负荷疏 水阀自动关闭，手动关闭手动疏水阀。
• 主蒸汽的压力应控制在额定参数范围内， 超过上限，通过锅炉调整，不能满足要求， 投入旁路系统，减少锅炉安全阀动作次数。
三．故障甩负荷
• 机组因故甩负荷时，可根据具体情况，机 组采取带厂用电或空载运行、停机不停炉 维持锅炉最低稳定燃烧运行。在这两种运 行工况下，应尽快投入旁路系统，协调机 炉运行，回收工质，同时又可防止锅炉安 全阀的动作。 • 在锅炉故障停机停炉的情况下，投入旁路 系统，排放多余蒸汽，回收工质，避免和 减少安全阀的动作次数。
• 1．冷态启动 • 锅炉点火后应开启主蒸汽管道上的所有疏水阀进行暖管； 在暖管过程中，应监视管道内外壁温差不能过大，控制管 壁温升率在5℃／min左右范围内，防止管道因膨胀不均而 引起裂纹。 • 当锅炉汽压升高、烟气温度增高至再热器需要通汽冷却时， 高、低压旁路系统应投人运行，同时应开启高温再热蒸汽 管道上的疏水阀进行暖管，同样应控制管壁温升率在5℃ ／min左右。 • 当汽轮机主汽门前主蒸汽达到冲转参数，中压联合汽门前 再热蒸汽温度达到规定要求时，可对汽轮机进行冲转、暖 机、升速、定速、并网及升负荷等工作。
回热抽汽系统运行
Biblioteka Baidu 1。机组启动
• 若加热器采用随机启动，则在机组启动之前各抽 汽管道上的电动隔离阀和气动止回阀以及各疏水 阀处于开启状态。 • 若加热器不采用随机启动，而是在机组达到某一 负荷后逐个投入，则启动之前应将电动隔离阀关 闭，隔离阀前疏水阀开启。机组负荷升高要投入 加热器运行时，稍开抽汽管道上的电动隔离阀、 止回阀前后疏水阀， 对加热器进行预热。随着负 荷的升高，电动隔离阀逐渐开大直至全开，此间 控制加热器的升温速度在规定的范围内，抽汽管 道上的疏水阀依次关闭。
2．正常运行
机组正常运行时，所有抽汽管道上的电动 隔离阀、气动止回阀均处于开启状态，自 动疏水阀与有关的联动信号系统处于接通 状态。 • 当机组变工况运行时，四级抽汽供辅助蒸 汽各用汽系统，均能根据运行参数的变化 自动切换或进行相反的切换。
3．非正常运行
• 加热器水位上升到事故水位警戒线时，水位开关动作，在 报警的同时自动关闭该加热器抽汽管道上的电动隔离阀和 气动止回阀，并联动开启该抽汽管道上的气动疏水阀。同 时打开隔离阀和止回阀后的手动疏水阀，以排除抽汽管内 的积水。确认积水排除干净且不会形成积水后，可以关闭 手动疏水阀。而汽轮机抽汽口附近的气动疏水阀仍处于开 启位置。 • 汽轮机跳闸时，连锁关闭所有抽汽管道上的电动隔离阀 和气动止回阀(包括第四级抽汽各支路上的电动隔离阀)。 同时， 自动开启抽汽管道上的所有疏水阀。
主蒸汽及旁路系统的运行
损坏原因
• 一、高温蠕胀：管道及其附件长时间在高 温高压状态下运行逐渐形成裂纹，最后导 致破裂； • 二、机组启停时，管道及其附件中工作介 质温度的改变，使管道承受温差热应力， 在交变应力的作用下，材料产生疲劳形成 裂纹，导致破裂。 • 因此需限制温度及温度的变化速度。
一、机组启动
回热加热器疏水、放气系统运行
• 启动和停运 • 1．低压加热器 • 低压加热器投运前，应先做全面检查，确认各部正常。 然后缓慢开启水侧入口门向加热器水侧灌人，并开启水侧 排空门，排尽加热器水侧空气，见排空门冒水后关闭排空 门，打开出口门，关闭旁路门，投入加热器水侧运行。 • 低压加热器汽侧的投入，一般采用随机启停的方式。在 投入汽侧前，先缓慢开启汽侧空气门，并注意凝汽器真空 不应有明显变化，一般在机组冲转前即可开启低加进汽电 动门及止回门，开启各加热器疏水门，投入疏水自动控制， 使低压加热器具备随机启动条件，投运过程要注意监视调 整疏水水位。
四、停机
• 为了使汽轮机温差、胀差不超限，应严格控制主 蒸汽、再热蒸汽的温降率在允许值内。 • 滑参数停机，还要注意主蒸汽要有不小于50℃的 过热度。 • 在机组停运时，通常锅炉的蒸发量大于汽轮机的 汽耗量，投入旁路系统，协调机炉停运，回收工 质。 • 若机组检修或长时间停运，应放尽管道中的积水， 并进行管道的防腐保护。
二、正常运行
• 机组正常运行中，旁路系统应处于热备用状态， 以便需要时及时投运。 • 主蒸汽系统按汽轮机的负荷，提供参数符合要求 的蒸汽，根据汽轮机负荷的变化，由高压缸调节 汽阀控制进汽量。 • 主蒸汽、再热蒸汽温度应保持在额定参数范围内。 温度超过上限，通过锅炉调节降低汽温。下降到 低于允许的下限，应开启有关的疏水阀，同时进 行锅炉调节，并按规程要求限制负荷。运行中还 应监视主蒸汽、再热蒸汽温度偏差不超过允许值。
• 当汽轮机主汽门前主蒸汽达到冲转参数，中压联 合汽门前再热蒸汽温度达到规定要求时，可对汽 轮机进行冲转、暖机、升速、定速、并网及升负 荷等工作。当汽轮机负荷升至一定值时，关闭高、 低压旁路系统；同时开启高、低压旁路阀前、后 的预热管或高、低压旁路阀前、后的常开疏水阀， 使旁路系统处于热备用状态。 • 汽轮机带负荷后，根据运行情况，关闭主蒸汽、 再热蒸汽管道上的疏水阀。
• 汽动给水泵的汽源，当负荷增大到一定值 时，驱动给水泵的汽轮机汽源逐步由汽轮 机的抽汽供给，停止主蒸汽供汽，同时开 启汽动泵汽轮机主汽门前的疏水管道，使 其主蒸汽管道处于热备用状态。
2．热态启动
• 热态启动时，汽轮机本体内部金属温度较高，而 汽轮机冲转的条件要求主蒸汽、再热蒸汽温度应 高于高、中压缸内下缸壁温约50～100℃。因此， 锅炉点火后允许新蒸汽的升温升压速度较快，故 高、低压旁路系统需要尽快地投入运行，从而提 高主蒸汽和再热蒸汽温度，以满足汽轮机冲转要 求。但冲转前的蒸汽温度不能过高亦不能过低， 以防止过大的正、负温差而引起金属部件的热冲 击。为了保证管道的均匀膨胀，管壁的温升率应 小于8℃／min。