第5节 中间再热汽轮机调节的特点

为增强中间再热机组的一次调频能力，保护事故工况下 机组的安全，提高机组启、停操作的灵活性和安全可靠性， 在中间再热汽轮机调节系统中，设置动态校正器。在机组功 率增大或减小时，通过高压调节汽门的过开或过关，由高压 缸功率的过增或过减补偿再热器产生的时滞效应，使机组功 率与外界要求保持一致。在中压缸进口处，设置中压主汽，避免再热器蒸汽进入中低压缸造成机组转速恶性飞升。
另一方面，在机组启、停过程中，由中压调节汽门控制再 热汽温，使中压缸的进汽与中压缸转子及汽缸的热状态得 到良好的匹配。为减小中压调节汽门产生的节流损失，中 压调节汽门通常在机组负荷大于30％时保持全开（如图447）。
图4-47 高中压调门及旁路门配合关系
二、采用单元制的影响 中间再热机组为单元制机组，锅炉的蓄热相对减少，特 别是直流锅炉。传统的锅炉跟随汽轮机的运行方式，利用锅 炉金属蓄热释放满足汽轮机的流量要求，势必引起锅炉运行 参数的较大波动，严重时造成参数超限，危及机、炉的安全。 再热器通常布置于锅炉的高温烟道区，在机组启、停过程中 必须有足够的蒸汽来冷却再热器，防止再热器传热管烧损。 但在机组启动过程中，再热器的冷却蒸汽量和锅炉低负荷稳 燃的产汽量远大于汽轮机的空载流量，因此机组的升速、带 负荷与再热器的冷却间有很大矛盾。 为使中间再热机组在负荷变化时，既能利用锅炉金属的 蓄热满足快速响应外界电负荷的要求，又能通过改变调节汽 门的开度使主蒸汽压力的波动在允许的范围之内，从而要求 机炉采用协调控制方式。机炉协调控制的流程图如图4-46所 示。
图4-48 中间再热机组的旁路系统及主汽门、调节汽门布置
图4-45 再热器的时滞效应与高压缸过调
再热器的时滞效应降低了机组快速响应外界负荷变化的 一次调频能力，因为中、低压缸的功率约占整机功率的70％。 图4-45(a)中阴影部分表示了负荷调节过渡过程中机组功率 不能满足外界要求的大小，在甩负荷危急工况下，再热器中 贮存的大量蒸汽，如在中低压缸中继续膨胀作功，可使机组 的飞升转速达额定转速的40％，严重危及着机组的运行安全。
第五节 中间再热汽轮机调节的特点 一、中间容积的影响 再热器、联箱、蒸汽管道等具有空间，其间可以贮存大量蒸 汽。在非设计工况下，中、低压缸的功率与再热器的蒸汽压力呈 一定的比例关系，这样对应于不同的机组功率，贮存于再热器中 的蒸汽量是不等的。在机组功率变化过程中，因再热器内蒸汽压 力变化导致贮汽量的改变，产生的蒸汽吸蓄或泄放效应，使中低 压缸的功率变化滞后于高压缸。如图4-45(a)所示，在机组功率增 大时，增大高压缸的进汽量，高压缸的功率输出近似于阶跃增大， 并且因再热器的压力较低，高压缸的功率还有一定的过增量。同 时，高压缸的排汽进入再热器时，部分增大的蒸汽量滞留在再热 器中，以提升再热器的蒸汽压力，使中低压缸的功率缓慢增大。 只有当再热器的蒸汽压力达到新工况稳定状态时，才能使高压缸 的排汽量与中压缸的进汽量相等。相反，在机组功率下降时，高 压缸进汽量减少，使再热器蒸汽压力下降，再热器泄放出部分贮 汽，使得中压缸的进汽量大于高压缸。
图4-46 汽轮机、锅炉协调控制
为改善中间再热机组的启动特性，加快机组的启动速度， 回收启动过程中的工质和热量，以及在机组甩负荷工况下保 护锅炉的安全，在中间再热汽轮机的蒸汽系统中设有高、低 压旁路系统和大旁路系统。高压旁路系统是将来自锅炉过热 器的新蒸汽通过减温、减压器排至冷再热器蒸汽管，低压旁 路系统是将再热新蒸汽经减温、减压器排至凝汽器，大旁路 系统则是将新蒸汽经减温、减压器直接排至凝汽器。在机组 启、停过程中，通过操作高、低压旁路调节阀和中压调节汽 门，控制再热蒸汽温度和再热器的冷却。在甩负荷工况下， 由旁路系统控制锅炉过热器及再热器的压力，避免锅炉安全 阀动作，使机组故障排除后尽快恢复运行。中间再热汽的旁 路系统及高、中压主汽门与调节汽门的布置如图4-48所示。