主再热蒸汽及旁路系统介绍

主再热蒸汽及旁路系统介绍之马矢奏春创作
本机组的主蒸汽系统采纳双管一单管—双管安插.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, 以适应机组负荷变动的需要.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平安阀, 为过热器提供超压呵护.该平安阀的整定值低于屏式过热器入口平安阀, 以便超压时过热器出口平安阀的开启先于屏式过热器入口平安阀, 保证平安阀举措时有足够的蒸汽通过过热器, 防止过热器管束超温.所有平安阀装有消音器.在过热器出口主汽管上还装有两只电磁泄压阀, 作为过热器超压呵护的附加办法．设置电磁泄压阀的目的是为了防止弹簧平安阀过于频繁举措, 所以电磁泄压阀的整定值低于弹簧平安阀的举措压力.运行人员还可以在控制
室内对其进行把持.电磁泄压阀前装设一只隔离阀, 以供泄压阀隔离检修.
主蒸汽管道上设有疏通的疏水系统, 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, 而如果太年夜, 则有可能超越汽轮机的背包式疏水扩容器的接受能力.
本机组的冷再热蒸汽系统也采纳双管一单管—双管安插.汽轮机高压缸两侧排汽口引出两根支管, 汇集成一根单管, 到再热器减温器前再分成双管, 分别接到锅炉再热器入口集箱的两个接口.主管上装有气动逆止阀（高排逆止门）.其主要作用是防止高压排汽倒入汽机高压缸, 引起汽机超速.气动控制能够保证该阀门举措可靠迅速.
冷再热蒸汽管道上装有水压试验堵板, 以便在再热器水压试验时隔离汽轮机, 防止汽轮机进水.冷再热蒸汽管道在逆止阀后接出若干支管.它们分别通往辅助蒸汽系统、汽轮机轴封系统、#2高压加热器、驱动给水泵的小汽轮机.冷再热蒸汽是辅助蒸汽系统和小汽轮机在机组低负荷时的备用汽源.在通往两台小汽轮机的支路上分别设置逆止阀和电动隔离阀, 阀门前后设疏水点.
本机组的热再热蒸汽系统同样采纳双管一单管一双管安插.高
温再热蒸汽由锅炉再热器出口集箱经两根支管接出, 汇流成一根单管通向汽轮机中压缸, 在汽轮机中压联合汽门前用一个45°斜三通分为两根管道, 分别接至汽轮机左右侧中压联合汽门.由于再热蒸汽压损对机组的热经济性影响比新蒸汽还年夜, 采纳单管系统更能够有效地降高压损, 保证蒸汽的做功能力.另外, 还能消除进入汽轮机中压缸的高温再热蒸汽的温度偏差.
本机组给水泵汽轮机备用汽源采纳冷再热蒸汽, 在进入高压进汽阀之前, 设有电动隔离阀, 在正常运行时处于开启状态, 使管道处于热备用.
主蒸汽管道, 高、高温再热蒸汽管道均考虑有适当的疏水点和相应的动力把持的疏水阀(在高温再热蒸汽管道上还设有疏水阀)以保证机组在启动暖管和低负荷或故障条件下能及时疏尽管道中的冷凝水, 防止汽轮机进水事故的发生.每一根疏水管道都独自接到凝汽器.
主蒸汽管道的主管采纳按美国 ASTM A335P91 或 P92 标准生产的无缝内径管钢管, 其它管道采纳 ASTM A335P91 无缝钢管.
再热（热段）蒸汽管道的主管采纳按美国 ASTM A335 P91 标准生产的无缝钢管（内径管）, 其它管道（疏水管道）采纳 ASTM A335P91 无缝钢管.
再热（冷段）蒸汽管道采纳按美国 ASTM A691 Cr1-1/4CL22 标准生产的电熔焊钢管, 其它管道（2 号高加供汽、小机供汽、轴封蒸汽、疏水管道）采纳 ASTM A335P11 无缝钢管.
系统内的各种阀门（包括主汽阀、调节阀、止回阀、疏水阀、平安阀）控制可靠、开启灵活、关闭严密, 是保证系统正常工作的最基本条件.
1、高排逆止门：
挂闸后先给高排逆止门一个开指令, DCS画面显示开了, 其实翻开的只是执行机构, 即高排逆止门是自由状态, 而真正要翻开它要有足够的蒸汽流量、压力.也就是就地并未开启, 这叫释放高排, 当高排压力到达一定压力才会开.
此门设置的目的是在汽轮机甩负荷时, 高排逆止门关闭, 防止冷再管内倒汽进入汽机引起汽机超速；（为什么会引起超速？是因为高排逆止门漏汽倒入高压缸的后果只会使转子正向感动, 汽轮机不会发生倒转现象, 这种情况在发生机组甩负荷（如发机电解列）, 机组打闸后有可能加剧转速的上升甚至引起超速事故的发生.当机组还未冲转（盘车阶段）时, 由于高排逆止门的泄漏, 使一部份蒸汽倒入高压缸的最后一列动叶处, 由于动叶和静叶的装置方向都是正向的, 此时漏入蒸汽的方向与叶片装置方向相反, 而且先进入的是动叶, 而不是静叶, 所以这部份漏汽根本无法膨胀做功, 根据流道速度三角形原理也可以得出见证.那么同时这些漏汽就会通过各级间隙流向高压缸的进汽侧（调节级侧）, 又依照正常流向通过前几级的静叶膨胀加速来感动动叶, 此时蒸汽流向是向着高排处, 由于已经作功后参数下降（压力低于高排处倒汽压力）, 又会和不竭漏入高压缸的蒸汽重新通过间隙流到前几
级作功, 这样反复循环流举措功, 使汽机转子一直处于正向旋转.那么同时这些漏汽就会通过各级间隙流向高压缸的进汽侧, 通过前几级的静叶膨胀加速来感动动叶, 此时蒸汽流向是向着高排处, ”=“漏汽从各级间隙流向高压缸进汽侧, 到了进汽侧后又依照正常的顺序, 从进汽侧膨胀做功, 到排汽侧又与新漏进来的蒸汽混合, 重复刚才的过程”）
另一个目的是在机组甩负荷时, 高排逆止门关闭, 通风阀开启, 通风管路使高压汽缸处于真空状态, 以防止高压后几级部件超温；
再一个目的是在冷再管内积水的情况下(开停机时疏水不顺畅、在高加满水呵护失灵的情况下高加漏水进入冷再管、再热器的减温水等)防止这些水从高压缸排汽端进入汽轮机.在冷再管上的高排逆止门前后, 各装有排往凝汽器背包式疏水扩容器的电动疏水阀, 作为汽机开停机时疏水使用.
2、抽气逆止门工作原理
正常运行时电磁阀带电翻开, 气源由下图路径进入气缸, 将气缸弹簧压缩, 使气缸驱动杆上升, 使逆止门控制机构翻开, 当工质（抽汽）压力到达可以推动阀板时, 逆止门才真正翻
开.
注：阚山电厂没有手动实验阀；
两位三通电磁阀, 一个压力口（P)连接压缩空气, 一个排年夜气口(A)直通年夜气, 一个设备口(B)连接气动装置.在没有阀芯的情况下, 这三个口是联通的.阀芯有电磁铁实现位的变动, 两位即有两个位置, 一个位PB口间联通, 一个位BA口间联通.
正常情况下, 最上面的电磁阀举措可以实现气缸的进排气.中间的
那个阀是手动的, 可以实现手动控制.最下面的那个受上面两个的控制.
2、机组运行异常或控制系统自身异常时, 电磁阀断电或气源失气, 汽缸失去气源供应从而受弹簧压缩, 汽缸推杆下行, 使阀门趋于关闭, 如下图所示：
在机组长时间正常运行, 抽汽用户也一直正常的情况下, 抽汽止回阀将长时间处于开启位置不动, 为了检查执行器是否举措, 可以人为地从控制系统给出一个关闭信号（电信号）或切断阀门空气过滤减压器前的关断阀, 同时派人在现场检查执行器是否有举措.（注意, 在正常运行时, 即使有关闭信号, 由于内部阀板受到蒸汽的推力年夜于执行器所提供的压力, 执行机构也无法将阀门完全关闭, 只能看到推杆略微向下移动, 即有关闭阀门的趋势.）作为选项, 也可以装配带有手动试验功能的附件, 在就地手动按下试验按钮时, 使汽缸放气, 趋于关闭, 如下图所示：图4：手动试验状态
旁路系统
一、汽轮机旁路概述
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、执行机构和旁路蒸汽管道组成.其作用是将锅炉发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.
二、蒸汽旁路系统有两种：一种是将锅炉发生的蒸汽直接引入冷
凝器, 这种旁路系统称为年夜旁路.另一种是由高、高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、高压缸而将蒸汽从再热器出口引入冷凝器的称为高压旁路.阚山电厂采纳第一种一级旁路系统, 旁路容量为35%BMCR, 选用二只美国CCI气动调节减压阀, 经二级减温后进入凝汽器.机组的启动方式为高压缸启动, 旁路系统的设计只考虑机组的启停功能, 不考虑甩负荷工况.
三、汽轮机旁路系统功能
1改善机组启动性能, 缩短启动时间在启动过程中, 旁路控制系统控制旁路阀门翻开, 使旁路系统作为锅炉的负载以便锅炉以较年夜的燃烧率启动, 实现快速升温, 升压, 并将过剩的蒸汽由旁路阀门直接引入冷凝器, 可以使中间再热机组作为调峰机组, 介入一次调频.其目的是为改善机组的启动特性而设置的.可以提高锅炉在启动过程中的燃烧率;使蒸汽温度与汽轮机缸温获得最佳匹配;从而缩短机组启动的时间,减少寿命损耗.
2减少汽轮机热应力采纳两班制或调峰运行的机组, 启停频繁, 由于锅炉和汽轮机的加热、冷却特性分歧, 使得在重新冲转时, 锅炉出口的蒸汽温度与汽轮机的金属温度不匹配, 从而造成汽轮机年夜型金属部件的热应力疲劳.采纳旁路控制系统可以使锅炉汽温与汽轮机金属尽可能匹配.
3提高机组负荷适应性正常运行的机组快速降负荷时, 汽轮机快
速关小调节阀门.这样, 锅炉发生的蒸汽量和汽轮机通流量之间就会不服衡.旁路控制系统控制旁路阀门排放过剩的蒸汽, 维持锅炉侧的汽水平衡.
4事故工况下, 呵护机组, 回收工质在发机电甩去全负荷或汽轮机故障停机时, 旁路门迅速翻开, 防止超温超压, 同时减少或防止锅炉再热器平安门起跳, 防止了汽水损失, 回收了工质, 提高了经济性.
四、汽轮机旁路的把持及规定（以阚山电厂为例）
1、旁路投入前的检查
1.1 凝汽器真空在72Kpa以上, 压缩空气压力正常.
1.2 检查旁路系统预热管道阀门开启且疏通.
1.3 检查高旁阀前疏水阀开启.
1.4 检查减温水压力正常.
2.1 机组启动时投入与停止
1) 检查旁路具备投入条件；
2) 检查主蒸汽压力到达0.7MPa；
3) 检查旁路阀在自动位置；
4) 在DCS上按STR MODE（启动模式）
5) 检查旁路阀举措正常, 当旁路阀开度年夜于2%时, 减
温水隔离门、调节门自动开启.
6) 旁路后温度小于160℃, 压力小于0.6MPa.
7) 当主蒸汽压力到达冲转压力后, 检查旁路应处于定压
方式.
8) 当机组负荷到达200MW时, 可以停止旁路系统运行, 缓慢关闭旁路阀, 检查减温水阀自动关闭, 关闭预暖阀.
3.2 机组停止时的投入与停止
1) 检查旁路具备投入条件；
2) 检查旁路阀在自动位置；
3) 机组负荷小于200MW时, 在DCS上按SHUTDN MODE （停机模式）；
4) 检查各阀门举措正常.
5) 锅炉停止后, 根据情况关闭旁路.
6) 检查减温水阀自动关闭.
4、旁路系统的有关规定
4.1 旁路系统电动总门在旁路系统投入运行时坚持全开状态, 在旁路系统退出运行后关闭, 非紧急情况下严禁用电动总门（系统图上未画出）切断旁路管道蒸汽.
4.2 高压旁路手动控制开启时必需先开减压阀, 后开减温水阀.关闭时必需先关减温水阀, 后关减压阀.
4.3 高旁阀关闭时, 减温水阀应关闭, 否则手动强制关闭减温水阀.
4.4 汽机凝汽器真空低于67KPa或破坏真空紧急停机时, 不得开启旁路阀.
5、旁路系统的运行维护
创作时间：二零二一年六月三十日
5.1 检查旁路后温度应小于160℃, 压力小于0.6MPa；
5.2 三级减温后汽温应小于80℃；
5.3旁路备用时检查预暖阀处于关闭状态, 旁路前蒸汽要有50℃过热度；
5.4 检查旁路前疏水阀举措正常.
6、旁路系统联锁呵护及报警信号
6.1 下列情况下高旁快关且闭锁开：
1) 凝汽器真空低至67Kpa.
2) 排汽温度高至79℃.
3) 凝汽器水位高至1350mm.
4) 旁路减温水压力低至1.8MPa.
5) 旁路后温度至160℃.
6) 旁路后压力至0.6 MPa.
创作时间：二零二一年六月三十日。