二次再热机组汽轮机旁路的选择

二次再热机组汽轮机旁路的选择

摘要：随着社会经济的快速发展,电网容量和机组容量的增加,汽轮机旁路系

统已成为中间再热式热力机热力系统的重要组成部分。二次再热蒸汽轮机一般采

用超高压汽缸、高压汽缸、中压汽缸组合启动方式,汽轮机配置有三级串联高压、中压和低压旁路系统,分别对应于超高压汽缸、新高压汽缸加热、第二中压汽缸

加热。与一次加热装置相比,二次加热蒸汽轮机进气压力较大,蒸汽轮机固体颗粒

的侵蚀程度较严重。合理配置二次加热机组旁路控制系统,优化系统设计控制策略,可以有效平衡二次加热机组炉间蒸汽消耗,缩短二次加热机组启动时间,减少

汽轮机循环部分固体颗粒的侵蚀,对提高二次加热机组设备的安全性和运行灵活

性具有重要意义。

关键词：二次再热机组；汽轮机旁路；现状分析

引言

二次供热发电技术是实现火电行业节能减排和可持续发展的重要手段。二次

再热装置的热力系统参数对热经济性有重要影响,因此需要研究。由于湿蒸汽分

离器和新的蒸汽再热回路的存在,核电站的二回路热系统难以采用一般的分析方法。当装置正常工作时,低压分流阀泄漏导致涡轮末叶片的湿度增加。在严重的

情况下,水滴可能会出现在最终叶片的蒸汽流中。由于蒸汽轮机高速旋转的作用,

水滴碰撞到最终托盘的蒸汽输出,造成最终托盘的水侵蚀,严重影响蒸汽轮机的安

全运行。使用说明书规定,如果不需要低压蒸汽出口阀门,注水阀旁边的出口阀门

不能打开,以免损坏蒸汽轮机。在“双碳”的背景下,火电机组的柔性转换正在有

序进行。有许多灵活的变换方法,其中之一是蒸汽机高压和低压旁路阀的组合加热。这种加热方法虽然不经济,但从“灵活性”的角度来看,它提供了巨大的优势:它可以在短时间内将装置的负载调整到其额定容量的20%或更低,从而为其他清洁

能源的互联网接入创造了条件。

1二次再热机组简介

二级供暖和电力生产技术是实现电力行业能源消耗减少和可持续发展的重要

工具。二次再生器的热力学参数对热力学经济至关重要，因此需要研究。由于湿

气蒸汽分离器的存在和核电站新的过热模式，很难采取综合分析方法。当这个装

置工作时，低压旁路阀的泄漏会增加叶片在涡轮末端的湿度。在极端情况下，雨

滴可能会出现在有限叶片的流中。由于高速旋转的影响，液滴滴入蒸汽轮机的输出，导致最终托盘中的水侵蚀，严重影响蒸汽轮机的安全功能。说明书上说，如

果不需要低压来防止蒸汽涡轮损坏，阀门就不能打开。在“二碳”环境中，电动

机的灵活转换是有序的。有许多灵活的转换方法，其中之一是加热蒸汽发动机的

旁路和低压阀。这种加热方法虽然不经济，但在“灵活性”方面具有巨大优势:

它可以在短时间内将设备的负荷重新路由20%或更小的名义容量，从而为其他清

洁能源创造了进入互联网的条件。

2二次再热技术的发展和研究现状

由于燃煤发电在未来很长一段时间内仍将是主要的发电方式，因此发展先进、高效、清洁的燃煤发电技术是非常必要的。二次再热技术可以在不增加蒸汽主要

参数的情况下提高机组的循环热效率，是未来我国电力工业的重要发展方向。与

一次再热技术相比，二次再热技术有两次蒸汽的中间再热过程。二次再热技术不

仅提高了机组的平均吸热温度，而且提高了机组的循环热效率。提高了排汽的干度，保证了机组的安全运行。通过理论研究和计算分析，在相同的主蒸汽温度和

压力下，循环热效率比一次再热技术提高1.4% ~ 1.6%，机组的热经济性可得到

明显提高。

3二次再热汽轮机旁路的基本配置

3.1一级旁路的基本配置

蒸汽从锅炉过热器的出口排放到涡轮机的超高压汽缸中,并进入一级再热器

RH1。进入VHP汽缸的蒸汽从VHP汽缸排出并进入第一级加热器。高压旁路启动,

即RH1压力为4 mMpa,以防止HPV的排气温度超过最大限度(530°C)。VHP排气

缸配有通风阀,该阀不参与启动,其主要作用是在卸载负载时快速排出蒸汽。

3.2 第二级旁路的基本配置

旁路蒸汽从主再热器RH1的输出排出到二次再热器RH2,二次再热器连接到高

压汽缸的排气蒸汽。进入高压的蒸汽从高压排气缸排出,也进入二次再热器。BP2

旁路的作用是控制一级再热器的压力。启动中压旁路时,即RH2压力保持在0.5-1.3MPa和1.3MPa之间,以防止高压缸的排气温度超过最大值(500°C)。高压气缸

排气口也配有通风阀。同样,阀门不参与启动,主要作用是快速卸载负载。

3.3 三级旁路的基本配置

RH2压力对高压缸的排气温度和中压缸的排气温度(低压入口)有相反的影响。从二次BP3加热器到冷凝器的RH2输出旁路在控制RH2压力中起作用。因此,启

动时的RH2压力设置应保证高压缸和中压缸的排气温度在安全范围内。

4二次再热的温度控制手段

从控制角度来看,二次加热锅炉与常规加热锅炉最大的区别是加热蒸汽温度

的两级控制。锅炉的再热蒸汽主要是通过回收烟气+尾井来调节双燃烧通道的温

度控制,而燃烧器的振荡也作为辅助手段参与加热蒸汽温度的调节,还配置了偶然

喷水冷却器;东方电加热蒸汽通过尾部三通道烟气并联调节+负荷小于50%的烟气

再循环辅助调节进行调节,还配置了偶然喷水冷却器;上海电气采用尾烟除烟器调

整+烟气再循环调整和事故喷雾水冷却。烟气导流器作为调节再热和二次再热温

度的主要手段,同时也考虑到第一再热器和第二再热器的热量吸收。通过调整烟

气面板的角度,使一级再热器和二级再热器的出口温度同步,防止一级再热器吸热,另一级吸热量小;烟气再循环板的功能主要是当锅炉负荷较低时,用来增加再热器

和二次再热器的对流热量,使其按要求的温度指示升高。它配备了水冷却器,但在

正常运行过程中不允许水冷却器冷却,在正常运行时,再热器的出口蒸汽温度由锅

炉尾部布置的烟雾面板调节(即使燃料设置为摇动火炬,也只能作为辅助手段),只

有在紧急情况下,即烟雾面板或其他调节手段无效,加热蒸汽温度仍高于额定值。

由于锅炉中偶然喷水机在加热后,涡轮机高低压缸内的蒸汽流量增加,从而增加其

强度,在恒定负荷下,限制了超高压缸的强度,减少了其蒸汽的输入,这相当于一部

分低压蒸汽代替高压蒸汽进行循环,从而使机组整体的热经济性降低。

5二次再热机组汽轮机旁路选择建议