主再热蒸汽及旁路系统介绍

1、 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

2、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

3、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。本机组的冷再热蒸汽系统也采用双管一单管双管布置。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

4、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动作可靠迅速。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用双管一单管一双管布置。 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

5、6;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大，采用单管系统更能够有效地降低压损，保障蒸汽的做功能力。此外，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用冷再热蒸汽，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、低温再热蒸汽管道均考虑有适当的疏水点和相应的动力操作的疏水阀(在低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。每一根疏水管道都单独接到凝汽器。主蒸汽管道的主管采用按

6、美国 ASTM A335P91 或 P92 标准生产的无缝内径管钢管， 其它管道采用 ASTM A335P91 无缝钢管。再热（热段）蒸汽管道的主管采用按美国 ASTM A335 P91 标准生产的无缝钢管（内径管） ，其它管道（疏水管道）采用 ASTM A335P91 无缝钢管。再热（冷段）蒸汽管道采用按美国 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）采用 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、安全阀）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

7、。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，其实打开的只是执行机构，即高排逆止门是自由状态，而真正要打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，当高排压力达到一定压力才会开。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冲动，汽轮机不会发生倒转现象，这种情况在发生机组甩负荷（如发电机解列），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，使一部分蒸汽倒入高压缸的最后一列动叶处，由

8、于动叶和静叶的安装方向都是正向的，此时漏入蒸汽的方向与叶片安装方向相反，而且先进入的是动叶，而不是静叶，所以这部分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），又按照正常流向通过前几级的静叶膨胀加速来冲动动叶，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），又会和不断漏入高压缸的蒸汽重新通过间隙流到前几级作功，这样反复循环流动作功，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冲动动叶，此时蒸汽流向是向着高排处，”=“漏汽从各级间

9、隙流向高压缸进汽侧，到了进汽侧后又按照正常的顺序，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(开停机时疏水不畅、在高加满水保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打开，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

10、止门控制机构打开，当工质（抽汽）压力达到可以推动阀板时，逆止门才真正打开。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，一个排大气口(A)直通大气，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化，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，最上面的电磁阀动作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

11、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动作，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，同时派人在现场查看执行器是否有动作。（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大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

12、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。 二、 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。阚山电厂采用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

13、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打开，使旁路系统作为锅炉的负载以便锅炉以较大的燃烧率启动，实现快速升温，升压，并将多余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，参与一次调频。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得到最佳匹配;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 采用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、冷却特性不同，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，从而造成汽轮机大型金属部件的热应力疲劳。采用旁路控制系统可以

14、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，锅炉产生的蒸汽量和汽轮机通流量之间就会不平衡。旁路控制系统控制旁路阀门排放多余的蒸汽，维持锅炉侧的汽水平衡。4事故工况下，保护机组，回收工质 在发电机甩去全负荷或汽轮机故障停机时，旁路门迅速打开，防止超温超压，同时减少或避免锅炉再热器安全门起跳，避免了汽水损失，回收了工质，提高了经济性。四、 汽轮机旁路的操作及规定（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畅通。1.3 检查高旁阀前疏水阀开启

15、。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) 检查主蒸汽压力达到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) 检查旁路阀动作正常，当旁路阀开度大于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) 当主蒸汽压力达到冲转压力后，检查旁路应处于定压方式。8) 当机组负荷达到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) 检查各阀门动作正常。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保持全开状态，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须先开减压阀，后开减温水阀。关闭时必须先关减温水阀，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