汽轮机高低压旁路系统设备介绍

汽轮机高低压旁路系统设备介绍汽轮机高低压旁路系统设备介绍PAGE/PAGE7汽轮机高低压旁路系统设备介绍PAGE汽轮机上下压旁路系统设备介绍

1、 高压旁路

高压旁路系统装置由高压旁路阀〔高旁阀〕 、喷水调节阀、喷水隔离阀等组成。

①技术标准

高压

蒸汽

旁路

阀

高压

喷水

调节

阀

技术参数名称单位设计工况冷态启动温态启动热态启动极热态启动入口蒸汽压力MPa(a)1014入口蒸汽温度℃566390440450485入口蒸汽流量t/h667260260330335出口蒸汽压力MPa(a)出口蒸汽温度℃～220～230～240～260出口蒸汽流量t/h进/出口管道设计压力MPa(a)进/出口管道设计温度℃576/340计算压力MPa(a)～33～24～24～24～24计算温度℃111111111111计算流量t/h减温水管道设计压力MPa(a)37减温水管道设计温度℃250② 高旁阀结构

高旁阀兼有减温减压、调节、截止的作用。新蒸汽由上部管道引入阀进口滤网，经阀头至阀出口滤网，蒸汽由于缩放作用而减压，减温水从阀下部减温水喷嘴进入，高温蒸汽被减温后进入阀后连接管道。见图4－2。

图4－2高压旁路阀示意图

01－阀座；02－阀盖；03－阀进口滤网； 04－阀出口滤网；

05－阀体； 06－阀杆； 07－阀头； 08－减温水喷嘴；

2、低压旁路

低压旁路系统装置由低压旁路阀〔低旁阀〕、喷水调节阀、喷水隔离阀、凝汽器入口减温减压器等组成。

①技术标准

入口蒸汽压力MPa(a)入口蒸汽温度℃566340400～420425465

低压入口蒸汽流量t/h等于高旁出等于高旁出等于高旁出等于高旁出等于高旁出口流量口流量口流量口流量口流量蒸汽出口蒸汽压力MPa(a)旁路出口蒸汽温度℃160160160160160出口蒸汽流量t/h阀进/出口管道设计压力MPa(a)进/出口管道设计温度℃574/250计算压力MPa(a)3333计算温度℃低压计算流量t/h喷水调节减温水管道设计压力MPa(a)阀减温水管道设计温度℃150注：表中的低压旁路阀、低压喷水调节阀的容量均为低压旁路的总容量。

②低压旁路结构

低旁阀与高旁阀同样，兼有减温减压、调节、截止的作用。低旁阀结构见图 4－3

图4－3低压旁路阀示意图

01－阀座；02－阀盖；03－阀进口滤网； 04－阀出口滤网；

05－阀体； 06－阀杆； 07－阀头； 08－减温水喷嘴；

③三级减温减压器

采用三级减压、一次喷水减温的结构形式。图 4－4为三级减温减压器示意图。

低旁蒸汽进入减温减压器的管末端开孔区， 喷向减温减压器壳体内， 壳体内壁上设有不

锈钢防冲蚀挡板。 汽流通过蒸汽管末端开孔区上的多个小孔， 进行第一次临界膨胀降压， 在

壳体内扩容降压到 MPa。在壳体内壁沿圆周方向均布设有 4个雾化喷嘴，从凝结水系统

来的减温水雾化后与蒸汽充分混合汽化到达减温的目的。 经过第一级减温减压后的蒸汽通过

壳体内锥形喷网上的数个小孔， 进行第二次临界膨胀降压， 扩散到减温减压器后部区域， 使

蒸汽进一步扩容降压到 MPa。最后蒸汽通过分布在壳体及封头上的小孔进行第三次临界

膨胀降压至 ，使蒸汽最终扩散到整个凝汽器区域。

旁路投入时，减温喷水必须同时投入， 否那么将导致进入凝汽器内的蒸汽温度超过允许值，

对减温减压器和凝汽器造成损害。喷水源取自凝结水杂用系统，设计压力为 MPa，总喷

水量约t/h，喷水经过滤后通过喷水调节阀接入减温减压器， 以防喷孔堵塞。减温减压 器

的喷水系统中的喷水控制阀应与低压旁路阀动作信号联锁， 当低压旁路阀动作时， 喷水控制

阀相应动作，喷入冷却水。

图4－4三级减温减压器示意图

3、高、低压旁路的控制。

①高旁阀的执行机构为气动， 在失气时，阀门处于关闭状态并自动闭锁。 高旁减温水调

节阀根据高旁压力和蒸汽温度进行调节， 同时接受低旁开度和主蒸汽压力的修正， 在高旁未

开的情况下减温水调节阀强关。

高压旁路的控制功能：

1〕主蒸汽压力达高限时，快速开启高旁阀防止锅炉超压。

2〕主蒸汽压力增长速率开启。当压力增长速率超过第一值时，高旁阀调节开启，超过第二值时快速开启，保证主蒸汽压力变化平稳。

3〕接到汽轮机跳闸或发电机解列信号时，高旁阀迅速开启。

4〕高旁减温水压力达低限时，快速关闭高旁阀。

5〕高旁阀后的蒸汽温度达高限时，快速关闭高旁阀

②低旁阀的执行机构为气动，在失气时，低旁阀处于关闭状态并自动闭锁。

低压旁路最终是将蒸汽排入凝汽器。 但当凝汽器故障时，必须立即切断向凝汽器的排汽，

低旁减温水调节阀根据低旁的压力和蒸汽温度进行调节， 在低旁未开的情况下减温水调节阀

强关。

低旁控制功能如下：

1〕根据汽轮机调节级压力，来维持再热蒸汽的压力与机组负荷匹配。

2〕再热蒸汽升压率超过规定值时， 快速开启低压旁路阀，维持再热蒸汽压力平稳上升。

3〕凝汽器压力达高限〔即真空低〕时，快速关闭低旁阀，保护凝汽器。

4〕凝汽器温度达高限时，快速关闭低旁阀，保护凝汽器。

5〕凝汽器水位达高限时，快速关闭低旁阀，保护凝汽器。

6〕低压旁路减温水压力低时，迅速关闭低旁阀。

第三节 旁路的运行

1、上下旁的热工联锁

①高压旁路系统在下述情况下完成开启动作：

汽轮机组跳闸〔负荷低于 35％时〕

汽轮机组甩负荷〔负荷低于 35％时〕

锅炉过热器出口蒸汽压力超限

锅炉过热器出口蒸汽升压率超限

锅炉MFT〔主燃料〕动作

②高压旁路系统在下述情况下完成关闭动作：

高压旁路阀后的蒸汽温度超限〔大于 400度〕

高压旁路阀减温水压力低 2值〔Mpa〕

再热器出口蒸汽压力高〔 Mpa〕

按下事故关闭按钮〔核对厂家资料与现场实际〕

高压旁路阀的控制、执行机构失电或汽源压力

③低压旁路系统在下述情况下完成开启动作：

汽轮机组跳闸〔负荷低于 35％时〕

汽轮机组甩负荷〔负荷低于 35％时〕

再热热段蒸汽压力超限

④低压旁路对凝汽器的平安保护功能

当机组在启动或运行中有以下情况之一发生时，低旁能自动关闭。

凝汽器真空下降到设定值； 〔〕

低压旁路减温水压力低 2值；〔〕

低压旁路出口温度大于 180度；

2、上下旁的控制策略

旁路系统能否正常运行， 直接影响机组的运行可靠性， 旁路系统的运行方式与汽轮机的

运行方式密切相关。

旁路阀的操作机构有气动、 液动和电动三种。气动操作机构采用厂用压缩空气系统的气

源，系统简单，动作时间一般为 2～3S，由于系统不用可燃工质因而对机组没有高温着火的

威胁；液动操作机构的特点是动作迅速、开启时间短〔一般 1～2S〕，但系统较复杂，运行

费用和维护工作量大， 特别是布置在高温管道区的操作装置必须采取有效的防火措施； 电动

操作机构力矩小，动作时间长〔一般需 40S〕，但操作维护简单，工作可靠，它只能起到机

组启动调节功能的作用，不能作为平安阀使用。气动操作介于液动操作和电动操作之间，同时具备两种系统的优点，动作时间能满足锅炉平安阀的需求，又没有液动机构的复杂系统和维护工作量，本机组的旁路阀采用气动操作机构。

高压旁路的运行有四种运行方式，分别为“启动模式〞、“定压模式〞、“跟随模式〞、“停机模式〞。

旁路启动

图4－5高压旁路启动曲线

操作员选择“启动模式〞或来自DCS的“Boilerfireon〞〔锅炉点火〕信号激活高压旁路

进入“启动模式〞。高压旁路的“启动模式〞下旁路压力设定有三种状态，分别为“Minpressure〞〔最小压力模式〕、“pressureRamp〞〔升压模式〕和“Restart〞〔重启模式〕。当旁路压力设

定处于“Minpressure〞〔最小压力模式〕或“ pressureRamp〞〔升压模式〕时，高压旁路就

产生“启动模式〞信号。

在锅炉升压时，如果发生锅炉燃烧不稳定， 燃料下降将关闭高压旁路阀， 锅炉升压中断，

激活“Restart〞〔重启模式〕；在“Restart〞〔重启模式〕下，压力设定一直跟随主蒸汽压力，

经调整锅炉燃烧稳定后， 主蒸汽压力开始增大， 重新开启高压旁路阀， 翻开旁路阀压力仍小

于汽轮机的冲转压力 Psyne，压力设定继续处于“ pressureRamp〞〔升压模式〕，假设大于汽轮

机的冲转压力 Psyne，“启动模式〞自动解除，机组旁路自动进入“定压模式〞 。

当锅炉点火时，主蒸汽压力低于最小设定值，压力设定处于“ Minpressure〞〔最小压力

模式〕，高旁系统要有少量蒸汽，以防止再热器干烧，高旁阀就有一定的开度 Ymin＝10％并

保持该最小开度直至主蒸汽压力最小设定值 Pmin为止；维持压力最小设定值 Pmin，高旁阀

的开度随着锅炉燃烧量的增加而开大，直到预先设定的开度值 Yramp＝30％并维持这开度；

随锅炉燃烧量的继续增加，主蒸汽压力上升到大于最小设定值Pmin时进入“pressureRamp〞〔升压模式〕，高旁阀继续维持设定的开度值Yramp＝30％，至汽轮机的冲转压力Psyne，“启动模式〞自动解除，机组旁路自动进入“定压模式〞，随着汽轮机高压调阀的开度增大，高旁阀逐渐关小维持主蒸汽压力直至全关。一旦高旁阀全关，高压旁路系统即自动转入“跟随模式〞，处于热备用状态。根据机组启动状态确定冲转前