再热机组旁路系统.doc

再热机组旁路系统 一、旁路系统及其作用 1.旁路系统的概念 由于现代大容量火力发电机组采用了单元机组和中间再热，因此在下列运行过程中，其锅炉和汽轮机问运行工况必须有良好的协调：锅炉和汽轮机的启动过程；锅炉和汽轮机的停用过程；汽轮机故障时锅炉工况的调整过程。为使再热机组适应这些特殊要求，使其具有良好的负荷适应性，再热机组都设置了与汽轮机汽缸并联的管道，高参数的蒸汽可以不进入汽轮机汽缸做功，而是经过与汽轮机汽缸并联的管道经减温减压后送人压力较低的管道或凝汽器，这个系统称为再热机组的旁路系统。再热机组的旁路系统是蒸汽中间再热单元机组热力系统的重要组成系统，可以理解为“可取代汽轮机而作为蒸汽通道的一个系统”，它是由旁路阀、旁路管道、暖管设施以及相应的控制装置和必要的隔声设施组成的。图5—6为再热机组的旁路系统图，通过与汽轮机高压缸并联的管道，从锅炉来的新蒸汽可绕过汽轮机高压缸进入再热冷段管道，称为高压旁路(或工级旁路)；通过与汽轮机中、低压缸并联的管道，再热后的蒸汽可绕过汽轮机中、低压缸进入凝汽器，称为低压旁路(或Ⅱ级旁路)；通过与整个汽轮机并联的管道，新蒸汽可绕过整个汽轮机而直接排人凝汽器，称为整机大旁路。 2.旁路系统的作用 一般认为，再热机组的旁路系统有以下四个方面的作用。 (1)改善启动条件，加快启动速度，延长机组寿命。汽轮机启动过程是蒸汽向汽缸和转子传递热量的复杂热交换过程，为保证启动过程的安全可靠，要严密监视各处温度并严格控制温升率，使动静部分胀差和振动在允许的范围内。汽轮机启动方式不同，要求也有差别，《电力工业技术管理法规(试行)》中规定，如汽轮机制造厂无规定时，以高压缸第一级金属温度为依据，200℃以下时为冷态启动，200～370℃时为温态启动，370℃以上为热态启动，冲转时的主蒸汽温度最少要有50℃的过热度。温态、热态启动时应保证高、中压调速汽门后的蒸汽温度高于汽轮机最热部分温度50℃。双层缸的内、外缸温差不大于30～ 单元机组普遍采用了滑参数启动方式，为适应汽轮机启动过程中，在不同阶段(暖管、冲转、暖机、升速、带负荷)对蒸汽参数的要求，锅炉应不断地调整汽压、汽温和蒸汽流量，单纯调整锅炉燃烧或运行压力很难达到上述要求。采用旁路系统就可改善启动条件，尤其在机组热态启动时，利用旁路系统，能很快地提高新蒸汽和再热蒸汽的温度，缩短启动时间，延长汽轮机寿命。对于大容量机组，当发电机负荷减少、解列或只担负厂用电负荷，以及汽轮机甩负荷时，旁路系统能在几秒钟内完全打开，使锅炉逐渐调整负荷，并保持在最低燃烧负荷下运行，而不必停炉，在故障消除后可快速恢复发电，从而减少停机时间和锅炉的启、停次数，大大缩短了单元机组的重新启动时间，有利于系统稳定。 (2)保护锅炉再热器。目前国内外的再热机组多采用烟气再热方式，即再热器布置在锅炉烟道内。机组正常运行时，汽轮机高压缸排汽进入再热器，以提高蒸汽温度，同时再热器也可以得到充分冷却。但在机组启动过程中，汽轮机冲转前或在机组甩负荷，高压缸无排汽或排汽量较少时，再热器因无蒸汽流过或流量较少，并处于无蒸汽冷却的“干烧”状态时，对于一般耐热钢材料的再热器，就会有超温烧坏的危险。设置旁路系统，使蒸汽通过旁路流入再热器，达到冷却再热器的目的，并对其进行保护。 (3)回收工质和热量，降低噪声。燃煤锅炉不投油稳定燃烧的最低负荷约为30％锅炉额定蒸发量，而汽轮机的空载汽耗量仅为其额定汽耗量的5％～7％，单元式再热机组在启、停过程中或事故甩负荷时，锅炉的蒸发量总是大于汽轮机的汽耗量，即存在大量剩余蒸汽。 如将多余的蒸汽直接排人大气，不仅损失了工质，而且对环境产生了很大的噪声污染。设置旁路系统就可以将多余的蒸汽回收到凝汽器中，达到回收工质和降低噪声的目的。 (4)防止锅炉超压。旁路系统的设计通常有两种准则：兼带安全功能和不兼带安全功能。兼带安全功能的旁路系统是指高压旁路的容量为100％BMCR(锅炉最大连续蒸发量)，并兼带锅炉过热器出口的弹簧式安全阀和动力释放阀的功能，即我国所称的三用阀。因低压 旁路的容量受凝汽器限制仅为65％BMCR左右，所以在再热器出口还必须装有附加释放功能的安全阀和有监视器的安全阀。当机组出现故障需要紧急停炉时，旁路系统快速打开将剩余的蒸汽排出，以防止锅炉超压。锅炉安全阀也因旁路系统的设置而减少起跳次数，故有助于保证安全阀的严密性和延长其使用寿命。 总之，蒸汽中间再热机组的旁路系统，是单元制机组启停或事故工况时的一种重要的调节和保护系统。 二、旁路系统的形式 再热机组的旁路系统主要有以下几种形式。 1.一级旁路系统 图5—7(a)所示为一级大旁路系统，由锅炉来的新蒸汽，绕过全部汽轮机，经整机大