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旁路系统形式与应用于再热机组的保护优化方案

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:两级串联旁路系统,由于阀门少,系统简单,又能够保护再热器,被广泛地应用于再热机组上。高压旁路主要用于保护再热器,以及在机组启动时用于暖管。高、低压两级串联旁路用于满足机组各种工况对蒸汽参数的要求,同时保护再热器;整机旁路使锅炉可以维持最低负荷稳燃,多余蒸汽排往凝汽器。为保证凝汽器布置方便及运行安全,三用阀旁路系统的低压旁路的容量为60%~70%锅炉额定容量。

旁路系统形式与应用于再热机组的保护优化方案

1.两级串联旁路系统

如图8-9所示,两级串联旁路系统由高、低压旁路串联组成。高压旁路的设置可以确保在任何工况下对再热器的保护。通过两级串联旁路的协调,可以满足机组在各种运行状态下对蒸汽参数的要求。

图8-9 两级串联旁路系统

为保证凝汽器的安全经济运行,在凝汽器喉部装有膨胀扩容式减压减温装置,经低压旁路的蒸汽,在进入凝汽器之前再进行一次减压减温。所以,两级串联旁路系统实际上是三级减压减温。

两级串联旁路系统,由于阀门少,系统简单,又能够保护再热器,被广泛地应用于再热机组上。

2.整机旁路

如图8-10所示,整机旁路即一级大旁路,由锅炉来的新蒸汽,绕过全部汽轮机,经减压减温后排入凝汽器。

整机旁路系统优点是系统简单、投资小和便于操作,但是在机组启动或甩负荷时再热器得不到保护。因此若采用整机旁路,再热器的布置需要采取特殊的技术措施,如将再热器布置在锅炉内的低烟温区或再热器采用耐高温材料,并允许短时间干烧。整机旁路系统的缺点还有在机组低负荷运行或热态启动时,再热汽温的调节不方便。因此,需要在汽轮机中压联合汽门前装有对空排汽阀,必要时阀门动作用于调节再热蒸汽温度。

3.两级并联旁路系统

如图8-11所示,两级并联旁路系统由高压旁路和整机旁路并联组成,并在再热热段管道上设置对空排汽阀。高压旁路主要用于保护再热器,以及在机组启动时用于暖管。整机旁路的作用是在机组启、停或甩负荷时,将多余的蒸汽排入凝汽器;当锅炉超压时,起到安全阀的作用,以减少安全阀的动作次数。

这种系统虽能适应机组各种工况和启动的要求,也能保护再热器,但在热态启动时通过再热器热段上的对空排汽来提高再热汽温,有工质和热量损失,并造成环境和噪声污染。

图8-10 整机旁路系统

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图8-11 两级并联旁路系统

4.三级旁路系统

如图8-8所示,三级旁路系统由高、低压两级串联旁路和整机旁路组成。高、低压两级串联旁路用于满足机组各种工况对蒸汽参数的要求,同时保护再热器;整机旁路使锅炉可以维持最低负荷稳燃,多余蒸汽排往凝汽器。

三级旁路系统功能最齐全,但系统最为复杂,旁路装置多,投资和运行费用高,布置困难,运行不便。因此,这种系统较少采用。

5.三用阀的旁路系统

三用阀的旁路系统实质上是一个由高、低压旁路组成的两级串联旁路系统。如图8-12所示,高压旁路容量为锅炉额定蒸发量的100%,低压旁路为60%~70%。其三用阀具有启动调节、截止和安全溢流三种功能,故称为三用阀。这种系统是目前较为先进的旁路系统,在大型机组上得到了广泛应用。

图8-12 三用阀的旁路系统

BP—高压旁路调节阀;LP1—低压隔离阀;BPE—高压旁路减温水调节阀;LP—低压调节阀;BD—减温水减压隔离阀;LPE—低压旁路减温水调节阀;LPC—低压旁路减温器

三用阀的旁路系统具有以下特点:

(1)从锅炉点火开始,高压旁路始终呈调节状态,协调锅炉产汽量与汽轮机用汽量的供求矛盾以及保护再热器,并使蒸汽参数满足汽轮机要求。与此同时,低压旁路也会适时投入进行调节,以维持再热汽温满足负荷要求。该系统能适应各种工况的启动。当外界电网故障时,能保证机组带厂用电运行;当汽轮机掉闸甩负荷时,可保证停机不停炉。这是三用阀旁路系统的启动调节功能。

(2)当锅炉产汽量与汽轮机用汽量相平衡以后,高压旁路阀作为截止阀将主蒸汽系统与再热蒸汽系统隔离,使整个汽水系统处于正常运行状态。这是三用阀旁路系统的截止阀功能。

(3)高压旁路容量为100%,并且在事故工况下能在1~3s内迅速开启,完全可以代替过热器出口安全阀起溢流作用,以保证锅炉各受热面不超压,锅炉过热器出口也不再设安全阀。这是三用阀旁路系统的安全阀功能。

(4)为保证凝汽器布置方便及运行安全,三用阀旁路系统的低压旁路的容量为60%~70%锅炉额定容量。因此低压旁路阀没有安全阀的作用,在再热器出口仍设置安全阀,作为再热器的超压保护。

(5)热控和调节的要求高。执行机构各有两个独立电动机分别用于快速、慢速两种控制,液压控制耗功大。全容量的旁路系统管道尺寸增大,投资费用增加。

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