主蒸汽及旁路系统的运行分解

M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组主蒸汽旁路系统控制策略介绍及优化发布时间：2021-03-25T02:24:39.647Z 来源：《河南电力》2020年9期作者：黄永昆[导读] 随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。

本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。

（广东粤电中山热电厂有限公司广东中山 528445）摘要：旁路系统是蒸汽轮机主蒸汽系统的重要组成部分，它在燃气-蒸汽联合循环机组启停过程以及甩负荷时起着十分重要的作用。

本文主要介绍了M701F4型燃气轮机联合循环机组的主蒸汽旁路系统的主要作用，通过对主蒸汽旁路系统几种控制模式的介绍，描述旁路系统在机组运行过程中的控制过程，并通过介绍机组运行过程中一次特殊工况，分析现有旁路系统控制逻辑存在的问题，并提出解决方案。

关键词：M701F4燃气轮机；联合循环；旁路系统；控制模式随着当前环保压力不断加大，燃气-蒸汽联合循环电厂在当前形势下有了长足的发展。

本文主要介绍的是M701F4型燃气轮机联合循环机组的旁路系统，该机组主要由M101F4型燃气轮机以及配套的燃机发电机、余热锅炉、蒸汽轮机以及配套的汽机发电机等主设备组成，采用 “一拖一，双轴”的布置方式，单套机组装机容量为460MW。

在燃气-蒸汽联合循环机组中，旁路系统在机组启停过程以及甩负荷时起着重要作用，它的功能是，当余热锅炉产生的主蒸汽不满足蒸汽轮机运行需求时，这部分主蒸汽会通过旁路系统回到凝汽器，从而防止余热锅炉蒸汽管路超温、超压；另外，在汽轮机跳闸或甩负荷时，旁路系统可以联锁快开从而有效抑制主蒸汽压力、温度参数波动，防止汽包水位波动，维持余热锅炉及燃汽轮机正常运行，从而缩小事故范围，减少机组损失。

主再热蒸汽及旁路系统流程一、主蒸汽系统流程。

1.1 主蒸汽的产生。

咱们先来说说主蒸汽是咋来的哈。

那是在锅炉里，水经过一系列复杂的加热过程，就像小火慢炖似的，一点点升温、升压。

燃料在炉膛里熊熊燃烧，就像一个大火炉，给水提供热量，水变成蒸汽后，压力和温度不断升高，最后就形成了主蒸汽。

这主蒸汽可不得了，就像一个充满力量的小巨人，憋着一股劲儿呢。

1.2 主蒸汽的输送。

这充满能量的主蒸汽啊，从锅炉出来后，就沿着管道开始它的旅程了。

这管道就像小巨人的专用通道，它得把主蒸汽安全、高效地送到汽轮机那里去。

这一路上啊，管道得保证密封性良好，不能让蒸汽偷偷溜走，要是有泄漏那可就像竹篮打水一场空了，能量都浪费了。

二、再热蒸汽系统流程。

2.1 再热蒸汽的形成原因。

为啥要有再热蒸汽呢？这就像人干活累了需要休息一下再接着干一样。

主蒸汽在汽轮机里做了一部分功之后，压力和温度都降低了，就像一个泄了气的皮球。

但是咱不能让它就这么没劲儿下去啊，所以把它再送回锅炉里重新加热，这就形成了再热蒸汽。

这过程就像是给这个“泄了气的皮球”重新打气，让它又充满活力。

2.2 再热蒸汽的循环过程。

再热蒸汽从锅炉再热器出来后，又雄赳赳气昂昂地奔向汽轮机了。

它再次进入汽轮机，就像一个满血复活的战士，继续在汽轮机里做功。

这个循环过程就像是一个接力赛，主蒸汽先跑一段，再热蒸汽接着跑一段，这样就能充分利用蒸汽的能量，不会造成能源的浪费，这就叫物尽其用嘛。

三、旁路系统流程。

3.1 旁路系统的作用。

旁路系统啊，就像是一个备用的小道。

当汽轮机不需要那么多蒸汽的时候，或者是机组启动、停机的时候，旁路系统就发挥作用了。

它就像一个贴心的小助手，能够调节蒸汽的流量，避免蒸汽在不需要的时候硬往汽轮机里挤，不然就会造成汽轮机的负担过重，就像一个人吃撑了难受一样。

3.2 旁路系统的工作方式。

旁路系统有自己的一套管道和阀门呢。

当需要启动旁路的时候，阀门就像忠诚的卫士一样，按照指令打开或者关闭，让蒸汽按照预定的路线走。

锅炉主给水旁路系统工作原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：锅炉主给水旁路系统是锅炉运行中的一个重要部分，它的工作原理直接影响着锅炉的运行效率和安全性。

本文将介绍关于锅炉主给水旁路系统的工作原理及其重要性。

一、工作原理锅炉主给水旁路系统是通过旁路管道将主给水引入锅炉，在锅炉运行过程中起到调节水位、控制水质和保护锅炉的作用。

在正常情况下，主给水通过主给水阀直接进入锅炉，而在一些特殊情况下，如锅炉水位过高或主给水阀失效时，主给水旁路系统就会发挥重要作用。

主给水旁路系统通常包括旁路管道、旁路阀门、旁路水泵等组件，当主给水阀无法正常工作时，旁路阀门会打开，将主给水引入旁路管道，通过旁路水泵将水送入锅炉。

这样就能保证锅炉在水位过高或给水阀失效时仍能正常运行，确保锅炉的安全性和稳定性。

二、重要性1. 保证锅炉的安全运行2. 控制水质通过主给水旁路系统，可以灵活控制主给水的流量和质量，避免因水质问题导致锅炉运行异常或受损。

主给水旁路系统可以根据需要调整给水流量，保证锅炉正常运行。

3. 节约能源在一些情况下，锅炉的主给水需求并不是很大，通过主给水旁路系统可以节约能源，减少能源浪费。

在给水需求较小时，通过旁路系统将水送入锅炉，可以避免能源的浪费。

三、总结锅炉主给水旁路系统在锅炉运行中起着至关重要的作用，通过合理设计和科学运用，可以保证锅炉的安全性和运行效率。

我们应该加强对锅炉主给水旁路系统的理解和管理，确保锅炉的正常运行，提高锅炉的稳定性和安全性。

【文章字数：396】第二篇示例：锅炉主给水旁路系统是锅炉中的重要部件，它起到了分流、平衡和保护主给水管道的作用。

在锅炉运行过程中，主给水旁路系统的工作原理至关重要，下面就让我们来详细了解一下。

主给水旁路系统是指在锅炉的主给水管道上设置的一个分流管道系统。

它的主要作用是在锅炉运行时，根据给水量的大小和变化情况来调节主给水的进入量，保持给水的平衡和稳定。

主给水旁路系统通常由旁路阀、旁路管道、流量调节器、流量计等组成，通过这些部件的相互协调配合，实现对主给水的控制和调节。

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。

111 1主再热蒸汽系统第五章第五章主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统第五章主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统第一节概述根据发电厂热力循环的特征，以安全和经济为原则，将汽轮机本体与锅炉本体由管道、阀门及其辅助设备连接起来，有机地组成了发电厂的热力系统。

用特定的符号、线条等将热力系统绘制成图，称为热力系统图。

按照应用与绘制的详略程度不同，热力系统图分为原则性热力系统图和全面性热力系统图。

原则性热力系统表明热力循环中工质能量转换及热量利用的过程，反应了发电厂热功转换过程中的技术完善程度和热经济性，是全面性热力系统制定与设计的基本依据。

我厂原则性热力系统采用一机一炉单元制，每个单元中包括锅炉、汽轮机、一台电动给水泵、两台汽动给水泵，一台除氧器和七台加热器等设备，汽轮机共有八段非调整抽汽，分别引入三台高压加热器、一台除氧器和四台低压加热器。

全面性热力系统图全面反应了电厂的生产过程和设备组成，它不仅要表示机组在额定工况下正常运行时系统的状况，还要考虑机组在非额定工况下(包括启动、停机、升负荷、甩负荷及某些设备检修、停运、切换等情况)机组的管路连接、设备设置。

因此全面性热力系统图几乎囊括了电厂热力部分的所有管道及设备。

由于全面性热力系统图比较复杂，通常按功能分解为主蒸汽和再热蒸汽系统、汽轮机旁路系统、回热抽汽系统、主凝结水系统、主给水及除氧系统、加热器疏放水系统、辅助蒸汽系统、凝汽器抽真空系统、冷却水系统等等。

- 1 -石柱发电公司2x350MW机组电气培训教材图5-1 350MW超临界机组原则性热力系统图- 2 -石柱发电公司2x350MW机组电气培训教材第二节主蒸汽及再热蒸汽系统1. 主蒸汽系统的类型主蒸汽系统包括从锅炉过热器出口联箱至汽轮机进口主汽阀的主蒸汽管道、阀门、疏水装置及通往进汽设备的蒸汽支管所组成的系统。

对于装有中间再热式机组的发电厂，还包括从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器出口联箱的再热冷段管道、阀门及从再热器出口联箱到汽轮机中压缸进口阀门的再热热段管道、阀门。

汽轮机主蒸汽旁路阀安全功能及动作原理作者：谢进枞来源：《中国高新科技·下半月》2018年第03期摘要：主蒸汽旁路阀的安全功能主要体现在机组事故工况下旁路的快开和快关功能。

文章针对三菱M701F4型燃机联合循环机组，对汽轮机主蒸汽旁路阀功能及动作原理进行分析，以及时做好事故预想，提高事故处理能力。

关键词：汽轮机；主蒸汽旁路阀；联合循环文献标识码：A 中图分类号：TK262联合循环机组旁路系统对应汽轮机的3个压力等级，配有高、中、低压3个旁路系统，其中高中压旁路为串联二级旁路。

旁路系统除了有启动、溢流和安全3个主要功能外，还有回收工质、暖管和减少不合格蒸汽对叶片侵蚀等功能。

高压旁路把来自高压过热器的蒸汽排至再热器，中压旁路阀把来自再热器和中压过热器的蒸汽排至凝汽器，低压旁路阀把来自低压过热器的蒸汽排至凝汽器。

本文主要探讨汽机旁路阀安全功能及动作过程。

主蒸汽旁路阀的安全功能主要体现在机组事故工况下旁路的快开和快关功能。

旁路快开，可以防止锅炉超压，安全阀动作；旁路快关，可以保护冷再管道及凝汽器不超温超压。

另外，由于锅炉自身还有安全阀，所以一般会优先保护凝汽器，旁路快关会优先旁路快开。

1主蒸汽高、中、低压旁路阀快开和快关条件1.1高压旁路阀快开条件（与的关系）（1）没有凝汽器跳闸保护信号，汽机跳闸或者OPC动作。

（2）高旁后温度小于371.7℃。

（3）高旁后压力小于3.73MPa。

（4）高旁后温度与冷再温度差小于50℃。

1.2高压旁路快关条件（或的关系）（1）高旁后压力大于3.9MPa。

（2）高旁后温度好质量且高旁后温度大于435℃延时30s。

1.3中压旁路阀快开条件（与的关系）（1）中旁后温度小于220℃。

（2）中旁后压力小于0.2MPa。

（3）高旁快开或汽机跳闸或OPC动作。

（4）没有中旁快关信号。

1.4中压旁路阀快关条件（或的关系）（1）凝汽器保护动作。

（2）中旁后温度好质量且高于250℃延时10s。

主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统一、概述主蒸汽系统是指从锅炉过热器联箱出口至汽轮机主汽阀进口的主蒸汽管道、阀门、疏水管等设备、部件组成的工作系统。

主蒸汽管道是指从锅炉过热器出口输送新蒸汽到汽轮机高压主汽门的管道，同时还包括管道上的疏水管道以及锅炉过热器出口的安全阀及排汽管道。

再热蒸汽系统分为冷再热蒸汽及热再热蒸汽系统。

冷再热蒸汽管道是指从汽轮机高压缸排汽口输送低温再热蒸汽到锅炉再热器进口的管道，同时还包括管道上的疏水管道以及锅炉再热器进口的安全阀及排汽管道。

另外还包括与冷再热蒸汽管道相连的几根支管。

旁路装置的选择与汽轮机特性、锅炉型式及结构特性、燃料种类、运行方式、电网对机组的要求等因素有关。

二、旁路系统的作用1、缩短启动时间，改善启动条件，延长汽轮机寿命。

2、溢流作用：即协调机炉间不平衡汽量，溢流负荷瞬变过程中的过剩蒸汽。

由于锅炉的实际降负荷速率比汽机小，剩余蒸汽可通过旁路系统排至凝汽器，使机组能适应频繁启停和快速升降负荷，并将机组压力部件的热应力控制在合适的范围内。

3、保护再热器：在汽轮机启动或甩负荷工况下，经旁路系统把新蒸汽减温减压后送入再热器，防止再热器干烧，起到保护再热器的作用。

4、回收工质、热量和消除噪声污染：在机组突然甩负荷（全部或部分负荷）时，旁路快开，回收工质至凝汽器，改变此时锅炉运行的稳定性，减少甚至避免安全阀动作。

5、旁路系统投入后，待冷再压力达到高辅压力时，用冷再供高辅用汽。

三、旁路装置的选型对于百万千瓦级机组，当前世界上欧、美、日、俄（苏）等不同的技术流派基本都采用超（超）临界技术，为满足机组启动、机炉协调等功能要求，均设置了汽轮机旁路系统。

但由于地域及技术体系的不同，对于旁路系统的配置及运行方式也有很大差别。

在美国，一般都采用小于20%BMCR 的小旁路，仅用于机组启动阶段，锅炉过热器出口配置安全阀。

日本基本上传承了美国的技术体系。

欧洲在旁路系统的应用上，其理念与美（日）体系不同，百万级机组大部分釆用了 100%的高、低压旁路配置，拓展了旁路系统的作用。

汽轮机调节系统动作过程1机组挂闸1）高缸启动当高压密封油备用油泵运行，隔膜阀上油压（低压安全油）建立，滑阀下移，停止释放危急遮断总管油压（高压安全油）。

达冲转条件时，关闭高旁，待旁路压力到0后，关闭低旁。

点击DEH菜单中自动控制画面，点击“汽机挂闸”和“运行”按钮，AST电磁阀带电，滑阀下移，关闭无压回油泄油口，4个AST电磁阀内横向滑阀在油压作用下克服弹簧附加力的作用下，向右移动，遮断危急遮断总管油压（高压安全油）泄油口，高压油经中压主汽门的截止阀和节流油口进入油缸高压腔室，该油缸与卸荷阀高压腔室相通，卸荷阀的主阀芯上有一个节流油孔，高压有流过节流油孔后经逆止门向危急遮断油母管供油，建立高压安全油，开启中压主汽门。

当中压主汽门开完后，选择启动方式为“主汽门（TV）控制”，高压油经截止门、滤网后，一路经节流孔建立OPC总管油压，同时使双层蝶阀向上移动，关闭油动机泄油口。

一路进伺服阀进入高压调门油动机下腔室，4个高压调门开启，设置阀位限制位100％，电磁阀断电，三通电磁阀开向建立OPC总管油压（通电时，OPC出油口与回油口接通，阀门快速关闭），与高压调门一样，4个中压调门全开。

设置好目标转速和升速率，点“进行”按钮，高压主汽门内预启阀按设置的转速变化率逐步开启进行汽轮机冲转。

当转速达2900rpm，点击TV/GV切换，高压主汽门主阀全开，高压调门关小，控制转速在2900rpm左右，实现阀门切换。

2）高中缸联合启动高中缸联合启动时，旁路系统投入自动运行，不用手动干预。

开中压主汽门的过程与高缸启动一致，选择启动方式为高中缸联合启动，区别在于设置阀限时，高压调门开，设置好目标转速600 rpm及升速率后，点进行时，中压调门开启冲转，到600rpm时，高压主汽门内旁路逐步开启，与中压调门一起控制机组转速，当转速达2900rpm，中压调门保持开度不变，保持中压缸恒流量，进行高压主汽门与高压调门控制的切换。

带负荷后，高旁蒸汽压力设定值应自动升高，以使高旁电动门关闭。

汽轮机旁路系统的构成、作用及工作原理发布时间：2010-4-13 9:54:00 点击数：45汽轮机旁路系统是现代单元机组热力系统的一个组成部分。

它的功能是，当锅炉和汽轮机的运行情况不相匹配时，即锅炉产生的蒸汽量大于汽轮机所需要的蒸汽量时，多余部分可以不进入汽轮机而经过旁路减温减压后直接引入凝汽器。

此外，有的旁路还承担着将锅炉的主蒸汽经减温减压后直接引入再热器的任务，以保护再热器的安全。

旁路系统的这些功能在机组启动、降负荷或甩负荷时是十分需要的。

例如，当机组冷态启动时，在汽轮机冲转、升速或开始带负荷时锅炉产生的蒸汽量要比汽轮机需要的蒸汽量大，此时旁路系统可作为启动排汽用。

这样，锅炉可以独立地建立与汽轮机相适应的汽温和汽压，保证二者良好的综合启动，从而缩短了机组的启动时间，也延长了汽轮机的使用寿命。

与向空排气相比及回收了工质，又消除了噪音污染在机组迅速降负荷时，要求汽轮机迅速关小主气门，而同时锅炉只可能缓慢的降负荷，即锅炉跟不上要求，此时旁路系统起着减压阀的作用。

这种情况下，旁路系统的存在使锅炉能独立与汽轮机而继续运行。

降负荷幅度越大，越迅速，越显示其优越性。

对于甩负荷事故情况，旁路系统能使锅炉保持在允许的蒸发量下运行，把多余的蒸汽引往凝汽器。

让运行人员有时间去判断甩负荷的原因，并决定锅炉负荷是应进一步下降还是继续保持下去，以便汽轮发电机组很快重新并网。

可见，旁路系统十分有利于单元机组的启动，也使机组运行具有很好的适应性，保证了启、停工况时的正常工作，并能在负荷急剧变动时起重要的保护作用。

关于旁路系统的成本，由于它具有减少机组的启动损失、缩短启动时间、汽轮机能在低应力下启动以及投运方便等益处而能很快回收。

常用的汽轮机旁路有高压旁路(亦称I级旁路)、低压旁路(亦称Ⅱ级旁路)和I级大旁路。

高压旁路可使多余蒸汽不进入汽轮机高压缸而直接进入再热器，蒸汽的压力和温度通过减温减压装置使蒸汽参数降至再热器人口处的蒸汽参数。

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