汽轮机旁路系统的布置设计

旁路系统及操作说明书新华控制工程有限公司XIN HUA CONTROL ENGINEERING CO,.LTD中国上海SHANGHAI . CHINA目录一、汽轮机旁路系统简介二、汽轮机旁路系统功能三、旁路控制系统及其组成四、旁路运行方式五、旁路的保护与联锁六、旁路系统操作简介附图1.BPC-I旁路调节系统图2.BPC-I控制柜装配图3.旁路通讯电缆连接图4.旁路启动曲线汽轮机旁路系统简介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、旁路阀门控制系统、EH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。

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。

大型火电机组都采用高参数、中间再热式的热力系统，采用一机一炉的单元配置。

在这种机组中，一台锅炉只向一台汽轮机供汽，这就要求锅炉的产汽量与汽轮机的耗汽量保持平衡。

而实际上汽轮机的空载流量仅为汽轮机额定蒸汽流量的5％～8％，远远小于锅炉的最低蒸发量（30％～50％）。

锅炉在更低的燃烧率下不能稳定运行。

因此必须有其它的蒸汽管道，作为锅炉的负载，承担其余的蒸汽流量。

另外当事故工况下汽轮机甩去负荷或停机时，大量的多余蒸汽必须通过旁路阀门而排入冷凝器，减少锅炉安全门起跳，同时避免大量蒸汽排入大气。

因此在中间再热机组中配置蒸汽旁路系统可以改善锅炉和汽轮机特性上的差异，提高机组的安全性和经济性。

北重330MW机组一般都采用70%BMCR容量的高压、2×65%BMCR低压两级串联旁路系统。

对于北重中压缸启动机组来说，旁路控制系统的作用更显得突出，旁路控制品质的好坏直接关系到机组的正常运行。

汽轮机旁路系统一、旁路系统技术和结构特点#3、#4机组采用高、低压两级串联旁路系统。

高压旁路容量为额定参数下40%BMCR的流量（Boiler Maximun Continuous Rating）；低旁旁路容量是高旁容量加上高旁减温水的流量。

正常启停均采用中压缸启动方式，在旁路系统故障不能投运的情况下，也可采用高压缸启动方式。

1.旁路系统的主要功能汽机旁路系统的型式、容量和控制水平与汽机及锅炉的型式、结构、性能及电网对机组运行方式的要求密切相关。

根据本机组的负荷性质、启动特点，该旁路系统主要有以下几方面功能要求：（1）调整主蒸汽、再热蒸汽参数，协调蒸汽压力、温度与汽机金属温度的匹配，保证汽轮机各种工况下中压缸启动方式的要求，缩短机组启动时间。

（2）协调机炉间不平衡汽量，旁路掉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。

使机组能适应频繁起停和快速升降负荷，并将机组压力部件的热应力控制在合适的范围内。

（3）在机组启动和甩负荷时，保护再热器不干烧和超温。

（4）回收工质，减少噪音。

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，减少甚至避免安全门动作。

2．旁路系统的设计原则本工程采用高、低压两级串联旁路系统。

由于该旁路系统是不兼带安全门功能的，即装设的旁路系统并不替代锅炉过热器出口的弹簧安全门和动力释放阀（PCV）的功能，且无停机不停炉或带厂用电的功能要求，因此确定旁路系统容量的因子，主要是根据各个工况的启动曲线来核算所需的旁路容量。

当然还需考虑机组的负荷变动率及锅炉的燃烧率能以多快的速度减少而不危及火焰的稳定性等因子，以满足快速升降负荷等功能要求。

3．旁路容量的选择旁路容量的选择对中压缸启动非常重要。

若高压旁路容量不够，势必会逼高主汽压力，此时锅炉很难保证主汽温度，而过高的主汽温度对高压缸及其转子极为不利，本机组当高排温度达420℃时即报警，435℃时即跳机；若低压旁路容量不够，势必会逼高再热汽压力，此时防止高压缸末级叶片过热的最小流量值增大，即必须提高此时的目标负荷值（即阀切换负荷值），否则高压缸调节级压力与高排压力比有可能过低而导致停机（为限制高压缸出现小流量高背压现象，防止高压缸末级叶片过热，汽机通常有如下保护：高压缸调节级压力与高排压力比为1.8时报警，为1.7时即跳机）。

670MW机组汽机旁路系统选型设计汽机旁路系统的选型既要考虑机组运行的安全性，又要兼顾设备投资的影响。

华能烟台八角电厂2×670MW超超临界机组的汽轮机采用高、中压缸联合启动方式，通过对锅炉启动曲线进行分析和计算，得到不同启动工况下旁路系统的通流量要求，确定高压旁路阀为40%BMCR容量，低压旁路阀也为40%BMCR 容量，旁路系统主要用于改善机组的启动特性，不考虑FCB功能。

标签：旁路系统; 高中压缸联合启动; 汽轮机0 引言烟台八角电厂2台670MW机组采用上海汽轮机厂引进西门子技术生产的600MW级超超临界参数、一次中间再热、抽汽凝汽式汽轮机，型号C670-28/600/620。

锅炉为上海锅炉厂自主研发的超超临界参数、全悬吊结构、π形锅炉。

文章分析了高、中压缸联合启动方式下汽机旁路容量的计算过程以及与高压缸或中压缸启动方式下旁路容量计算的异同，为其他机组旁路容量的选型提供参考。

1 旁路系统旁路系统是指把锅炉产生的蒸汽部分或全部绕过汽轮机，通过减温、减压等设备排入凝汽器的系统。

主要用于协调锅炉出口蒸汽流量和汽轮机用汽量之间的不平衡，改进机组的启动特性，从而提高机组运行的安全性和灵活性。

综合各种旁路系统，主要作用有：在机组启动阶段协调锅炉和汽轮机配汽，回收工质，降低噪音，适应机组滑参数启动，自动调压、调温，加快启动速度;调峰运行时，协调锅炉和汽轮机控制系统，调节锅炉主蒸汽压力，当蒸汽超压、超温时起保护作用;机组快速降负荷时，旁路负荷瞬变过程的过剩蒸汽，保持锅炉不投油稳定燃烧，一旦故障排除可迅速恢复负荷;发生故障时，维持连续的蒸汽流动，使锅炉受热面包括再热器得到足够的冷却，避免干烧。

综上所述，旁路系统主要有启动、溢流和安全三大功能，此外还有回收工质、暖管、清洗和减少固体颗粒侵蚀等能力[1]。

这些功能的设计成为影响旁路系统选型和确定旁路容量大小的关键。

1.1 旁路系统分类1）一级旁路系统一级旁路系统是把从过热器出来的蒸汽经减温减压后直接排入凝汽器，旁路容量为35%BMCR左右。

汽轮机旁路系统
汽轮机旁路系统
125-1200MW机组各种规格的高低压旁路系统
工作特点：
汽轮机旁路系统是保证汽轮机和锅炉在各种工况下安全启动、稳定运行的保护系统之—。

同时是保护锅炉过热器、再热器不致再事故情况下超温、超压的主要保护装臵。

因此其安全稳定、可靠地工作对机组的安全稳定、可靠运行，至关重要。

其工作特点足：热冲击强烈、启停频繁，其内部减温减压元器件，承受很大的温差应力，且应力循环频次高。

其次，要承受减压后汽流较大的冲刷力，其强大的冲刷和热应力的反复多频次作用，是阀内件破坏的主因。

破坏特点：
由温差及热冲击引起的循环热应力是阀内件破坏的主因，其次是降压后汽流的冲蚀破坏。

技术特点：
1、ROSITE汽轮机高低压旁路系统采用了阀内件对称设计、内外加热的技术以减小温差应力；
2、采用了蒸汽雾化预热减温水技术减小温差应力；
3、采用蒸汽分区降温和蒸汽膜保扩技术来降低传质传热过程中减温水与高温蒸汽之间相应的阀内件金属间的温度差，以达到减少温差和温差应力的目的；
4、采用一级前臵式降温和三级后臵式降压阀笼、级间压差小，能减小汽流对密封面的冲蚀破坏；
5、大量采用模块化、分体式设计技术，全部阀内件均可拆卸更换、方便检修：
6、采用了变阻力通道式减温水调节阀，温度控制准确、精细，安全可靠，周期长；
7、阀门零部什全部采用锻焊件结构，强度高，承受热冲击能力强：
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第八章旁路系统大型中间再热机组均为单元制布置，为了便于机组启停、事故处理及特殊要求的运行方式，解决低负荷运行时机炉特性不匹配的矛盾，基本上均设有旁路系统。

所谓的旁路系统是指锅炉所产生的蒸汽部分或全部绕过汽轮机或再热器，通过减温减压设备（旁路阀）直接排入凝汽器的系统。

1 •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2 •机组旁路系统型式1）两级串联旁路系统由高压旁路和低压旁路组成，这种系统应用广泛，特点是高压旁路容量为锅炉额定蒸发量的30%〜40%,对机组快速启动特别是热态启动更有利。

2）两级并联旁路系统由高压旁路和整机旁路组成，高压旁路容量设计为10%〜17%,其目的是机组启动时保护再热器，整机旁路容量设计为20%〜30%，其目的是将各运行工况（启动、电网甩负荷、事故）多余蒸汽排入凝汽器，锅炉超压时可减少安全阀动作或不动作。

3）三级旁路系统由高压旁路、低压旁路和整机旁路组成，其优点是能适应各种工况的调节，运行灵活性高，突降符合或甩负荷时，能将大量的蒸汽迅速排往凝汽器，以免锅炉超压，安全阀动作。

但缺点是设备多、系统复杂、金属耗量大、布置困难等。

4）大旁路系统锅炉来的新蒸汽绕过汽轮机高、中、低压缸经减温减压后排入凝汽器，其优点是系统简单、投资少、方便布置、便于操作；缺点是当机组启动或甩负荷时，再热器内没有新蒸汽通过，得不到冷却，处于干烧状态。

1000MW级汽轮机旁路系统配置选型发表时间：2017-09-20T16:42:39.773Z 来源：《防护工程》2017年第12期作者：尚亮[导读] 将剩余蒸汽通过旁路系统，使锅炉瞬变过渡工况运行稳定，减少机组的寿命消耗，提高运行的安全性和经济性。

山东电力工程咨询院有限公司山东济南 250000 摘要：本文通过分析汽轮机组不同旁路配置方式，对国内某1000MW机组旁路进行配置选型。

通过技术比较，提出以下意见：推荐采用满足各启动工况要求、防止固体颗粒侵蚀、保护再热器等功能的40％BMCR的高、低压两级串联旁路系统。

关键词：旁路配置 1000MW串联旁路超超临界机组1 前言汽轮机旁路系统指从锅炉来的过热蒸汽不进入（或不全部进入）汽轮机，而是通过减温减压后接至汽机汽缸出口，将汽机旁通的蒸汽系统。

其作用主要是协调锅炉和汽机用汽量之间的不平衡，在机组启动期间，可对过热器和再热器系统预热，加快启动速度；在机组甩负荷时，将剩余蒸汽通过旁路系统，使锅炉瞬变过渡工况运行稳定，减少机组的寿命消耗，提高运行的安全性和经济性。

此外，采用旁路系统可以在汽机冲转前建立起锅炉的循环系统，减少启动时管系中的Fe3O4颗粒对汽轮机喷咀和叶片等处的硬粒侵蚀。

因此，合理设置旁路系统对提高机组运行安全性、灵活性、提高经济效益具有重要作用[1]。

本文首先对不同旁路系统配置方式进行对比分析，并针对国内某1000MW级超超临界机组旁路系统进行选型计算。

2 旁路系统配置方式及优缺点根据汽轮机旁路配置方式不同，一般可分为：一级大旁路、两级串联旁路、三级旁路、三用阀旁路，各旁路系统配置特点如下：a) 一级大旁路系统：指主汽经减压减温后直接排入凝汽器。

该系统要求锅炉再热器可以干烧，旁路的功能只是为了冷、热态启动和回收工质，旁路容量为40％BMCR左右，在机组甩负荷时，安全阀要动作。

b) 两级串联旁路系统：指主汽经高旁减温减压排至冷再管道，经再热器至再热热段管道，再经低旁减温减压后排入凝汽器的蒸汽系统。

汽轮机旁路系统沈阳电力高等专科学校杨庆柏刊载于《辽宁电机工程科普》1997年第2期汽轮机旁路系统( Turbine Bypass System简称TBS)的基本功能是改善机组启动性能、保护再热器、回收工质、减少噪音、带厂用电负荷运行和超压保护。

一、设置汽轮机旁路系统的必要性随着火力发电机组的单机容量不断增大，蒸汽参数也在不断提高，尤其是中间再热式汽轮发电机组得到越来越广泛的应用。

根据中间再热式汽轮发电机组的运行要求，机组的运行方式只能为单元制。

在一机对一炉的单元制运行方式中。

锅炉、汽轮机和发电机纵向成为一个统一的整体。

炉、机的一一对应使得锅炉产生的蒸汽无法储存，从而要求炉、机之间要互相配合，协调动作。

在单元机组正常运行时，可由协调控制系统依据外界的负荷需求来协调机、炉的动作，这既能满足外界负荷要求，又保证机组的安全。

然而在机组启动或紧急甩负荷的特殊情况下，锅炉和汽轮机在动态特性上的差异太大，如何使其协调工作就不是一个容易解决的问题。

在低负荷工况下，锅炉的最小允许负荷一般为额定蒸发量的30～50％，汽轮机则允许空载运行。

汽轮机空载运行时的汽量仅为额定时进汽量的5～8％。

由此可见，在低负荷工况下必须解决锅炉的剩余蒸汽回收问题，否则锅炉不但要对空排汽而损失大量的凝结水，而且还要产生强烈的噪声。

设置在锅炉内的再热器，必需经常流动一定量的蒸汽以不超温。

根据再热器选用的金属材料及炉内布置情况，通常要求冷却蒸汽流量的最小值约为额定值的14％，而汽轮机空载时的蒸汽量仅为额定值的5～8％。

特别是在甩负荷时蒸汽量为零，在停机不停炉时汽轮机完全不进汽。

由此可见。

中间再热式汽轮发电机组还须解决再热器的保护问题。

大型火力发电机组为了减少金属热应力，降低机组寿命损耗，缩短起动时间，节约燃料，往往采用中压缸启动。

因此，需要考虑中压缸从何处进汽的问题。

综上所述，单元制运行的中间再热式汽轮发电机组，必须解决机组启停过程中机、炉之间的协调动作，再热器保护以及实现中压缸启动等问题。

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。

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。

1000MW级汽轮机旁路系统配置选型摘要：本文通过分析汽轮机组不同旁路配置方式，对国内某1000MW机组旁路进行配置选型。

通过技术比较，提出以下意见：推荐采用满足各启动工况要求、防止固体颗粒侵蚀、保护再热器等功能的40％BMCR的高、低压两级串联旁路系统。

关键词：旁路配置 1000MW串联旁路超超临界机组1 前言汽轮机旁路系统指从锅炉来的过热蒸汽不进入（或不全部进入）汽轮机，而是通过减温减压后接至汽机汽缸出口，将汽机旁通的蒸汽系统。

其作用主要是协调锅炉和汽机用汽量之间的不平衡，在机组启动期间，可对过热器和再热器系统预热，加快启动速度；在机组甩负荷时，将剩余蒸汽通过旁路系统，使锅炉瞬变过渡工况运行稳定，减少机组的寿命消耗，提高运行的安全性和经济性。

此外，采用旁路系统可以在汽机冲转前建立起锅炉的循环系统，减少启动时管系中的Fe3O4颗粒对汽轮机喷咀和叶片等处的硬粒侵蚀。

因此，合理设置旁路系统对提高机组运行安全性、灵活性、提高经济效益具有重要作用[1]。

本文首先对不同旁路系统配置方式进行对比分析，并针对国内某1000MW级超超临界机组旁路系统进行选型计算。

2 旁路系统配置方式及优缺点根据汽轮机旁路配置方式不同，一般可分为：一级大旁路、两级串联旁路、三级旁路、三用阀旁路，各旁路系统配置特点如下：a) 一级大旁路系统：指主汽经减压减温后直接排入凝汽器。

该系统要求锅炉再热器可以干烧，旁路的功能只是为了冷、热态启动和回收工质，旁路容量为40％BMCR左右，在机组甩负荷时，安全阀要动作。

b) 两级串联旁路系统：指主汽经高旁减温减压排至冷再管道，经再热器至再热热段管道，再经低旁减温减压后排入凝汽器的蒸汽系统。

此旁路系统的锅炉受热面能得到蒸汽保护，防止干烧；在各工况启动条件下，蒸汽温度和金属壁温匹配较快；能缩短机组启动时间，满足机组带中间负荷及调峰的需要，系统适应性强。

c) 三级旁路系统：由大旁路和高、低压两级旁路组成。