中压缸启动与汽机旁路系统研究

旁路系统维修

1.前言

本公司生产200MW、300MW和600MW机组配套旁路系统装置及主蒸汽、高、低压阀门、疏水阀、调节阀等。我们成功开发600MW亚临界机组旁路系统装置和660MW超临界机组旁路系统装置已投入运行且性能稳定。

2旁路系统用途：

该旁路系统装置采用高、低压两级串联形式，广泛使用于汽机冷、温、热和极热态启动，能协调锅炉所产生的蒸汽量与汽机用汽量之间的不平衡及改善机组启动与负荷特性，能适应机组的定压及变压运行两种工况。当电网事故跳闸后，能够维持低负荷运行。

3. 旁路系统功能

一、 改善机组的启动性能

机组在各种工况下（冷态、温态、热态和极热态）用中压缸启动时，投入旁路系统控制

锅炉蒸汽温度使之与汽机汽缸金属温度较快地相匹配，从而缩短机组启动时间和减少蒸汽向空气中排放，减少汽机循环寿命损耗，实现机组的最佳启动。并按照机组主蒸汽压力进行自动调节，直到主汽压力恢复正常值。

二、 超压安全保护的功能

当机组跳闸，自动主汽门突然关闭时，锅炉产生的大量蒸汽无处排放以及高压缸无排汽则会导致锅炉的再热器干烧。为保证再热器的不干烧，当自动主汽门关闭时，高压旁路蒸汽减压阀快速开启，高温高压的蒸汽（30-40%）经由该阀从高压缸排汽管道流入再热器，可保护布置在烟温较高区的再热器，以防烧坏。由再热器加热后的蒸汽，经过已开启的低压旁路的蒸汽减压阀减温减压后排到凝结器。同时使停机不停炉得以实现，为机组的迅速恢复提供了可能。当电网或机组故障跳闸甩负荷，主蒸汽压力超过设定值时，旁路装置快速打开，实现了带厂用电或空转或停机及维持锅炉最小负荷运行功能，使机组能随时重新并网恢复正常运行。

三、 调节负荷

旁路能适应机组定压运行和滑压运行两种方式，当汽机负荷低于锅炉最低稳燃负荷时（不投油稳燃负荷），通过旁路装置的调节，使机组允许稳定在低负荷状态下运行。机组减负荷期间，用低压旁路装置调节各种负荷下中压缸入口相应的蒸汽压力。旁路系统在机组启动和接带负荷以及RB、FCB时投入使用，以缩短起动时间和维持机组稳定和安全运行。 四、 回收工质，减少噪音。

汽轮机组高中压缸联合启动过程中的控制要点

陆瑞源,朱󰀁军

(广东珠海金湾发电有限公司,广东珠海519050)

摘󰀁要󰀁结合2台600MW超临界机组调试运行的实际情况,探讨了超临界汽轮机组高、中压缸联合启动过程中的控制要点,解决了机组启动过程中主、再汽温上升过快,汽轮机高排温度不易控制等难题。关键词󰀁超临界机组󰀁高中压缸󰀁联合启动

1󰀁前言

广东珠海金湾发电有限公司2台600MW机组锅炉是超临界参数变压螺旋管直流锅炉,单炉膛,一

次中间再热,平衡通风,露天布置,固态排渣,全钢结

构,全悬吊󰀂型布置,是在引进美国ALSTOM公司超

临界锅炉技术的基础上,结合上海锅炉厂有限公司燃用神府东胜煤的经验进行设计的锅炉。BMCR蒸

发量1913t/h,额定蒸汽压力25.4MPa,额定蒸汽温度571 ,再热蒸汽温度571 。采用苏尔寿公司的

旁路系统,配置30%高压旁路及40%低压旁路,以

配合超临界直流机组快速启动及汽轮机高、中压缸

联合启动;中速磨煤机正压直吹制粉系统,每台炉配6台中速磨煤机,低NOx同轴燃烧系统(LNCFSTM);

先进节能的等离子点火技术。

汽轮机为上海汽轮机有限公司与美国西屋公司联合设计制造的600MW凝汽式汽轮机,机组型号为

N600﹣24.2/566/566,机组型式为超临界、单轴、三

缸、四排汽、一次中间再热。采用数字电液调节系统(DEH)控制,操作简便。汽轮机冲转方式采用高、中

压缸联合启动;汽轮机的调节汽阀管理方式为单阀

和顺序阀。投产运行初期,常会出现不正常的压力和温度偏差,一般采用单阀方式,即蒸汽通过所有的

控制阀和喷嘴室,调节级叶片360 全周进汽,使各

部件受热膨胀均匀。运行6个月后,金属蠕变可达到一定稳定阶段,经试验后才可采用单阀和顺序阀

的混合运行方式。

2台机组分别于2007年2月10日和17日通过168h试运并投入商业运行。

2󰀁超临界直流机组启动时的控制与调整2.1󰀁直流炉启动系统

锅炉采用简单启动系统,包括汽水分离器、疏水

第２期　２００７年０６月　热机技术　・　４１　・　旁路系统选型研究　

山东电力工程咨询院　张月军　祝洪青　张桂英　

Ｉ－ｒ＊＂ｌ容提要］　以聊城电厂二期２×６００ＭＷ机组为例，详细探讨了旁路系统的功能和分类。并且介绍旁路系统设计　原则，同时，对于旁路系统的选型和容量，以及其与启动的关系进行细致分析。最后，对于有无旁路的各个状态下的启　动曲线进行对比研究，发现了旁路系统对于冲转和并网时间影响显著，同时对于冲转和并网时的蒸汽流量和品质有着　一定影响。　［关键词］汽轮机旁路系统设计容量启动曲线　

１　概述　

山东聊城发电厂原规划装机容量为４×　６００ＭＷ，一期工程已安装２×６００ＭＷ国产亚临　界燃煤机组，二期２×６００ＭＷ国产亚临界燃煤机　组为扩建工程。装设２台２０２８　ｔ／ｈ东方锅炉（集　团）股份有限公司生产的亚临界参数自然循环，　“Ｗ”火焰燃烧方式，一次中间再热，平衡通风，固　态排渣，露天布置，全钢构架，全悬吊结构，“ｎ”型　汽包锅炉。汽轮机为上海汽轮机有限公司生产　的亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝　汽式汽轮机（型号：Ｎ６００—１６．７／５３８／５３８）。机组　可采用高压缸启动方式也可以采用高中压缸联　合启动方式。　以下对聊城电厂二期６００ＭＷ机组旁路系统　为例对旁路系统的选型设置进行详细探讨。　２旁路系统功能和型式　２．１旁路系统主要功能　旁路系统有启动、溢流和安全三个主要功　能，此外还有回收工质、暖管、清洗等作用。具体　来说汽轮机旁路可具有如下功能：　（１）在汽轮机冲转前，使主蒸汽和再热蒸汽　压力、温度维持到预定的水平，以满足汽轮机冷　态、温态、热态和极热态启动的要求，缩短启动时　间，减少汽轮机金属的疲劳损伤。　（２）在启动和甩负荷时，保护布置在烟温较　高区域的再热器，防止再热器烧坏。　（３）对主蒸汽和再热蒸汽管道均匀加热，降　低管道的温度应力。　（４）平衡负荷瞬变过渡工况的剩余蒸汽。由　于锅炉的允许降负荷速率比汽轮机小，而其允许　的最低负荷又比汽轮机大，故将剩余蒸汽通过旁　路系统，能改善瞬变过渡工况时锅炉运行的稳定　性，减少甚至避免锅炉安全阀动作。　（５）如果旁路容量选择得当，当汽轮发电机　故障时，可采用停机不停炉的运行方式，或者电　网故障时，机组带厂用电运行，有利于尽快恢复　供电，提高电网的稳定性和机组的可用率。　（６）如果配有通流能力为１００　容量的高压　旁路系统，能在１～３秒内打开，则完全能取代过　热器安全阀的作用。　（７）机组启、停时，回收工质，降低噪声。　（８）设备和管道停运后会有一些杂质及颗粒　物产生，当机组启动时，这些杂质及颗粒物随蒸　汽带入汽轮机。采用旁路系统后，启动初期蒸汽　可绕过汽轮机而进入凝汽器，防止固体颗粒对汽　轮机调速汽门、喷嘴及叶片的侵蚀。　２．２旁路分类　汽轮机旁路系统可分为下面五种型式：单级　大旁路、两级串联旁路、三级旁路、三用阀旁路和　无旁路系统。　（１）单级大旁路　单级大旁路指汽轮机前的主蒸汽经过减压　减温设备后直接排人凝汽器的系统。这种旁路　具有系统简单的优点，但其不能保护再热器。

汽轮机旁路系统的功能及其选择

摘要：汽轮机旁路是单元制大型火力发电厂的重要辅助系统，旁路系统设计直接关系到机组的运行方式和控制策略。发达国家中，大型机组担当调峰任务很重，旁路系统带来的好处相当明显。在我国，大容量再热式机组都采用单元制系统，为了便于机组启停、调峰、事故处理和适应特殊运行方式，绝大多数再热式机组也都设置了旁路系统。但事实上，不同型式的汽轮机，其旁路系统的容量和功能应不尽相同。

关键词：汽轮机旁路系统；功能与作用；功能选择

一、汽轮机旁路的功能与作用

考虑到汽轮机的空载流量与锅炉的最低负荷不一致，以及低负荷时中间再热器的保护问题，中间再热式机组应设置旁路系统，每一级旁路中都装有减温减压器。当汽轮机的负荷低于锅炉稳定燃烧的最低负荷时，锅炉多送出的蒸汽可经过降压减温后送入再热器或低参数的蒸汽管道或直接排入凝汽器以回收工质。当汽轮机负荷很低而使流经锅炉再热器的蒸汽量不足以冷却锅炉再热器时，绕过高压缸且经过旁路系统减温减压器冷却的蒸汽，可进入锅炉再热器进行冷却，从而保护再热器。

1、缩短机组启动时间及汽机冲转过程中协调蒸汽参数和流量

汽轮机滑参数热态启动时，蒸汽进入气缸与气缸内壁接触，蒸汽温度上升较快，由于汽缸壁较厚且高中压缸为多层缸缸结构，传热到外壁需经较长时间，汽缸内、外壁容易出现较大的温差。当汽机滑参数冷态启动时，汽缸壁温较低，而锅炉来的过热蒸汽温度很高，导致主蒸汽温度与气缸和转子温度不协调，容易引起汽轮机汽缸及其他部件热应力过大，缩短机组使用寿命。故在机组启动期间，除监视汽缸内、外壁温差外，还必须控制好金属温度的升降速度。

一般来讲，单元机组在启动过程中，锅炉蒸汽温度与汽机汽缸金属温度不协调是由锅炉的特性决定，先以低参数蒸汽冲转汽轮机，之后随着汽轮机升速、并网、带负荷的要求，不断提高主蒸汽的参数和流量。所以机组启动时间的长短取决于锅炉达到汽轮机冲转要求的蒸汽参数（包括主蒸汽和再热蒸汽）的时间，而锅炉升温、升压速度取决于锅炉疏水管的排放。如果只靠疏水系统的，达到冲转参数需几十个小时。旁路系统正是为达到快速启动的目的而设计的，它可提高锅炉升温、升压速度，使蒸汽参数维持在合适的水平，以满足汽轮机冷、热态启动所需的条件，匹配协调锅炉主蒸汽温度与汽轮机温度，缩短机组启动时间，防止气缸、转子等部件产生过大的热应力和热变形。