超超临界机组旁路的作用与选择.ppt

19七月2024旁路系统的作用和配置1旁路系统的作用1.1配合机组的启动(1)冷态启动旁路容量的大小影响机组的启动时间，若容量偏小，汽温提高速度较慢，启动过程较长。但对于百万级机组，通常情况下年启动次数较少，故冷态启动中因旁路容量较少导致的启动时间长的负面影响并不显著。(2)热态启动当机组在运行或调试过程中突然跳闸，除非是机组刚冷态启动，否则高、中压缸均处于较高的温度，且降温速度极慢，此时若重新启动，则锅炉的蒸汽温度必须与汽轮机的汽缸及调节阀温度相匹配。对于引进日本技术的百万级机组，一般允许蒸汽温度与汽缸的温差小于50℃;而引进德国SIEMENS的超超临界机组，此温差仅允许小于20℃。因此，旁路的配置是不同的，对于日本技术的机组，旁路容量可小一些，而SIEMENS技术的机组，其旁路容量的配置必须较大。若旁路容量低于锅炉最低直流负荷，则锅炉在启动过程中只能处于湿态，其运行特点类似于汽包炉，因热负荷受限，汽温将比正常运行时低很多，若不采取非常规措施，此汽温不可能满足汽轮机的要求。而SIEMENS汽轮机的数字电液控制系统(DEH)采用全自动程控方式启动，若温度条件不满足，汽轮机无法冲转。而若采用较大容量的旁路，只要锅炉进入纯直流状态运行，通过改变煤水比，其主汽温度是任意的，与负荷无关。同时，主汽温度的提高相应提高了高压缸排汽温度，使再热汽温也得到提高，从而使热态启动蒸汽参数的配合不再成为问题。目前引进的百万级机组的干、湿态切换负荷约为30%一33%，采用大于40%BMCR旁路容量就可确保锅炉进入纯直流状态。1.2取代安全门欧洲大机组普遍采用的100%高压旁路多为快速开启型，通常在1s可完全打开。这种高压旁路采用了高可靠性设计，可取代过热器安全门。高压旁路阀替代了过热器安全阀，又作为主汽压力调节阀，该旁路装置还能跟踪运行压力，只要压力超过设定值阀门就打开，因此又叫三用阀。采用这种配置方式，可完全消除因高压安全阀动作后产生的高强度噪音，且能最大限度地回收工质。但须注意，即使配置100%的快速开启型低压旁路，仍必须配置100%再热安全门，这是因为在出现汽轮机低真空等故障时，不允许大量蒸汽再进入凝汽器，低压旁路将被闭锁，此时，高压旁路来的蒸汽只能通过再热安全门泄放。1.3滑压跟踪溢流对于超超临界机组，滑压运行能提高低负荷工况下的机组效率，因此，无论配置调节级与否，采用滑压运行已是百万级机组设计的基本方式。有调节级的汽轮机一般采用复合滑压(定滑定)方式运行，无调节级的SIEMENS汽轮机则采用带部分节流的滑压或纯滑压方式运行。但在滑压运行方式下，当出现快速减负荷时，调门会快速关闭，造成调节级或调节阀(无调节级)的压降急剧变大，导致其承受过大的应力。而若旁路系统采用滑压跟踪溢流方式，当调节阀或调节级压降超过设定值，旁路将自动开启进行溢流，以限制压降的进一步增大，提高汽轮机的安全性。当然，这需配置大容量的旁路系统，如外高桥二期的SIEMENS900MW超临界机组配有100%BMCR高压旁路及50%容量低压旁路，取消了锅炉过热器安全阀，采用滑压跟踪溢流运行方式。若采用100%低压旁路，当汽轮机跳闸后，所有蒸汽通过旁路进入凝汽器，再加上减温喷水，凝结水量远大于正常工况，这就需要增大凝汽器冷却面积和增加凝结水泵容量，因此，会显著提高设备的初投资及增加运行成本。(2)全容量高压旁路，大容量低压旁路鉴于必须配置100%再热安全门，为避免增加凝汽器及凝结水泵等的投资，低压旁路容量可降为50%-70%。但当满负荷时，汽轮机、发电机跳闸或发生FCB，大量蒸汽将通过再热安全门排入大气，若持续时间较长则导致系统工质链的中断而造成MFT。因此，若要实现停机不停炉及FCB，则对控制系统等将提出较高要求，尤其是必须实现辅机故障减负荷(RUNBACK)。即使这样，由于锅炉热惯性很大，蒸发量下降需要几分钟的时间，相当2004年8月16日，外高桥二期第二台900MW机组发生了满负荷下汽轮发电机组跳闸故障，而这之前恰好刚完成了停机不停炉的改进，因此锅炉没有跳闸，在处理故障后重新启动，只用55min便再次并网，在此过程中，大容量旁路起了关键作用。而后，通过对分散控制系统(DCS),DEH及旁路系统控制方式的进一步改进，在9月14日成功完成了满负荷FCB试验，并在7min后再次并网。1.5确保汽轮机启动的蒸汽品质按中、美、日等国的技术规范，新机组调试阶段允许蒸汽品质低于正常运行标准，通过不同负荷阶段的“洗硅”等调试步骤，不断改善汽水品质以逐步达到生产标准，在此过程中，不可避免地造成大量、低标准的蒸汽进入汽轮机。但德国的超超临界机组，即使在调试阶段，也必须执行正常运行的蒸汽品质标准，这种情况下，大容量旁路是唯一选择。新机组整组启动前，先经过一个“带旁路启动”过程，锅炉蒸汽借道旁路系统构