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上海交通大学热能工程研究所第二讲华能玉环电厂1000MW汽轮机热力系统•基本热力系统•主蒸汽、再热蒸汽系统•旁路系统•轴封蒸汽系统•辅助蒸汽系统•回热抽汽系统上海交通大学热能工程研究所第一节基本热力系统•汽水流程图•高压缸设有一级抽汽,第二级抽汽采用高压缸排汽，中压缸、低压缸各有三级抽汽，分别供给三只高加,一只除氧器，四只低加。第四级抽汽还供给两只给水泵小汽轮机用汽。•配置两台50％额定流量的汽动给水泵和一台25％额定流量的电动给水泵。在正常运行工况下，给水泵汽轮机的汽源来自第四级抽汽；在低负荷和启动工况下，给水泵汽轮机的汽源来自冷再热蒸汽。给水泵汽轮机的排汽经排汽管道和排汽蝶阀排到主机凝汽器。给水泵汽轮机为双流、反动式，两个汽源能自动内切换。•本机组设有两级串联的高、低压旁路系统。该旁路系统配置瑞士CCIAG/SULZER公司制造的AV6＋旁路控制系统，由高低压旁路控制装置、高低压控制阀门、液压执行机构及其供油装置等组成。该旁路系统具有40％BMCR高压旁路容量和40%BMCR+高旁喷水量的低压旁路容量。主蒸汽管与汽机高压缸排汽逆止阀后的冷段再热蒸汽管之间连接高压旁路，使蒸汽直接进入再热器；再热器出口管路上连接低压旁路管道使蒸汽直接进入凝汽器。在机组启停、运行和异常情况期间，旁路系统起到控制、监视蒸汽压力和锅炉超压保护的作用。上海交通大学热能工程研究所1000MW超临界压力汽轮发电机组基本热力系统上海交通大学热能工程研究所第二节主蒸汽、再热蒸汽系统•主蒸汽、再热蒸汽系统是按汽轮发电机组VWO工况时的热平衡蒸汽量设计。主蒸汽系统管道的设计压力为锅炉过热器出口额定主蒸汽压力。主蒸汽系统管道的设计温度为锅炉过热器出口额定主蒸汽温度加锅炉正常运行时允许温度正偏差5℃。•冷再热蒸汽系统管道的设计压力为机组VWO工况热平衡图中汽轮机高压缸排汽压力的1.15倍，冷再热蒸汽管道系统的设计温度为VWO工况热平衡图中汽轮机高压缸排汽参数等熵求取在管道设计压力下相应温度。热再热蒸汽管道系统的设计压力为VWO工况热平衡图中汽轮机高压缸排汽压力的1.15倍或锅炉再热器出口安全阀动作的最低整定压力，热再热蒸汽管道系统的设计温度为锅炉再热器出口额定再热蒸汽温度加锅炉正常运行时的允许温度正偏差5℃。上海交通大学热能工程研究所主蒸汽系统图过热器出口集箱至高压疏水扩容器汽机主汽门预暖至高压疏水扩容器•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。•主蒸汽及高、低温再热蒸汽系统采用单元制系统。主蒸汽管道从过热器的出口联箱的两侧引出，平行接到汽轮机前，分别接入高压缸左右侧主汽阀和调节阀，在汽轮机入口前设压力平衡连通管。•蒸汽从二根主调门中间的支管连接到补汽阀，然后经过补汽阀再从高压缸下部的供汽管道进入高压缸。经补汽阀节流降低参数（蒸汽温度约降低30℃）后进入高压第五级动叶后空间，主流与这股蒸汽混合后在以后各级继续膨胀做功的一种措施。高压给水至低压再热蒸汽管道上海交通大学热能工程研究所冷、热再热蒸汽系统图•热再热蒸汽管道从再热器的出口联箱的两侧引出，平行接到汽轮机前，分别接入中压缸左右侧再热主汽调节阀，在汽轮机入口前设压力平衡连通管。冷再热蒸汽管道从高压缸的两个排汽口引出，在机头处汇成一根总管，到锅炉前再分成两根支管分别接入再热器进口联箱。这样既可以减少由于锅炉两侧热偏差和管道布置差异所引起的蒸汽温度和压力的偏差，有利于机组的安全运行，同时还可以选择合适的管道规格，节省管道投资。过热器出口及再热器的进、出口管道上设有水压试验隔离装置，锅炉侧管系可做隔离水压试验。再热器出口集箱再热器进口集箱至给水泵汽轮机A至辅助蒸汽母管至2号高加上海交通大学热能工程研究所•为了减小蒸汽的流动阻力损失，在主汽阀前的主蒸汽管道上不设任何截止阀门，也不设置主蒸汽流量测量装置，主蒸汽流量通过设在锅炉一级过热器和二级过热器之间的流量装置来测量，汽轮机的进汽流量由主汽阀和调节阀调节。•本工程给水泵汽轮机备用汽源采用冷再热蒸汽，在进入高压进汽阀之前，设有电动隔离阀，在正常运行时处于开启状态，使管道处于热备用。•冷再热蒸汽系统除供给2号高压加热器加热用汽之外，还为轴封系统、辅助蒸汽系统提供汽源。•在高压缸排汽的总管上装有动力控制逆止阀，以便在事故情况下切断，防止蒸汽返回到汽轮机以引起汽轮机超速。•在高压缸排汽总管的端头有蒸汽冲洗接口，以供在管道安装完毕后进行冲洗，在管道冲洗完成后用堵头堵死。上海交通大学热能工程研究所•主蒸汽管道，高、低温再热蒸汽管道均考虑有适当的疏水点和相应的动力操作的疏水阀(在低温再热蒸汽管道上还设有疏水袋)以保证机组在启动暖管和低负荷或故障条件下能及时疏尽管道中的冷凝水，防止汽轮机进水事故的发生。每一根疏水管道都单独接到凝汽器。•主蒸汽管道的主管采用按美国ASTMA335P91或P92标准生产的无缝内径管钢管，其它管道采用ASTMA335P91无缝钢管。•再热（热段）蒸汽管道的主管采用按美国ASTMA335P91标准生产的无缝钢管（内径管），其它管道（疏水管道）采用ASTMA335P91无缝钢管。•再热（冷段）蒸汽管道采用按美国ASTMA691Cr1-1/4CL22标准生产的电熔焊钢管，其它管道（2号高加供汽、小机供汽、轴封蒸汽、疏水管道）采用ASTMA335P11无缝钢管。•系统内的各种阀门（包括主汽阀、调节阀、止回阀、疏水阀、安全阀）控制可靠、开启灵活、关闭严密，是保证系统正常上作的最基本条件上海交通大学热能工程研究所第三节旁路系统１.汽轮机旁路系统的主要功能为：机组安全而经济地启动。启动时更易满足汽机对蒸汽温度的要求。使机组在甩大负荷时不会跳机。由于连续地流动可最大限度地减少硬质颗粒对汽轮机的冲蚀。2.1000MW级的汽轮机采用高低压串联的两级旁路系统。高压旁路系统设置在进入汽轮机高压缸前的主蒸汽管道上，低压旁路系统设置在进入汽轮机中压缸前的再热热段蒸汽管道上。低压旁路容量=最小的锅炉流量额定的冷再热压力/1.2MPa(低旁压力按1.2MPa)。高压旁路容量与低压旁路容量相配。玉环电厂1000MW汽轮发电机组旁路系统具有40%BMCR高压旁路和40%BMCR+高旁喷水量的低压旁路容量。上海交通大学热能工程研究所•高压旁路每台机组安装一套，从汽机入口前主蒸汽联络管接出，经减压、减温后接至再热（冷段）蒸汽管道，高压旁路的减温水取自汽动给水泵和电动给水泵出口的给水系统。•低压旁路每台机组安装二套，从汽机中压缸入口前热再热蒸汽两根支管分别接出，经减压、减温后接入凝汽器。减温水取自凝结水精处理装置出口的凝结水系统。•高、低压旁路包括蒸汽控制阀、减温水控制阀、关断阀和控制装置。系统中设置预热管，保证高、低压旁路蒸汽管道在机组运行时始终处于热备用状态。机组高低压旁路系统上海交通大学热能工程研究所旁路系统的运行•当锅炉点火时，按下操作盘上的启动按钮，这时高压旁路系统的控制即进入程控启动方式。由于锅炉点火时要有少量的蒸汽流量，以防止再热器干烧。故一旦投入程控启动方式，高压旁路阀就要有一个最小开度，并保持该最小开度直至主蒸汽压力上升至最小设定值为止。维持压力最小设定值，高压旁路阀的开度随着锅炉燃烧量的增加而开大，直到预先设定的开度值。随着锅炉燃烧量的继续增加，主蒸汽压力上升至汽轮机的冲转压力，届时程控启动方式完成，旁路由手动切换为自动控制方式，机组自动转入定压运行方式。随着汽轮机高压调节阀的开度增大，高压旁路阀逐渐关小直至全关，—旦高压旁路阀全关。高压旁路系统即自动转入跟随方式，处于热态备用状态。•低压旁路系统运行方式也分为全自动、半自动和手动三种。在全自动运行方式时，再热热段蒸汽压力的设定值分为启动和正常运行两个阶段，由低压旁路控制系统自动给出。启动又分为冷态和热态两种情况，分别给出压力设定值。上海交通大学热能工程研究所第四节轴封蒸汽系统•轴封蒸汽系统的主要功能是向汽轮机、给水泵小汽轮机的轴封和主汽阀、调节阀的阀杆汽封提供密封蒸汽，同时将各汽封的漏汽合理导向或抽出。在汽轮机的高压区段，轴封系统的正常功能是防止蒸汽向外泄漏，以确保汽轮机有较高的效率；在汽轮机的低压区段，则是防止外界的空气进入汽轮机内部，保证汽轮机有尽可能高的真空（也即尽可能低的背参数），也是为了保证汽轮机组的高效率。•轴封蒸汽系统主要是由密封装置、轴封蒸汽母管、汽封冷却器等设备及相应的阀门、管路系统构成。上海交通大学热能工程研究所•功能汽封密封蒸汽的功能是防止蒸汽从轴封漏出及空气进入汽缸或冷凝器。为完成上述功能，将汽封蒸汽母管接至各汽封。在任何运行条件下，汽封蒸汽母管以及汽封内的蒸汽压力由密封蒸汽溢流阀和密封蒸汽供汽阀来控制。蒸汽压力大约35mbar（表压）。•特点启动时各汽封采用同一汽源供汽，在自密封时（约70%额定负荷），高中压汽封漏汽直接为低压汽封供汽，不需要减温装置。上海交通大学热能工程研究所典型轴封系统CondenserAux.SteamGlandSteamHeaderSealSteamHeaderGlandSteamCondenserSkidSealSteamSupplyValveLeakoffSteamValveKLPIPHP汽封蒸汽母管汽封冷却器辅助蒸汽凝汽器轴封漏汽阀密封蒸汽母管密封蒸汽阀上海交通大学热能工程研究所转子轴封HDWellendichtungenHPshaftsealings高压转子密封MDWellendichtungenIPshaftsealings中压转子密封NDWellendichtungenLPshaftsealings低压转子密封上海交通大学热能工程研究所轴封系统启动状态LPIPHPStartupwithvacuuminsideoftheturbine启动状态（汽缸内为真空）Aux.Steam辅助蒸汽A3Condenser凝汽器Sealsteamheader汽封母管上海交通大学热能工程研究所轴封系统额定负荷运行状态LPIPHPOperationatratedload额定负荷运行状态Sealsteamheader汽封母管A3Condenser凝汽器Aux.Steam辅助蒸汽上海交通大学热能工程研究所•汽封:为了保证高的机组热效率,进入汽轮机的蒸汽应尽可能多的通过动静叶片,而不是从动静部分的间隙旁路通过,因此在动叶与汽机内缸之间、静叶与转子之间设置了汽封。•轴封：在汽轮机的高、中、低压缸中，汽缸内外压差较大。正常运行时，高压缸轴封要承受很高的正压差，中压缸轴封次之，而低压缸则要承受很高的负压差，因此，这三个汽缸的轴封设计有较大的区别。为实现蒸汽不外漏、空气不内漏的轴封设计准则，除通过结构设计较小通过轴封的蒸汽（或空气）的通流量外，还必须借助外部调节控制手段阻止蒸汽的外泄和空气的内漏。因此汽缸轴封必然设计成多段多腔室结构。上海交通大学热能工程研究所由于高压缸前端轴封漏汽的压力、温度较高，因此高压缸前端轴封较长，它由五段四个腔室组成，后端轴封由四段三个腔室组成。机组正常运行时，为了不使高温汽流向外泄漏，辅汽直接送入高压缸第三个前轴封汽室（由内往外数，下同）和后端第二个轴封汽室。高压缸第二个前轴封汽室和第一个后轴封汽室内的漏汽直接引至中压缸排汽管，而第四个前轴封和第三个后轴封汽室的漏汽通过高压缸轴封回汽阀汇集至低压汽封漏气母管；中压缸前、后两端各有三段两个汽室，辅汽被分别送入两端第一段轴封后的汽室和第二段轴封前的汽室，而两端第二个轴封汽室内的漏汽同样通过轴封回汽阀进入低压汽封漏气母管；低压缸的端轴封均由三段两个汽室组成，两端第一个轴封汽室与汽封密封蒸汽母管相连，两端第二个轴封汽室内的漏汽汇集至低压汽封漏气母管。玉环1000MW汽轮机轴封蒸汽系统示意上海交通大学热能工程研究所第五节辅助蒸汽系统•辅助蒸汽系统的主要功能有两方面。当本机组处于启动阶段而需要蒸汽时，它可以将正在运行的相邻机组（首台机组启动则是辅助锅炉）的蒸汽引送到本机组的蒸汽用户，如除氧器水箱预热、暖风器及燃油加热、厂用热交换器、汽轮机