华能玉环电厂1000MW培训讲义

上海交通大学热能工程研究所第三章华能玉环电厂1000MW汽轮机蒸汽系统及其设备•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超超临界压力汽轮发电机组基本热力系统凝结水泵凝结水精处理装置轴封加热器给水泵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•蒸汽的参数：参数流量(kg/s)压力(MPa)温度(oC)主蒸汽820.15026.25600高压缸排汽774.0126.393377.8再热蒸汽679.3955.746600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。高压给水至低压再热蒸汽管道559102.1补汽阀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。既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：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。通常锅炉的最小流量为10%（对燃油），但这不针对热态启动。由于要求启动时有更高的蒸汽温度，通常要求锅炉流量为20%25%。根据满足蒸汽温度的最小锅炉流量准则以及避免因高压排汽鼓风发热造成停机，希望取尽可能大的旁路容量。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1000MW汽轮机高低压旁路系统•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。上海交通大学热能工程研究所高压旁路系统低压旁路系统上海交通大学热能工程研究所旁路系统与汽轮机的控制1）带有流量限制器的典型低压旁路控制器（LBC）•蒸汽进入汽轮机前必须要有足够的流量、压力和过热度。各种蒸汽系统中的旁路控制器的功能是使蒸汽达到汽轮机能开始启动的状况。通过缓慢地增加主蒸汽压力达到要求的状况，此时蒸汽通过旁路阀进入凝汽器。•在汽轮机带满负荷运行时，旁路阀是关闭的。在汽轮机大负荷跳机时，旁路阀门将立即打开，使蒸汽进入凝汽器。除凝汽器的容量外，旁路系统运行的其他因素还有锅炉的最小负荷、锅炉管道及汽轮机的热应力。上海交通大学热能工程研究所低压旁路控制器对再热系统的控制目标在启动时建立再热系统的压力。当汽轮机跳机或者甩大负荷时通过再热器的流量进入凝汽器。以避免出现喷水不协调或凝泵的过载决定低压旁路的流量限制。通过喷水降低旁路的蒸汽温度。该喷水降温控制器（WIC）按与旁路流量相配的喷水，将旁路的过热蒸汽温度降低到比饱和温度还低50C60C的水平。在旁路解列时关闭旁路控制。上海交通大学热能工程研究所旁路控制系统组成（1）压力整定值压力控制器的整定压力有由固定整定压力和滑动整定压力确定。固定整定压力值可以手动或自动整定器（ASA）确定。在启动时，由ASA确定再热器的压力值。滑压整定值由所测量的高压叶片前的压力推出，该压力是随负荷而变化的。滑压整定值应低于再热安全门动作压力。固定整定与滑压整定中的最大值输入到压力控制器中。为防止再热器爆管，当机组启停时，最终有效的整定值将被贮存起来，以利于机组的快速再启动。（2）压力控制器压力控制器采用由固定整定值、各个滑压整定值及再热器热端测量的实际压力形成的调节偏差，在压力控制器输出信号达到使旁路阀打开之前，已由凝汽器的压力保护值、旁路解列系统及旁路阀开启值得出了压力限制值。上海交通大学热能工程研究所（3）流量控制设置一个低压旁路允许的最大流量，如果旁路阀下游的压力达到最大值，表明流量已超过最大值，流量限制器的压力处理器能够立即使旁路阀作出响应。（4）阀位控制器阀位控制器是压力控制器的一个子程序。在压力控制器和流量限制器之间的最小值作为阀位控制的设定点，由一个位移电转换器测量旁路阀的位置。根据旁路系统的容量，采用不止一个旁路阀时，每个旁路阀有各自的阀位控制器，但所有的阀位控制器均由同一个压力控制器控制。上海交通大学热能工程研究所旁路及汽轮机的控制系统简图上海交通大学热能工程研究所3）安全保护如果由于事故旁路阀失灵而打开，通过再热器的流量将由再热器安全阀的开度维持，以避免再热器管道的损伤。低压旁路控制器（LBC）将为安全阀提供一个合适的信号，该信号可来源于压力调节偏差值或旁路阀和调节阀的位置。4）喷水控制器（WIC）在旁路运行时为保护凝汽器，来自再热器的蒸汽在进入凝汽器前必须通过喷水进行冷却。喷水控制器对喷水量与旁路蒸汽量进行协调。WIC按旁路阀下游的压力计算喷水量。由于该压力对应实际旁路的蒸汽流量，因此应用相似特性由该流量得到喷水量。在旁路控制阀打开之前，为了能在一个合适的时间喷水，又增加设置了一个动态的预信号。计算喷水量与实际的差值作用于WIC。该控制变量作用于下一级整个油动机一部分的阀位控制器，以决定喷水阀门的开度。喷水系统损坏时，旁路阀将关闭，以保护凝汽器不会超温。在旁路系统的容量要求分两路进入凝汽器时，每一路要配有独立的WIC。上海交通大学热能工程研究所5）旁路的运行和检测低压旁路控制（LBC）通过运行和检测系统（OM系统）的CRT进行运行和检测。控制器能由自动向手动转换或反之。在手动时阀门可以直接设置‘开’或‘关’。当压力传感器或位置信号不对时，控制器可由自动强制转为手动，不会由于失灵造成不正确的控制。低压旁路控制器也能由上游的功能组进行控制。6）技术特性旁路控制器和喷水控制器采用长自动系统设计。在控制器与其他I&C设备之间的信号交换用长BUS传递，时间-临界信号与I&C系统的信号由硬线传递。传感器、导线、电源和I&C系统本身故障有检测和报警I&C电线推荐2个独立地24VDC电源，如果一个有问题，另一个可提供不间断电源。压力和实际的阀位由传感器测量。再热器压力作为LBC的实际压力，由中压前的压力传感器测得。旁路阀下游的压力表示旁路流量，可作为流量限制器的实际值，也用作推算喷水WIC流量的整定值。实际喷水量由一流量孔板和差压传感器测量，孔板装在喷水阀的上游。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