汽轮机旁路系统与阀门选用

1、概述

　　在火电机组的热力系统中,汽轮机旁路系统已成为中间再热机组热力系统中的一个重要组成部分。当锅炉与汽轮机的运行工况不相匹配时,锅炉生产的蒸汽量与汽轮机所需蒸汽量之间的差值可以不进入汽轮机而经旁路减压减温后直接引入凝汽器。中间再热式机组的旁路系统,是单元式机组启停或事故工况时的一种重要的调节和保护系统,尽管旁路系统的设置会使得投资增加,但却能以保护再热器、缩短启动时间、减少启动热损失、增加机组运行的灵活性及延长机组使用年限等效益而得以补偿。旁路系统主要由阀门和控制装置两部分组成,其连接型式、功能选取、容量大小等等对于机组的运行有着很大影响。

2、旁路系统结构

　　汽轮机旁路系统一股采用高、低压2级串联布置型式, 2级串联旁路系统适应性广,既适用于基本负荷机组,也适用于调峰负荷机组,还适用于高压缸启动或中压缸启动机组。在我国300MW 机组上广泛应用。

图1　2级串联旁路系统

　　2级串联旁路系统由高压旁路和低压旁路串联布置组成(图1) ,蒸汽由主汽阀前引出,首先经过高压旁路,其压力和温度降到汽轮机高压缸排汽参数,再进入再热器,然后,再热的蒸汽经过低压旁路,进一步降低其参数,引入凝汽器喉部。国产旁路执行机构主要分为电动和液动两种方式(表1) ,国产旁路系统一般采用电动方式。进口旁路系统有液动、电动和气动方式。

3、阀门类型

　　在旁路系统中,阀门是重要的装置之一。典型的150MW机组中, 15% ～40%容量高压旁路系统阀门一般包括减温减压阀(BP) 、喷水隔离阀(BD)和喷水调节阀(BPE) ,低压旁路系统阀门一般包括减温减压阀(LBP)和喷水调节阀(LPE) ,此外还可以根据用户需要选配低压旁路喷水隔离阀(LBD)及三级减温水调节阀( TSW) 。

4、阀门安装

　　为保证汽轮机和旁路系统安全、延长阀门寿命、可靠使用和调节精度,以及汽轮机旁路系统的经济效益的最大发挥,阀门正确安装不可忽视。

(1) 管路配置

　　阀门安装前, 检查汽机旁路系统中蒸汽和喷水管道布置及走向, 其应符合汽机旁路系统阀门说明中管道布置要求, 应尽最大可能排除由于管道布置不合理而引起的隐患和干扰, 使旁路系统能正常运行并发挥其功能, 提高旁路阀门的技术性能指标。

　　①所有汽、水管道应避免上下迂回布置, 应保持管道单向梯度布置, 避免产生局部最高点或最低点, 产生积水和汽穴。

　　②阀门与管道连接, 管道对阀门进出口接管应分别向外倾斜1°～5°。

　　③管道若布置有困难, 则应安置合适的疏水器或有防振措施预热管。

　　④高压旁路减温减压阀(B P) 中心线与主蒸汽管的最佳距离为2～215m。距离太近会使该阀在热备用运行状况中承受过高的温度, 增加该阀设计成本。距离太长则会引起该阀进口处积水,从而在阀门开启时造成水击。因此需要加装2 in. ( 50mm ) 的预热管(预热管布置应有防振措施) , 由B P阀进口接到主汽管下游20～25 m 处。

　　⑤旁路减温减压阀横卧安装需加装疏水管, 以便将阀体低处的冷凝水及时排出。

　　⑥阀门进出口管道直段长度一般为其内径的5～10倍。

　　⑦阀门不能作为管道固定点和固定端, 所有汽、水管道需有合理的支吊和弯头(吸收管道膨胀) 。