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汽輪機旁路系統與閥門選用

汽輪機旁路系統與閥門選用

2011/5/13 9:45:00

1 概述
                                  
    在火電機組的熱力系統中,汽輪機旁路系統已成為中間再熱機組熱力系統中的一個重要組成部分。當鍋爐與汽輪機的運行工況不相匹配時,鍋爐生產的蒸汽量與汽輪機所需蒸汽量之間的差值可以不進入汽輪機而經旁路減壓減溫后直接引入凝汽器。中間再熱式機組的旁路系統,是單元式機組啟?;蚴鹿使r時的一種重要的調節和保護系統,盡管旁路系統的設置會使得投資增加,但卻能以保護再熱器、縮短啟動時間、減少啟動熱損失、增加機組運行的靈活性及延長機組使用年限等效益而得以補償。旁路系統主要由閥門和控制裝置兩部分組成,其連接型式、功能選取、容量大小等等對于機組的運行有著很大影響。
     2 旁路系統結構
                                  
    汽輪機旁路系統一股采用高、低壓2級串聯布置型式,2級串聯旁路系統適應性廣,既適用于基本負荷機組,也適用于調峰負荷機組,還適用于高壓缸啟動或中壓缸啟動機組。在我國300MW機組上廣泛應用。

    2級串聯旁路系統由高壓旁路和低壓旁路串聯布置組成(圖1),蒸汽由主汽閥前引出,首先經過高壓旁路,其壓力和溫度降到汽輪機高壓缸排汽參數,再進入再熱器,然后,再熱的蒸汽經過低壓旁路,進一步降低其參數,引入凝汽器喉部。國產旁路執行機構主要分為電動和液動兩種方式(表1),國產旁路系統一般采用電動方式。進口旁路系統有液動、電動和氣動方式。
    3 閥門類型
    在旁路系統中,閥門是重要的裝置之一。典型的150MW機組中,15%~40%容量高壓旁路系統閥門一般包括減溫減壓閥(BP)、噴水隔離閥(BD)和噴水調節閥(BPE),低壓旁路系統閥門一般包括減溫減壓閥(LBP)和噴水調節閥(LPE),此外還可以根據用戶需要選配低壓旁路噴水隔離閥(LBD)及三級減溫水調節閥(TSW)。
    4 閥門安裝
    為保證汽輪機和旁路系統安全、延長閥門壽命、可靠使用和調節精度,以及汽輪機旁路系統的經濟效益的最大發揮,閥門正確安裝不可忽視。
                                                    表1 旁路系統執行機構技術對比

 


                                                    

圖1 2級串聯旁路系統
    (1)管路配置
                                  
    閥門安裝前,檢查汽機旁路系統中蒸汽和噴水管道布置及走向,其應符合汽機旁路系統閥門說明中管道布置要求,應盡最大可能排除由于管道布置不合理而引起的隱患和干擾,使旁路系統能正常運行并發揮其功能,提高旁路閥門的技術性能指標。
    ① 所有汽、水管道應避免上下迂回布置,應保持管道單向梯度布置,避免產生局部最高點或最低點,產生積水和汽穴。
    ② 閥門與管道連接,管道對閥門進出口接管應分別向外傾斜1°~5°。
    ③ 管道若布置有困難,則應安置合適的疏水器或有防振措施預熱管。
    ④ 高壓旁路減溫減壓閥(BP)中心線與主蒸汽管的最佳距離為2~215m。距離太近會使該閥在熱備用運行狀況中承受過高的溫度,增加該閥設計成本。距離太長則會引起該閥進口處積水,從而在閥門開啟時造成水擊。因此需要加裝2in.(50mm)的預熱管(預熱管布置應有防振措施),由BP閥進口接到主汽管下游20~25m處。
    ⑤ 旁路減溫減壓閥橫臥安裝需加裝疏水管,以便將閥體低處的冷凝水及時排出。
     ⑥ 閥門進出口管道直段長度一般為其內徑的5~10倍。
    ⑦ 閥門不能作為管道固定點和固定端,所有汽、水管道需有合理的支吊和彎頭(吸收管道膨脹)。
     (2)閥門配置
    閥門與執行機構一般組裝成整體形式出廠。起吊閥門時,不允許將執行機構上的吊環螺釘、手輪、切換手柄以及外露電纜作為起吊點,因執行機構零部件承受不住整臺閥門的重量,吊環螺釘的設置僅作為將執行機構從閥門上拆裝時起吊用,故須采用其他方法將整臺閥門平穩地從包裝箱內吊出。在吊裝整臺閥門至管道上時,亦同樣嚴禁上述不允許的起吊方法。為避免閥門與地面和四周接觸碰撞而碰傷閥門,堆放閥門用墊塊應是木塊、橡膠或其他軟性材料,并做到閥門置放點周圍環境整潔,防火、避振、防濕、防污染氣體侵蝕等。
                                  
    閥門安裝前,應對閥門作外觀檢查,將侵入閥門通道內的可見雜質和異物清除。若發現閥門進出口兩端焊接坡口損傷,應加以修復。在閥門固定在管道上之前,須確認閥門標識所示介質箭頭的方向與管道中介質流向一致。汽機旁路系統所有閥門應直立安裝在管道上,即閥桿垂直于水平面。若閥門需橫臥安裝,應事先在訂貨合同中說明。若需要,所有閥門均需搭建固定平臺或移動平臺,可供2~3人直立維修閥門,并設有照明和起吊裝置。閥門上下應留有足夠空間,便于在檢修時抽出閥門的零部件、包括電動執行機構。電動執行器機構(含智能型)的環境溫度應符合要求。
    5 旁路系統檢測
                                  
    旁路系統的一次儀表安裝測點位于能真正反應所測參數要求的地點,需特別注意。例如高壓旁路減溫減壓閥(BP)后溫度測點應離該閥出口4~5m或更遠,最好布置在第一個彎頭之后,這樣得到的閥后溫度為汽水充分混合后的溫度,真實性強,使噴水減溫正確及時,系統工作正常。但是該點也不可太靠近再熱器冷端,以免反映的并不是真實的BP閥后溫度,導致不能及時適量噴水減溫,甚至會超溫。又如凝汽器溫度和真空度的測點,都應按各種類型的凝汽器,在能真實反映實際工況的位置開孔布點,避免低壓旁路不能正常動作,影響整個旁路系統甚至整個機組的正常投運。
    旁路系統冷態調試前應進行檢測。
                                  ① 確認旁路系統閥門安裝正確無差錯,并視覺上認為閥門無異常。
                                  ② 閱讀該型號電動執行機構的操作使用說明書。
                                  ③ 檢查電動執行機構的控制和動力電源是否分開按圖正確接線。
                                  ④ 控制電纜和動力電纜的接線應以該項目設計院圖紙和執行機構端子蓋內的接線圖為準,萬一有矛盾,應及時與有關各方聯系,意見正確一致后再接。
                                  ⑤ 所用電纜應適合電流和使用現場的工況,電纜末端裸露接線

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