旁路系统的功能及应用-张宝川

旁路系统的功能及应用

国华定电

张宝川

摘要

：

文中阐述了中间再热机组旁路系统的功能、

安全保护作用及在 整个电力

生产过程中的作用，以及

600MW

< br>机组旁路系统的选择及旁路系统在不同的运行要求

以及不同的启动方式下的应用等 。

关键词

：汽轮机

旁路系统

功能

选择

应用

一、

概述

随着电力工业的发展，新技术、新材料在火电厂的应用使得机组的容量越

来越大，

运行方式也都采用了一机一炉的单元制。

在单 元制运行中，

机炉一一对

应，

锅炉产生 的蒸汽无法储存，

在机组运行的过程中，

必须始终保持机炉之间 的

出力平衡，

这一点在机组正常运行或部分辅机出故障时，

通常由机炉协调控制系

统完成：

即依据外界 负荷要求，

使机炉的出力协调一致，既满足负荷要求，

又可

维持机组安全运行。

但是由于汽机和锅炉的动态特性相差太大，

在某些情况下不

匹配，

要保持二者出力平衡 ，

仅依靠协调控制系统完成是很困难的，

或者说是无

例如机组在低负荷工况时，对锅炉而 言其最小允许负荷般为额定蒸发量的

30%~50%

，负荷再低 将导致锅炉燃烧不稳定，水循环被破坏，导致灭火等问题；

汽机空载运行时，进汽量仅须 额定值的

5%~8%

，当汽机由于需要进行低负荷或空

载运行时，

为使锅炉不灭火，

以待再启动，

就必须设法处理锅炉的过剩蒸汽；

启

动工况 时，锅炉（刚点火不久）提供蒸汽的温度、过热度都很低，不允许蒸汽进

入汽轮机。

需要回收锅炉的多余蒸汽，

避免对空排汽造成工质损失；

要求有一定流量的蒸汽冷却，

所以机组 启动、

空载和低负荷运行时，

要解决再热

器的超温保护问题。

为了解决上述问题，在单元再热机组设 置了旁路系统。旁路系统的设置使

机组采用中压缸启动较为方便，有利于改善汽轮机的暖 机效果，缩短启动时间。

当汽轮机系统出现小故障需要短时检修时，锅炉可维持在最低稳 燃负荷下进行，

故障排除后，

即可很快重新冲转并网带负荷运行 。

通过旁路系统的运行给单元机

组带来了灵活性，

进一步提高了机组安全经济运行的可靠性，

提高了大机组在火

电厂中的地位。

二、旁路系统的功能

1

．

改善单元机组的启动性能，

配合单元机组的快速启 动，

提高机组的效率。

大型机组通常 采用滑参数启动。机组采用滑参数启动时，先以低参数蒸汽

冲转汽轮机，

然后在启动过程中随着汽轮机的暖机和带负荷的要求，

不断提高锅

炉的汽压，

气温和蒸汽流量，

使锅炉产生的蒸汽参数 与汽机金属温度相适应。

汽

机的启动过程中，

< br>冲转、

暖机、

升速和并网带负荷，

每一步对蒸汽的压力、

温度、

流量都有不同的要求。

在汽轮机启动时，汽缸内壁直接与高温蒸汽接触，蒸汽温度上升较快， 由

于汽缸壁较厚，传热到外壁需经较长时间，汽缸内、外壁容易出现较大的温差。

当汽机冷态启动时，

汽缸壁温较低，

而锅炉来 的过热蒸汽温度很高，

导致锅炉蒸

汽温度与汽机汽缸金属温度不 协调，容易引起汽轮机汽缸及其他部件热应力过

大，减少机组使用寿命。故在机组启动期 间，除监视汽缸内、外壁温差外，还必

须控制好金属温度的升降速度，才能保证汽缸的安 全。

一般来讲，机组在启动过程中，升负荷率由汽轮机进汽调 节阀控制，而锅

炉蒸汽温度与汽机汽缸金属温度不协调则由锅炉的特性决定，

短取决于锅炉达到汽轮机冲转要求的过热蒸汽参数和再热 蒸汽参数的时间，

而锅

炉升温、

升压速 度取决于锅炉启动疏水和疏汽系统，

通过调整这些系统中的阀门

来协调锅炉蒸汽的温度、

压力和流量。

汽机旁路系统正是为达到 此目的而设计的，

它可提高锅炉升温、升压速度，使锅炉蒸汽参数

(

温度、压力和流量

)

维持在合适< /p>

的水平，

以满足汽轮机冷、

热态启动所需 的条件，

匹配协调锅炉蒸汽温度与汽轮

机金属温度，缩短机组启 动时间，防止汽轮机主要部件产生过应力。

从热应力现象看， 汽机旁路系统在机组热态启动时使用是最有效的，冷态

启动时收效比较小，

汽机旁路系统对热态启动有很大收益，

但旁路系统需有停机

< br>不停炉的功能。

2

．旁路应能 适应机组定压运行和滑压运行两种方式

当汽机负荷低于锅炉最 低稳燃负荷时

（不投油稳燃负荷）

，

通 过旁路装置的

调节，可以使机组允许稳定在低负荷状态下运行。

机组甩负荷或电网事故时，可以不停炉，让锅炉处于热备用状态，为机组

再次启动创造条件。

在大型机组的设计中，

由于机组故 障引起机组甩负荷，

甩负

荷后，

希望机 组能在空载或带厂用电运行或停机不停炉。

通过旁路系统，

把锅 炉

产生的余汽送到凝汽器，

使锅炉在最低负荷下运行但不灭火，

同时在故障消除后，

机组可快速启动并重新并网恢复发电，减少 停机时间，有利于系统稳定。

使锅炉具备独立运行条件是：< /p>

当发电机负荷减小或解列只担负厂用电负荷，

或当汽机主汽门关闭 汽机停运时，

旁路系统能在几秒钟内完全打开，

使锅炉逐渐

地调整负荷，并保持在最低燃煤负荷下稳定运行而不必停炉。

另外在机组负荷发生较大的变化时，旁路系统具有帮助机炉协调控制系统

调节蒸汽流量的作用，并满足汽轮机滑压运行的要求。

3

．机组启动和低负荷时，可保护布置在烟温较高区的再热器的正常工作，

以防烧坏。

再热器的设置是为了提高机组的热效率。

在 机组正常运行工况下再热

器运行时，

汽轮机接纳锅炉产生的蒸汽 ，

高压缸的排汽通过再热器升压升温加热

至额定温度后去中压缸 做功，

同时使再热器得到冷却。

但在低负荷运行时，