1000MW超超临界机组旁路系统探讨.pdfVIP

东北 电力技 术 2 0 0 7 年第l 2 期 1 0 0 0 mw 超超临界机组旁路系统探讨 di s c u s s i o n o n by p a s s s y s t e m o n l 0 0 0 mw s u p e r c r i t i c a l ge n e r a t i n g un i t 裴 丹 ，朗 强 ( 东北电力科学研 究院有限公司 ，辽-7 沈 阳 l 1 0 0 0 6 ) 摘要：介绍了旁路系统的功能、形式及容量；并结合1 0 0 0 mw超超临界机组旁路的运行和国内已投运的大容量超临界机组 旁路形式和容量，提出了旁路系统选择的意见。 关键词：旁路系统；形式；容量 中图分类号t m 2 2 9 2 文献标识码b 文章编号 1 0 0 4 7 9 1 3( 2 0 0 7 )1 20 0 2 6 0 2 随着电力技术 的发展及电网容量的不断扩大 ， 1 0 0 0 m w 机组在我国相继投入商业运行 ，我国的 电力工业 已迈上 了百万级的台阶。对 于百万级机 组 ，选择合理的旁路系统和容量对于机组长期安全 运行和机组投资都具有重要的意义。 对于百万级超超临界机组 ，世界上各个国家旁 路系统 的配置和运行有很大差别 。美国一般采用小 于 2 0 锅炉最大连续蒸发量 ( b mc r)的小旁路 ， 仅用于机组启动阶段；日 本基本采用美国的传统和 技术体系 ；但欧洲 国家拓展了旁路系统 的作用，如 德国的百万级机组采用 了 1 0 0 的高低压旁路 ，且 多为快速开启型 ，基本在 12 s内完全打开。 经调研 、技术论证 、分析和技术经济比较 ，华 电国 际邹县 发 电厂 1 0 0 0 m w 超 超 临界 机 组最 终 选 择 2 5 b m c r容量的高压一级大旁路。该旁路系 统与超超临界机组 的高压缸启动方式相匹配 ，而且 结构简单 ，投资小。 1 汽机旁路系统功能 汽机旁路系统有启动、安全和溢流3个主要功 能 ( 还有工质回收、清洗和减少 叶片腐蚀等功 能 ) 。 a 机组在冷态 、温态、热态和极热态工况启 动时 ，在锅炉启动 阶段 因蒸 汽参数未满足 冲转要 求 ，通过旁路系统可 以控制锅炉的蒸汽压力和蒸汽 温度 ，使启 动参数能较快与汽轮机金 属温度相 匹 配 ，快速提升 系统 参数 ，不仅缩短机组 的启动时 间，也减小汽轮机寿命损耗。 b 在汽机冲转前、冲转过程中及并网初期带 负荷时，可以实现主汽压力及再热器压力调节 ，为 汽机提供参数稳定的蒸汽。 c 在机组空负荷和低负荷时 ，实现机组停机 不停炉 ，便于在短时问停机后 ，汽机能快速启动并 网带负荷。 d 当主汽压力 、再热器压力异常或出现机组 甩负荷时 ，旁路快速开启 ，减少安全 门动作。 e 当汽机负荷低于锅炉最低稳燃负荷时，通 过旁路系统的调节，允许机组在低负荷下不投油稳 定燃烧 。 f _ 机组启 动初期 ，蒸汽中的固体微小颗粒通 过旁路系统可进入到凝汽器 ( 不进入汽机) ，防止 汽机调节阀 、喷嘴及动叶受到固体颗粒侵蚀 。 2 汽机 旁路形式和容量 2 1旁路 形 式 2 1 1 一级大旁路 从锅炉过热器来的新蒸汽不进入汽轮机，经过 减压 、减温后直接排入凝汽器。一级大旁路系统结 构简单 ，操作控制方便 ，投资小。但这种旁路形式 在启动前再热蒸汽管道中无蒸汽流动 ，采用这种旁 路的机组再热器要求材质较好 ，允许干烧 ，且一般 布置在烟气温度较低的区域 ( 见图 1 ) 。 图 1 一 级大旁路形式 维普资讯 2 0 0 7 年第1 2 期 东北 电力技术 2 7 2 1 2 二级串联旁路 从锅炉过热器来的新蒸汽绕过高 、中压缸 ，经 减压 、减温后进入再热器 ，蒸汽从再热器出来后绕 过 中低压缸 ，再经减压 、减温后排入凝汽器 。这种 二级串联形式 的旁路 ，通过锅炉再热器将高压旁路 和低压旁路相连接 ，不仅满足机组启动的要求，同 时再热器 中始终有蒸汽流通 ，保护了再热器 ，但与 单级旁路相 比投资增加 ( 见 图 2 ) 。 低旁 减温水 汽器 图 2 二级大旁路形式 2 1 3 三级旁路 将一级大旁路和二级高低压旁路并联。这种旁 路便于适应负荷 的变化 ，但旁路系统复杂 、投资大 且操作繁琐 ，现采用这种形式的旁路系统不多。 2 2旁路容 量 旁路系统 的容量 是用 在额定参数 下 ( 高压旁 路用汽机前主蒸汽的额定压力和温度 ，低压旁路用 汽机再热器额定 压力和温度 )旁路 系统 的通 流量 与锅炉额定蒸发量之 比表示 。对于二级旁路系统来 说 ，高压旁路容量是高压旁路通流量与锅炉额定蒸 发量之比；低压旁路容量是低压旁路通流量与锅炉 额定蒸发量加高压旁路喷水量之 比。 旁路系统的容量与机组的结构和运行方式有很 大关系 ，对于带基本负荷并适应一定的负荷变化能 力的机组 ，启动次数较少 ，一般为冷态启动和温态 启动。由于冲转压力不高，锅炉蒸发量小 ，可采用 较小容量的旁路系统 。对于调峰机组或 电网要求 的 两班制运行机组 ，较大容量 的旁路甚至 1 0 0 容量 的旁路有利于只带厂用电运行。旁路容量过大不仅 增加旁路系统 的投资 ，而且凝汽器和相关 的辅助设 备容量也要相应增加。 机组锅炉为 d g 3 0 0 0 2 6 1 51- 1型变压直流 、单炉 膛、一次再热、平衡通风、前后墙对冲燃烧、半露 天 布 置 、 固 态 排 渣 n 型 锅 炉。 汽 轮 机 为 n i o 0 0 2 5 0 6 0 0 6 0 0 型 超 超 临 界、一 次 中间 再 热、四缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式汽轮机， 具有八级非调整 回热抽汽。机组旁路系统最终选择 为2 5 容量的一级大旁路系统。本机组在电网中 承担基本负荷 ，并具有一定的负荷变化能力，因此 启动次数相对较 少，且大都是 冷态启动 或温态启 动 。如遇到热态启动必要时可 以采用 p c v阀调整 冲转参数。旁路 的容量选择 2 5 b m c r 。 经综合考虑 ，本机组 的启动方式确定为高压缸 启动方式。考虑到锅炉再热器允许干烧，且再热器 布置在低温区，所以旁路的形式选择一级大旁路。 锅炉点火后汽机旁路投入 “ 最小压力方式”运行 ， 控制主汽压力在较低数值。在锅炉 尚未起压时 ，汽 机旁路减压阀保持最小开度。当锅炉压力逐渐升高 后 ，旁路减压阀为控制主汽压力也会逐渐增大。由 于锅炉燃料量 的增加，汽机旁路减压 阀继续开大， 当开度大 于 “ 最 小压力运行 方式”下 的最大 开度 后 ，旁路系统将 自动转 为 “ 压力爬坡 ”方式 运行 ( 旁路系统按照一定的速率将主汽压力升至汽机冲转 所需要的压力) 。在汽机运行冲转 、升速、暖机和并 网时 ，汽机旁路可以使主汽压力保持一定数值。 4 国内大容量超临界机组旁路系统运行 情况 a 华能汕头电厂 6 0 0 mw 超临界机组 ，汽轮 机 由哈尔滨汽轮机厂生产 ，为高 中压缸联合启动方 式 ，采用一级大 旁路 系统 ，旁路 容 量为 4 0 b m cr。 b 华润阜 阳 26 0 0 mw 超 临界机组 ，汽轮 机由东方汽轮机厂生产 ，为中压缸启动方式 ，采用 高低压二级 串联旁路 系统 ，高压旁路容量为 3 5 b mc r，低压旁路容量为 4 0 b mc r。 c 华能营 口电厂 26 0 0 mw 超超 临界机组 ( 已投产 l台) ，汽轮机 由哈尔 滨汽 轮机厂生 产 ， 为高中压缸联合启动方式，采用一级大旁路系统， 旁路容量为 3 0 b mc r。 5结束 语 3 1 。 。 m w 超 超 临 界 机 组 旁 路 系 统 启 动 式 喜 蔷 篙 华电国际邹 县发电厂 21 0 0 0 mw 超超临界 的要求 ，本着降低投资 ，适合国情 的啄则 ，以满足 维普资讯 东北 电力技术 2 0 0 7 年第1 2 期 ， 、 经 验 交 流 t liiili ii 浅谈1 0 0 0 mw 超超临界机组 直流锅炉启动系统特性 di s c u s s i o n o n ch a r a c t e r i s t i c s o n on c e t h r o u g h bo i l e r s t a r t i n g s y s t e m o f 1 0 0 0 mw s u pe r c r i t i c a l ge n e r a t i n g un i t 孙 伟 ，王 岩 。魏长宏 ( 1 东北电力科学研究院有限公司，辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 6 ；2 辽宁电力勘测设计院，辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 5 ) 摘要：介绍1 0 0 0 mw超超临界机组直流锅炉启动系统的特点 ，并阐述了其冷态启动过程及启动过程中的注意事项。 关键词：超超临界；直流锅炉；启动系统 中图分类号t m 2 2 7 7 文献标识码 b 文章编号 1 0 0 47 9 1 3( 2 0 0 7 )1 2 0 0 2 8 0 3 在超超临界机组直流锅炉各个系统中，启动系 统至关重要 。掌握启动系统特点在保证锅炉及整个 机组的安全稳定、缩短启动过程及节省燃油等方面 具有重大经济价值。本文介绍了华 电国际邹县发 电 厂1 0 0 0 mw 超超临界机组直流锅炉启动系统特性。 1 1 0 0 0 mw 超超临界直流锅炉概况 华电国际邹县发电厂1 0 0 0 mw 超超临界燃煤 机组，其锅炉为单炉膛，倒 u型布置、平衡通风、 一 次中间再热 、前后墙对 冲燃烧 、尾部双烟道 ，复 合变压运行锅炉。 炉膛 由膜式壁组成。从炉膛冷灰斗进 口到折焰 角稍下方处炉膛 四周采用螺旋管圈水冷壁 ，在此上 方为垂直管圈。炉膛上部布置有屏式过热器 ，水平 烟道依次布置高温过热器和高温再热器，尾部烟道 布置有低温再热器、低温过热器和省煤器。 锅炉制粉系统采用双进双出钢球磨正压直吹式 制粉系统。燃烧器在炉膛前 、后墙各三层布置 ，每 层 8只。煤粉和空气经燃烧器送人炉膛 ，在炉膛 中 呈前 、后墙对冲燃烧方式 。过热器汽温通过煤水 比 调节和两级喷水来控制。再热器汽温采用烟气调节 挡板进行调节 ，再热器进 口连接管道上设置事故喷 水。 2 1 0 0 0 mw 超超临界直流锅炉启动系统 特性 与亚临界 自然循环锅炉的结构和工作原理有很 大差异 ，1 0 0 0 mw 超超临界直流锅炉启动 系统有 以下特点。 2 1 启动系统配有内置式汽水分离器 启动系统 中最 主要 的部 件是 汽水 分离 器 j 。 锅炉启动系统配有内置式汽水分离器 。内置式汽水 分离器在湿态和干态的控制是不同的，而且随着压 力的升高 ，湿干态 的转换是 内置式汽水分离器的一 个显著特点 。 2 1 1 内置式汽水分离器的湿态运行 在锅炉启动初期 ，直到负荷小于最低直流负荷 前 ，汽水分离器处于湿态运行 ，汽水分离器中多余 的饱和水通过储水箱水位调节阀 ( 3 6 1阀)排出。 此时汽水分离器作用类似汽包锅炉的汽包 ，作 基本功能的简单旁路系统为宜。 的 选 择 i j 电 力 建 设 2 0 0 6 ， ( 1 1 ) b 高压一级旁路投资少，操作简单 ，适用于 冯 伟忠 0 0 0 m w级火电机组旁路系 统作用及配置 再 热