超超臨界機(jī)組旁路系統(tǒng)的主要功能
超超臨界機(jī)組旁路系統(tǒng)的主要功能 旁路系統(tǒng)的基本功能是協(xié)調(diào)鍋爐產(chǎn)汽量與汽機(jī)耗汽量之問的不平衡關(guān)系 改善啟動和負(fù)荷特性,提高機(jī)組運行的安全性、靈活性和負(fù)荷的適應(yīng)性 具體表現(xiàn)為: (1)改善啟動特性在啟動和
(2)負(fù)荷性質(zhì):國內(nèi)1000MW 機(jī)組均承擔(dān)基本負(fù)荷,啟停次數(shù)較少,一般是冷態(tài)或溫態(tài)啟動,并且又采用滑參數(shù)啟動,沖轉(zhuǎn)壓力低且鍋爐蒸發(fā)量少,選擇較小旁路容量已能基本滿足要求。若偶爾采用熱態(tài)啟動,可通過提高沖轉(zhuǎn)壓力或向空少量排汽(PCV閥排汽)來彌補(bǔ)。因此一般可選擇容量較小的旁路,來滿足啟動和保護(hù)再熱器的需要。承擔(dān)中間負(fù)荷特別是承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)的機(jī)組,啟停頻繁,常處于多種工況交替如低負(fù)荷運行、停機(jī)不停爐或帶廠用電運行等狀態(tài).啟動過程中通過向空排汽或延長啟動時間,對于經(jīng)常熱態(tài)啟動的機(jī)組,需容量較大的旁路.并適當(dāng)投油助燃,以滿足鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷的要求。目前國內(nèi)百萬超潮臨界機(jī)組.主要承擔(dān)基本負(fù)荷,適當(dāng)承擔(dān)系統(tǒng)內(nèi)調(diào)峰任務(wù),在汽機(jī)旁路系統(tǒng)的設(shè)計考慮中可在滿足旁路系統(tǒng)基本功能的情況下盡量簡化.達(dá)到優(yōu)化設(shè)計、節(jié)省投資的目的。對于機(jī)組停機(jī)不停爐工況.即在額定參數(shù)下汽輪機(jī)跳閘,鍋爐維持不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷運行。由于國內(nèi)1000MW 超超臨界鍋爐,最低穩(wěn)燃負(fù)荷一般為30%BMCR左右,在此負(fù)荷時主蒸汽壓力的降低,蒸汽體積流量增大,而使高壓旁路的通流能力降低。停機(jī)不停爐的處理事故方法,人們應(yīng)集中注意力在最必要、最重要的操作上,不希望在處理事故的緊張關(guān)頭分出精力來投油槍助燃.而投油槍又需要嚴(yán)密監(jiān)視以免發(fā)生爆炸擴(kuò)展事故,而僅希望依靠聯(lián)鎖,在電氣或汽機(jī)跳閘時,把燃料量切至保證穩(wěn)定燃燒所需的最小值,同時依靠聯(lián)鎖把旁路系統(tǒng)投入,因此旁路容量應(yīng)以不投油助燃尚能保證鍋爐穩(wěn)定燃燒的最低出力為依據(jù)。考慮到燃料發(fā)熱量的波動,燃燒的穩(wěn)定性.磨煤機(jī)運行的可靠程度、出事故時把燃料量降至最低是不妥的,再加5%余量,故最少需選用40%BMCR容量。根據(jù)電廠運行經(jīng)驗,由于煤種的變化,鍋爐實際運行的最低穩(wěn)燃負(fù)荷均大于鍋爐設(shè)計最低穩(wěn)燃負(fù)荷,故旁路的容量在5O%以上才能實現(xiàn)停機(jī)不停爐工況。隨著電網(wǎng)容量增大,電網(wǎng)安全性不斷提高,一旦汽輪機(jī)跳閘,根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷需要,其它機(jī)組將升負(fù)荷運行,電網(wǎng)調(diào)度一般不允許該機(jī)組幾天內(nèi)并網(wǎng).因而該功能設(shè)置的必要性不大。
另外。如果機(jī)組帶廠用電運行工況,即鍋爐維持不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷,汽機(jī)帶廠用電運行,發(fā)電機(jī)快速減負(fù)荷至約5%廠用電工況,由于帶廠用電運行工況是一個極惡劣的運行工況,是以犧牲機(jī)組壽命為代價的,且發(fā)生機(jī)率極少,運行時間短。帶廠用電運行工況不單取決于旁路的設(shè)計,還取決于鍋爐及輔機(jī)的可控性,控制和保護(hù)系統(tǒng)的正確性和可靠性.汽輪機(jī)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。對某一電網(wǎng)而言,只要其中有一臺或兩臺機(jī)組有FCB的功能,就可以在電網(wǎng)解列時.使整個電網(wǎng)快速得到恢復(fù),而不需要每個電廠都有這個功能。對于超超臨界大容量機(jī)組.實現(xiàn)帶廠用電運行功能,旁路系統(tǒng)容量增大,還需設(shè)置復(fù)雜的控制系統(tǒng),投資增加,且利用率很低,另外1000MW 超超i臨界機(jī)組在電網(wǎng)中宜帶基本負(fù)荷,所以其旁路系統(tǒng)設(shè)置一般可以不考慮帶廠用電運行功能。
(3)鍋爐特點:機(jī)組正常運行時再熱器進(jìn)口煙溫一般均在860oC以上,如果此時再熱器不允許干燒,則必須考慮設(shè)置兩級串聯(lián)旁路或其他旁路型式保證蒸汽流經(jīng)再熱器,以此對再熱器進(jìn)行保護(hù);如果再熱器允許干燒,則可考慮只設(shè)置一級大旁路或不設(shè)旁路。旁路容量等則需考慮多種因素而定,但是若要滿足鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷運行要求,旁路容量就需加大,投資也相應(yīng)增大,對于帶基本負(fù)荷且啟停次數(shù)較少的機(jī)組是很不經(jīng)濟(jì)的。對1000MW 超超臨界機(jī)組具體情況而言,鍋爐不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷一般為<~40%BMCR,如果選擇容量為30%的旁路系統(tǒng).可考慮用PCV閥向空排放或部分投油加旁路的方法來滿足停機(jī)不停爐運行。
(4)汽輪機(jī)特點:機(jī)組采用高壓缸啟動方式,則可考慮只設(shè)置一級大旁路或不設(shè)旁路;如果機(jī)組采用中壓缸啟動或高、中壓缸聯(lián)合啟動方式,則必須采用兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)或其他型式旁路系統(tǒng),以保證蒸汽循環(huán)。機(jī)組啟動時,旁路容量應(yīng)根據(jù)各種工況下高壓缸或中壓缸所允許的進(jìn)汽參數(shù)來選取。旁路容量的大小直接關(guān)系到切換時機(jī)組的負(fù)荷值和啟動時間。旁路容量小.切換時負(fù)荷低.啟動時間長,機(jī)組啟動經(jīng)濟(jì)性差;旁路容量增大,切換時負(fù)荷高,可提高鍋爐的燃燒率,縮短啟動時間,機(jī)組啟動經(jīng)濟(jì)性好,但投資增加。由于凝汽器的結(jié)構(gòu)尺寸并不是隨著機(jī)組容量的增大而成正比的增加,要消除大量蒸汽流量的動能并使之冷凝.必然會導(dǎo)致對凝汽器的設(shè)計和結(jié)構(gòu)提出特殊的要求。同時,旁路來的蒸汽因未膨脹做功,溫度很高,需耗大量的減溫水,使得初投資和運行維護(hù)費增加。由于旁路的實際通流能力必然受到凝汽器允許熱負(fù)荷的限制,因此單純的增大旁路容量并不能達(dá)到預(yù)期效果,應(yīng)結(jié)合凝汽器、凝結(jié)水泵容量、鍋爐安全門配置等多方因素,根據(jù)綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較而定。
(5)執(zhí)行機(jī)構(gòu):旁路系統(tǒng)的控制操作機(jī)構(gòu),主要有電動、氣動和液動幾種。液動或氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩大,動作時間快,但需專用設(shè)備,投資費用高,維護(hù)工作量大。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩小,動作時間較長,但運行靈活.投資少,工作可靠性高且維修較簡單。針對動作時間較長這一不足。也有部分進(jìn)口旁路系統(tǒng)配有雙電機(jī),即高速和慢速執(zhí)行機(jī)構(gòu),慢速用于機(jī)組啟動過程,快速用于迅速啟閉旁路閥。
(6)旁路參數(shù):盡管旁路系統(tǒng)的連接型式及容量基本決定了其功能.但旁路系統(tǒng)的參數(shù)選取對于機(jī)組特別是具有調(diào)峰功能的機(jī)組運行同樣有著很大的影響。當(dāng)機(jī)組處于調(diào)峰負(fù)荷時,若需旁路裝置動作,高旁參數(shù)選取不當(dāng)將引起高壓缸排汽不暢、高壓缸排汽壓力增高而危及汽機(jī)的安全運行等。旁路系統(tǒng)參數(shù)的選擇,主要指高壓旁路閥出口參數(shù)的確定,高壓旁路閥后參數(shù)決定了機(jī)組在低負(fù)荷運行時旁路系統(tǒng)的出力,同時直接影響到汽機(jī)在低負(fù)荷下的正常運行。
目前,國內(nèi)發(fā)電廠使用最多旁路系統(tǒng)為美國CCI公司、德國(Bopp and Reuther)等國外知名公司的產(chǎn)品。

責(zé)任編輯:電小二
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