大容量超超臨界機(jī)組旁路類型介紹

      目前國(guó)際上已運(yùn)行的大容量超超臨界機(jī)組主要分布在歐洲和日本，這些機(jī)組的旁路可分為：三用閥旁路系統(tǒng)、一級(jí)大旁路系統(tǒng)、三級(jí)旁路系統(tǒng)和兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)。根據(jù)歐洲環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，歐洲大容量超超臨界機(jī)組一般采用三用閥旁路系統(tǒng)。日本多數(shù)電廠超超臨界機(jī)組旁路容量的選擇參照美國(guó)ASME規(guī)定，不允許用旁路系統(tǒng)中的三用閥代替安全閥，因此旁路類型較多，且有的機(jī)組不配旁路。采用東芝和日立公司主機(jī)已投運(yùn)的超超臨界1000MW 機(jī)組大多設(shè)置10%一20%一級(jí)大旁路;采用三菱主機(jī)的超超臨界1000MW 機(jī)組旁路采用30%兩級(jí)串聯(lián)旁路。


      1、一級(jí)大旁路系統(tǒng)

      采用一級(jí)大旁路系統(tǒng)的機(jī)組，其旁路系統(tǒng)投入時(shí)主蒸汽經(jīng)減壓減溫后快速直接排人凝汽器。鍋爐的再熱器通常用不銹合金鋼制造.耐溫800oC左右，可以干燒，不需要介質(zhì)冷卻。旁路的功能只是為了冷、熱態(tài)啟動(dòng)和回收工質(zhì)。旁路容量為35%BMCR左右，在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，由于旁路容量不能滿足安全門動(dòng)作容量(約為42%BMCR)，安全閥要?jiǎng)幼鳌?br />
       一級(jí)大旁路系統(tǒng)簡(jiǎn)單一次性投資少，但在啟動(dòng)及甩負(fù)荷時(shí)必須嚴(yán)格控制鍋爐的燃燒率;另外，再熱管道的暖管升溫十分困難，對(duì)機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)不利：同時(shí)由于再熱汽溫和中壓缸壁溫不匹配，這將損耗中壓缸的壽命。所以此類旁路只適用于帶基本負(fù)荷，不經(jīng)常熱態(tài)啟動(dòng)的機(jī)組

      2、三用閥旁路系統(tǒng)

      采用三用閥旁路系統(tǒng)的機(jī)組通常設(shè)有100%BMCR(可由4x25%BMCR閥組成)汽機(jī)高壓旁路及80%BMCR或65%BMCR兩路低壓旁路系統(tǒng)。高壓旁路閥替代了過熱器安全閥，又作為主汽壓力調(diào)節(jié)閥，俗稱“三用閥”系統(tǒng)。

      3、三級(jí)旁路系統(tǒng)

       該旁路系統(tǒng)由大旁路和高、低壓兩級(jí)旁路組成。大旁路采用電動(dòng)快速排放裝置，主蒸汽經(jīng)減壓減溫后排至凝汽器。小旁路選用廠用電動(dòng)快速排放裝置.在快速啟動(dòng)排放裝置處并聯(lián)裝設(shè)廠用快速啟動(dòng)排放裝置，在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，將蒸汽送人廠用蒸汽聯(lián)箱，供給給水泵汽輪機(jī)、除氧器、軸封等用汽;低壓旁路由再熱熱段排泄閥至凝汽器。該旁路系統(tǒng)過于復(fù)雜，運(yùn)用較少。

      4、兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)

      兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)由高、低壓兩級(jí)旁路組成.一般容量為3O一40%BMCR。這種旁路系統(tǒng)不很復(fù)雜，但能適用較多的工況.是國(guó)內(nèi)外使用最為普遍的一種旁路系統(tǒng)。

      國(guó)內(nèi)部分百萬超超臨界機(jī)組旁路系統(tǒng)的選擇

      1、影響國(guó)內(nèi)部分百萬超超臨界機(jī)組旁路選擇主要因素 國(guó)內(nèi)正在實(shí)施的百萬超超臨界機(jī)組，根據(jù)其機(jī)組主機(jī)特性和運(yùn)行工況的不同要求，從鍋爐和汽機(jī)的型式、結(jié)構(gòu)、性能出發(fā)，綜合考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等方面的因素.選擇了適合本工程的旁路系統(tǒng)。其設(shè)置的最終目的，均是為了使超超臨界機(jī)組提高運(yùn)行安全性、靈活性，充分發(fā)揮其能耗低的優(yōu)勢(shì)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

      (1)華能玉環(huán)和國(guó)電泰州電廠玉環(huán)電廠和泰州電廠均采用哈鍋引進(jìn)日本三菱技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界鍋爐，玉環(huán)電廠采用了上汽引進(jìn)德國(guó)西門子技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界汽輪機(jī)，而泰州電廠采用了哈汽引進(jìn)日本東芝技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界汽輪機(jī)。由于這兩個(gè)工程鍋爐再熱器不允許于燒，且汽輪機(jī)均采用高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)方式;另一方面.根據(jù)工程負(fù)荷性質(zhì)和鍋爐特點(diǎn)，以上兩個(gè)工程旁路無需具有安全閥和FCB功能，這就決定了以上兩個(gè)工程不能采用一級(jí)大旁路，也沒有必要采用三用閥等旁路系統(tǒng)。最終，玉環(huán)電廠和泰州電廠從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性方面綜合考慮，均采用了高、低壓兩級(jí)旁路。其旁路容量是根據(jù)主機(jī)和工程特點(diǎn)，在選定工程需要的旁路功能后相應(yīng)確定。

      (2)華電鄒縣四期工程和華能海門電廠鄒縣四期工程和海門電廠均采用了東鍋引進(jìn)日本BHK技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界鍋爐和東汽引進(jìn)日本日立技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界汽輪機(jī)。這兩個(gè)工程主機(jī)的最大特點(diǎn)是鍋爐再熱器允許干燒和汽輪機(jī)采用高壓缸啟動(dòng)方式;且該工程旁路無需具有安全閥和FCB功能.所以這兩個(gè)工程具有采用一級(jí)大旁路的一切條件。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性方面出發(fā)，鄒縣四期工程和海門電廠最終均采用了一級(jí)大旁路。并結(jié)合主機(jī)和工程特點(diǎn)確定旁路功能后選擇了相應(yīng)的旁路容量。

      (3)外高橋三期工程和國(guó)華寧海二期工程外高橋三期工程和國(guó)華寧海二期工程是國(guó)內(nèi)唯一采用了上鍋引進(jìn)阿爾斯通APGB技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界塔式鍋爐的兩個(gè)工程，汽機(jī)均上汽引進(jìn)德國(guó)西門子技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界汽輪機(jī)。上鍋塔式爐的最大特點(diǎn)是其沒有過熱器安全閥，需要配套的旁路具有過熱器安全閥功能，且再熱器不允許干燒;同時(shí)汽輪機(jī)采用高壓缸啟動(dòng)方式。外高橋三期工程和國(guó)華寧海二期工程根據(jù)以上因素，結(jié)合鍋爐廠的推薦意見，最終選擇了三用閥旁路系統(tǒng)，并結(jié)合旁路功能確定了相應(yīng)的容量。

      2、國(guó)內(nèi)部分百萬超超臨界機(jī)組旁路選擇情況

      下表是國(guó)內(nèi)部分已投產(chǎn)或正在實(shí)施的百萬超超臨界機(jī)組旁路設(shè)置情況。