LP Bypass Valve
Non-return Valve
(with a forced close function)
Ventilator Valve
Condenser
5%boiler drain bypass
单双 回路 幻灯 片 30
锅炉产生的蒸汽全部或部分-绕过汽机、过热器减温、减压-进入凝汽器
锅炉再热量汽机再热量；汽 机再热压力Pr由旁路决定,与 中压进汽量不成比例，中压 调门必须控制。 除低压排汽端外，高压排汽 端要防鼓风发热损伤 要求旁路压力稳定、可控
汽机不带旁路启动
锅炉再热压力、温度提升慢； 对冷态的260℃;对热态造成 冷冲击
锅炉再热量=汽机再热量； 汽机再热压力Pr与中压进汽 量成比例，中压调门全开,不 控制。
按0.01%寿命损耗,求得时间83min; 从冲转到满负荷共153min幻灯片 47
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转子寿命损耗计算
对高中压转子分别以高压调节级后，中压以第 三级后按图表决定寿命损耗率，取大的数值作为 转子的损耗。高中压可采用同样的图表
寿命损耗对应一个回合的升降负荷，如升降损 耗率不同，应求取当量损耗率 还要单独计算启动及停机时，转子汽封处温差 变化引起的寿命损耗，显然温差越大，损耗越大 在其他规定的运行参数内，不另计寿命损耗 幻灯片 13
低压缸排汽压力 kPa
点评: 参数要求全面、合 理，统一以温差为基准
西门子启动参数要求-冷态
超、超超临界冷态：主蒸汽 温度: 360-400 ℃ ;最高压力 9MPa;冷态（150℃）：360440 ℃;压力无限制.
点评：360 ℃，压力超过 9MPa，过热度小于56 ℃， 压力无限制是？
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举例:金属温度250 ℃, 启动参数 8MPa/425℃, 并网5%负荷时,温度升 到475 ℃,则启动时间为 40min+30min=70min
0
550 500 450 400 350 300 250 200
10 主蒸汽压力
5 MPa
调节级后温度 ℃
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调节级后温度-金属温度的差值
100 300
西门子启动参数要求-热态
超临界热态：主蒸汽温度: min-430℃ ;压力无限制. 超超热态：主蒸汽温度: min-560℃ ;压力无限制. 点评：超临界热态430 ℃ ，意 味着第一级约-56 ℃ 的冷温差。 超超临界热态560 ℃ ，意味着 第一级0 ℃ 的冷温差。双重热 应力标准？ --欧洲大旁路，炉不
停，易满足热态启动0温差要求
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温差，变化速率及寿命损耗幻灯片 7
汽机进汽参数范围
按选定的进汽参数求出第一级处蒸汽温度
第一级处的转子与蒸汽温差
由温差决定寿命损耗和变化速率
弹性计算力学理论-局部应力（应力集中）超过材料的屈服极限， 应力重新分配，材料的硬化。重复一定次数出现足够引起损伤的裂 纹，为低周疲劳极限。它与应力大小有关。 应力由两部分组成—转速有关的离心力；热应力。作为合理的设 计，离心力应为低周疲劳应力的40%以下。对一特定的机组，可控 的是热应力-大小取决于温差和变化速率；该大小又蒸汽进口 温度（55.6℃的过热度）
阀切换时最低的蒸汽室 温度（饱和温度）
汽轮机进口处再热蒸汽温度
450
全速-空负荷
400
200 1 3 5 7 9 11 主蒸汽压力 13 MPa 15 17 19 21 23
350
对于再热式汽轮机的运行建议
对背压 要求，考 虑温度影 响-保护低 压缸
大容量具有启动-溢流-安全功能的旁路系统；除启动外， 还具备快速降负荷功能；FCB带厂用电；代替锅炉过热安 全门—三用旁路控制阀-欧洲,如石洞口二厂 幻灯片 3
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旁路的功能
冲转前循环保证参数要求、水质、硬质颗粒、提供辅助 蒸汽。缩短参数协调时间。 再热压力提前增压升温，对热态快速特别重要。 保护再热器，有利于锅炉（目前锅炉并不坚持）
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汽轮机冲转曲线
冲转时间 分钟
5%负荷保持时间 分钟
调节级后温度-金属温度的差值 ℃
150
200 150 100 50 0
100
冲转
250 200 150 100 50 最小负荷 0 -50
250 200 150 100 50 0
200 250 400 450 500 535 300 350
调节级后温度 ℃
二组喷嘴 全开滑压
200
440
150
420 定压运行 400
20000 cycle
50
380 0 20 40 60 80 100 120
0 0 20 40 60 80 100 120
负荷变化率 %
变负荷时间 分钟
举例:5%负荷蒸汽475℃,8MPa,升到满负荷-调节级后温升80 ℃(由430到 510),蒸汽温度升高63 ℃(由475到538),总温升80+63=143 ℃
608+HP喷水(如100t/h)
608+HP 喷水+LP 喷水
537
To-℃
537
305
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启动时LP旁路容量的校核
按BMCR压力定义,30%高旁容量配置的LP旁路 在启动再热压力0.828MPa时的通流量为: GLP≅ 0.828/3.61 (30%BMCR+HP喷水量) 约等于9%的额定主流量 按70%负荷的压力定义,30%高旁容量配置的LP旁路 在启动再热压力0.828MPa时的通流量为: GLP≅ 0.828/2.25 (30%BMCR+HP喷水量) 约等于15%的额定主流量 进入凝汽器的低旁出口流量为GLP再加低旁喷水流量。
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汽机启动前参数的要求
汽机的参数是个范围 一定温差范围内可不计寿命损耗;冷冲击温差要求更严 汽机对压力限制更松; 压力要求往往来自锅炉 * 汽包炉4.2MPa,甚至可更低
* 杨柳青6MPa;聊城≻5MPa(冷), ≻10MPa(热)
* 超临界(日立) ≯ 5.4MPa;ABB超-8MPa；三菱超8.92MPa
旁路与启动
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目次
1. 汽轮机及锅炉旁路系统 2. 旁路与汽轮机运行 2.1 汽轮机启动 2.2旁路容量匹配 2.3 保证安全运行的设计与控制
3. 三种启动规范
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1. 汽轮机及锅炉旁路系统
RSV/ICV MSV/GV
HP Bypass Valve
LP Turbine HIP Turbine Boiler
LP压力越低，容量（尺寸及通流量）越大-见下例
600MW举例(BMCR=2028t/h )
LP压力按BMCR定义 LP压力按70%负荷定义 高旁进口 Po-MPa 17.27 高旁出口 4.0 低旁进口 高旁出口 3.6 2.49 低旁进口 2.25 低旁出口
G-t/h
30%BMCR =608
541 305
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LP旁路由设计院配置
锅炉再热器可干烧时，锅炉方面没容量要求；但LP旁配 置可加快提升再热压力及温度；高低串联流量连续。 汽机对再热压力有限制（取决于锅炉负荷、LP容量）； 35%容量满足冷、热态汽机参数要求（包括主汽56℃过热 度及中压大于260 ℃ ）冷态可省时间3小时。
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2.3 保证安全运行的设计与控制 带与不带旁路启动
防HP鼓风损伤关键技术
* 单、双回路 * 各种带旁路启动模式 * 高排压力及温度保护 * 高中压流量调节
流量升程特性设计
* 高中压阀门流量升程曲线 * 通风阀、主门小阀启动
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汽机带旁路启动
锅炉再热压力、温度提升快， 易满足汽机启动参数要求
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旁路系统的配置分类
不设旁路-美国
初期来源于直流炉：一定压力和流量才能 运行；必须设置点火系统清洗水质
一级旁路-主蒸汽直接进入凝汽器。不保护再热器； Pr及Tr提升慢，不利于热态启动-国内部分：长兴、铁岭等，
锅炉一级5%疏水旁路
二级串联旁路-满足快速启动要求，保护再热器，Pr及 Tr满足汽机热态启动要求-目前国内主要
冷态最高温度≼426 ℃（最高压力 不大于12.8MPa) 56℃过热度（其他20 ℃ 、50 ℃ ） 再热温度>260 ℃;再热压力 ≼0.828MPa(*) 热态对转子(第一级后温度)的冷冲 击≺56 ℃？（日立-28，其他>0 ℃） 上海汽轮机有限公司
300
250 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
旁路容量匹配
高旁容量由锅炉决定；容量定义为 XX%的BMCR流量，额定压力
低旁流量= HP的流量+喷水量； 低旁容量确定：（1）容量（GV）还取 决于LP的压力定义；（2）校核能否满足 汽机对旁路压力的要求；（3）校核能否 满足启停及特别工况的溢流要求
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LP旁路进口压力定义影响 容量的大小以及通流量
快速负荷变化， 接受机炉流量不平衡量，回收工质。
电厂特殊运行工况要求：甩负荷停机不停炉，带厂用电 运行。（保证电网安全） 替代过热器安全阀、再热安全阀等释放阀（环保要求）。
提高灵活性、使锅炉与汽机能独立运行
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2。旁路与汽轮机运行
2.1 汽轮机启动
启动基本要求
汽机对蒸汽参数的要求 温差、速率及寿命损耗
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汽轮机启动及运行的基本要求
幻灯片 12
使汽轮机部件维持适当的热应力水平，保证足够 的使用寿命，避免局部热(冷）损伤是汽轮机在启动 、负荷变化、甩负荷等各种工况运行中最基本的要求