中南电力设计院-主蒸汽、再热蒸汽及旁路管道疏水与控制优化.doc

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1、中国电力规划协会2005年热机专业技术交流会超临界机组三大蒸汽管道疏水系统设计建议中南电力设计院徐传海2005.11.审核：杨汝同校核：薛家春编制：徐传海目录1概述2三大蒸汽管道系统简介3疏水阀的常规控制方法及问题4疏水阀启闭控制建议5结论超临界机组三大蒸汽管道疏水系统设计建议【内容摘要】受汽机本体疏水阀用机组负荷信号控制启闭的影响，主蒸汽管道与再热蒸汽管道(简称三大蒸汽管道)疏水阀也顺其自然地用机组负荷信号来控制启闭。此设计大量高温蒸汽排入疏水扩容器，使之发生过热鼓包现象，机组启停时低温蒸汽返回汽缸危及机组安全。本工程建议设置三大蒸汽管道疏水专用的高压疏水扩容

2、器，以解决蒸汽返回汽缸的问题，并用温差信号控制三大蒸汽管道疏水阀的启闭，至少可以大大缩短高温蒸汽进入高压疏水扩容器的时间。【关键字】三大蒸汽管道疏水系统设计建议1概述在超临界机组中，主蒸汽、低温再热蒸汽、高温再热蒸汽管道及与之相配的汽机旁路管道(简称三大蒸汽管道)的疏水及辅助系统的设计是否合理对机组安全与经济运行有着很大的影响，其关键是疏水阀的控制时机与控制信号的选取。下面以常规设计的600MW超临界机组三大蒸汽管道系统为基础探讨之。2三大蒸汽管道系统简介目前，600MW超临界机组的主蒸汽管道从过热器出口集箱以双管接出后合并为单管，在进汽机前再分成两路，分别接至

3、汽轮机左右侧主汽门。主蒸汽系统的主管为（419.1´75）mm，支管为（298.5´53）mm，管材为A335P91。低温再热蒸汽管道由高压缸排汽口以双管接出，合并成单管后至炉前分为两路进入再热器入口联箱。低温再热蒸汽系统的主管为Φ965.2´22.23mm，支管为Φ660.4´15.88mm，管材为A672B70CL32。高温再热蒸汽管道，由锅炉再热器出口联箱接出两根后合并成一根管，至汽轮机处分为两路接入汽轮机左右侧中压联合汽门。高温再热蒸汽系统的主管为（914.4´32）mm，支管为（647.7´23）mm，管材为A335P91。汽机多采用容量为30%BMC

4、R的高、低压二级串联旁路系统，高压旁路阀一只，低压旁路阀两只。为了防止汽轮机进水，三大蒸汽管道系统设有完善的疏水系统，疏水排入高压疏水扩容器。其中，主蒸汽管道在汽机处斜三通之前主管的低点和之后两根支管的低点以及汽机高压旁路阀之前设疏水点，气动疏水阀前接Φ57´8mm的P91管道，气动疏水阀后接Φ89´12mm的12Cr1MoV管道；低温再热管道在汽机排汽逆止阀前后及高压旁路阀的排汽管道低点设疏水罐，连接疏水罐与疏水阀的管道为Φ76´6mm的20号钢管，疏水阀后接Φ89´4mm的20号钢管；高温再热管道在汽机处斜三通之前主管的低点、之后两根支管的低点及两只低压旁路

5、阀之前设疏水罐，连接疏水罐与疏水阀的管道为Φ63.5´4.4mm的P91钢管，疏水阀后接Φ89´6mm的12Cr1MoV管道。另外，机组正常运行时，滞留在汽机高压旁路阀前支管内的高压蒸汽因管道散热而凝结，为促使滞留蒸汽流动，避免蒸汽凝结，并减少高压旁路阀之前的疏水阀的启闭次数，在主汽门前的支管上设一根Φ57´8mm、管材为P91、连至高压旁路阀前的暖管。同样汽机低压旁路支管上也分别设一根Φ63.5´4.4mm、管材为P91、连至低压旁路阀后的暖管。3疏水阀的常规控制方法及问题在一次再热式汽轮发电机组的启动过程中，根据汽轮机厂家说明书的规定，机组负荷升至10％的额

6、定负荷时关闭中压调门之前的汽机本体疏水阀，升至20％的额定负荷时关闭中压调门之后的汽机本体疏水阀。反之，在停机过程中，机组负荷降至20％的额定负荷时开启中压调门之后的汽机本体疏水阀，降至10％的额定负荷时开启中压调门之前的汽机本体疏水阀。可见，汽机本体疏水阀的启闭控制信号是机组的负荷。这样，机组在启停过程中，汽机本体内的疏水可以及时地排出，由此防止在汽机内发生汽水冲击事故。另外，当汽机跳闸时，汽机本体疏水阀会自动开启，能尽快地将导汽管及汽缸内积存的蒸汽排至凝汽器，以防止机组超速。另外，为了防止低温再热管道疏水返回汽机，低温再热管道设有疏水罐并由其水位控制疏水阀的

7、启闭。目前，600MW超临界机组受汽机本体疏水阀启闭控制方式的影响，设计时也顺其自然地用机组的设定负荷（一般是10％的额定负荷）来控制三大蒸汽管道疏水阀的启闭，即在启动机组过程中机组负荷升至10%的额定负荷时关闭三大蒸汽管道疏水阀，在停机过程中，机组负荷降至10%的额定负荷时关闭三大蒸汽管道疏水阀。三大蒸汽管道疏水阀的启闭由机组负荷来控制时，虽然控制方式简单，但存在如下问题：（1）从汽机冲转到机组负荷升至10％的额定负荷期间，主蒸汽管道疏水阀开启所排放的蒸汽是高温高压蒸汽，既增加热量损失，又增加高压疏水扩容器负担。原因是机组启动时汽机允许冲转的条件是主蒸汽的过热

8、度不能小于50℃，在此期