大容量超超臨界機組旁路類型介紹

      目前國際上已運行的大容量超超臨界機組主要分布在歐洲和日本，這些機組的旁路可分為：三用閥旁路系統(tǒng)、一級大旁路系統(tǒng)、三級旁路系統(tǒng)和兩級串聯(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)電廠超超臨界機組旁路容量的選擇參照美國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，且有的機組不配旁路。采用東芝和日立公司主機已投運的超超臨界1000MW 機組大多設(shè)置10%一20%一級大旁路;采用三菱主機的超超臨界1000MW 機組旁路采用30%兩級串聯(lián)旁路。


      1、一級大旁路系統(tǒng)

      采用一級大旁路系統(tǒng)的機組，其旁路系統(tǒng)投入時主蒸汽經(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)啟動和回收工質(zhì)。旁路容量為35%BMCR左右，在機組甩負荷時，由于旁路容量不能滿足安全門動作容量(約為42%BMCR)，安全閥要動作。

       一級大旁路系統(tǒng)簡單一次性投資少，但在啟動及甩負荷時必須嚴格控制鍋爐的燃燒率;另外，再熱管道的暖管升溫十分困難，對機組熱態(tài)啟動不利：同時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荷，不經(jīng)常熱態(tài)啟動的機組

      2、三用閥旁路系統(tǒng)

      采用三用閥旁路系統(tǒng)的機組通常設(shè)有100%BMCR(可由4x25%BMCR閥組成)汽機高壓旁路及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、三級旁路系統(tǒng)

       該旁路系統(tǒng)由大旁路和高、低壓兩級旁路組成。大旁路采用電動快速排放裝置，主蒸汽經(jīng)減壓減溫后排至凝汽器。小旁路選用廠用電動快速排放裝置.在快速啟動排放裝置處并聯(lián)裝設(shè)廠用快速啟動排放裝置，在機組甩負荷時，將蒸汽送人廠用蒸汽聯(lián)箱，供給給水泵汽輪機、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，運用較少。

      4、兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)

      兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)由高、低壓兩級旁路組成.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.是國內(nèi)外使用最為普遍的一種旁路系統(tǒng)。

      國內(nèi)部分百萬超超臨界機組旁路系統(tǒng)的選擇

      1、影響國內(nèi)部分百萬超超臨界機組旁路選擇主要因素 國內(nèi)正在實施的百萬超超臨界機組，根據(jù)其機組主機特性和運行工況的不同要求，從鍋爐和汽機的型式、結(jié)構(gòu)、性能出發(fā)，綜合考慮技術(shù)和經(jīng)濟等方面的因素.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組提高運行安全性、靈活性，充分發(fā)揮其能耗低的優(yōu)勢，提高經(jīng)濟效益。

      (1)華能玉環(huán)和國電泰州電廠玉環(huán)電廠和泰州電廠均采用哈鍋引進日本三菱技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界鍋爐，玉環(huán)電廠采用了上汽引進德國西門子技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界汽輪機，而泰州電廠采用了哈汽引進日本東芝技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界汽輪機。由于這兩個工程鍋爐再熱器不允許于燒，且汽輪機均采用高中壓缸聯(lián)合啟動方式;另一方面.根據(jù)工程負荷性質(zhì)和鍋爐特點，以上兩個工程旁路無需具有安全閥和FCB功能，這就決定了以上兩個工程不能采用一級大旁路，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)濟性方面綜合考慮，均采用了高、低壓兩級旁路。其旁路容量是根據(jù)主機和工程特點，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日本BHK技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界鍋爐和東汽引進日本日立技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界汽輪機。這兩個工程主機的最大特點是鍋爐再熱器允許干燒和汽輪機采用高壓缸啟動方式;且該工程旁路無需具有安全閥和FCB功能.所以這兩個工程具有采用一級大旁路的一切條件。從技術(shù)和經(jīng)濟性方面出發(fā)，鄒縣四期工程和海門電廠最終均采用了一級大旁路。并結(jié)合主機和工程特點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華寧海二期工程外高橋三期工程和國華寧海二期工程是國內(nèi)唯一采用了上鍋引進阿爾斯通APGB技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界塔式鍋爐的兩個工程，汽機均上汽引進德國西門子技術(shù)生產(chǎn)的超超臨界汽輪機。上鍋塔式爐的最大特點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;同時汽輪機采用高壓缸啟動方式。外高橋三期工程和國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、國內(nèi)部分百萬超超臨界機組旁路選擇情況

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