旁路设计配合资料.docx
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旁路设计配合资料
郑州市郑东新区热电厂(2×200MW)工程
高、低压旁路装置
设
计
配
合
资
料
东方锅炉阀门有限公司
2005年6月
郑州市郑东新区热电厂(2×200MW)工程
高、低压旁路装置
一、旁路系统有关说明:
汽机旁路系统是现代单元机组热力系统的组成部分,其作用是:
当锅炉和汽机在非匹配状态运行时,锅炉产生的蒸汽量与汽机所需的蒸汽量之间的差值,可以不通过汽机汽缸通通部分,而蒸汽经过汽机并联的汽轮机旁路系统(即旁路系统),经减温减压后的蒸汽直接引入凝汽器的连接系统。
旁路系统由高压旁路站和低压旁路站串联而成。
锅炉产生的蒸汽经过高压旁路站返至锅炉再热器进口,经再热器加热后,经过低压旁路站引入冷凝器。
它对机组冷、热态启动,保护再热器,甩负荷带厂用电,防止机组超压,回收工质等均有良好的功能。
1、旁路系统的功能如下:
1)改善机组冷态、温态、热态起动性能,大大缩短机组起动时间,使机组提前带满负荷运行,旁路系统可适应机组高压缸冲转或高中压缸联合启动工况。
2)在机组负荷变化时,旁路系统具有调节功能,协调锅炉产汽量和汽机耗汽量之间的不平衡,旁通汽机多余的蒸汽,以稳定锅炉运行。
3)在起动、停机和甩负荷时,保护锅炉再热器。
4)能适应机组定压运行和变压运行二种工况。
5)回收工质。
6)安全功能。
2、高压旁路站
高压旁路站包括高压旁路阀、高旁喷水调节阀、高旁喷隔离阀及其管系组成。
高压旁路阀站的功能是为了满足汽机运行要求,或在事故处理时,将锅炉产生的高温高压蒸汽经过减温减压后转送至低温再热管道。
高压旁路站的容量选择为锅炉额定出力即670t/h的30%。
在甩负荷时,高压旁路站应使蒸汽在没有明显的压力升高情况下通过,它能按滑压方式从冷、热态快速地启动锅炉和汽机。
当汽机停运时,锅炉可继续运行,而无需熄火,蒸汽通过高、低压旁路站保持过热器及再热器流量,使汽机可随时启动。
高旁喷水调节阀的作用是控制喷入高压旁路阀的水量,以保证高压旁路阀排出的蒸汽温度不超过给定的数值。
高旁喷水隔离阀的作用是在给水压力变化时,保证喷水调节阀的阀前压力恒定。
3、低压旁路站
低压旁路站主要有低压旁路阀、喷水调节阀及喷水隔离阀组成。
低压旁路阀具有调节和快关二种功能,在启动和溢流时低旁起调节作用,仅当凝汽器出现异常工况及旁路流量过大时,才快关(4~5秒)低压旁路阀,以确保凝汽器的安全。
由于机组具体情况,低压旁路阀二级降压,在通过其后的节流孔板第三级降压,并通过减温器减温,再进入凝汽器,在凝汽器喉口进行喷水减温,从而使蒸汽达到凝汽器压力、温度的要求。
4、阀门执行机构:
高压旁路阀和低压旁路阀执行机构均采用进口德国SIPOS公司生产的多回转电动执行机构,即能满足快速开启又能满足调节功能和自动控制。
喷水调节阀亦采用进口德国SIPOS公司生产多回转电动执行机构。
5、旁路自动控制系统:
5、1旁路自动控制系统:
1)安全保护及监控系统
2)压力定值跟踪系统
3)高压旁路蒸汽压力调节系统
4)高压旁路喷水减温调节系统,
5)高压旁路喷水压力调节系统
6)低压旁路蒸汽压力调节系统
7)低压旁路I级喷水减温调节系统
8)低压旁路II级喷水减温调节系统(不属于我公司供货范围)
5、2 关于自动控制系统的具体功能,详见电厂“旁路系统自动控制系统方案设计”。
在这里,从热机的角度简述对自动控制系统的要求:
1)在单元机组启动时,控制旁路路站,使锅炉产生的蒸汽参数满足汽机的要求,并控制压力最大提升速度,保证最大限度地缩短启动时间和机组安全。
2)在单元机组处于降压运行(或滑压运行)工况下,要有自动跟踪功能,以便在出现突然停机的瞬间,及时打开旁路系统。
3)在出现电网事故,汽机快速甩负荷后,迅速控制旁路系统,使机组安全地过渡到备用状态(带厂用电)。
4)控制各点蒸汽温度,使其接近于定值。
5)各控制和调节系统之间组成有机联系,避免在蒸汽参数扰动较大时(如突然甩负荷).产生过高的调节偏差。
6)为避免损坏凝汽器,自动控制系统应具备自动排除对凝汽器的热冲击.例如当喷水量因故中断或减少时,能自动切除或关小低压旁路阀。
二、旁路系统运行说明书
(一)阀门与管路的安装
1、为了减少旁路阀门在工作中的噪声和避免产生振动,应严格遵守以下各注意事项
2、旁路系统的管路安装
高压旁路系统的管路安装见附图
低压旁路系统的管路安装见附图
注意事项:
1)安装阀门时,必须注意阀体上表示介质流动方向的箭头;
2)在管路中,旁路阀门应设置在阀门和电动置便于装拆且有工作平台和安装检修时起重可以到达的地方。
3)阀门电动装置工作环境温度不超过+60℃,必要时应装设常隔热罩
4)安装时应使阀门阀杆处于垂直位置;
5)为了使旁路阀门前后的蒸汽管道中不致积水,因此,进、出口管段沿蒸汽流动水平方向应有约100:
1至200:
1的坡度,在管道的最低点应装设有疏水管,为保证疏水流畅,建议疏水管口径采用φ108,并将疏水管直接接到凝汽器热井部分。
6)在阀门的前后应设有预热管道,用微量的蒸汽进行循环,满足系统热备用需要;
7)旁路阀门的进、出口管道应有较长的直管段,其长度应等于10倍公称直径(10DN)最小不得小于5倍公称直径(5DN);
8)阀门进、出口应避免出现如下情况:
支管或三通直接靠进阀门,只要可能靠近阀门处不应有弯头;
9)本系统阀门不得作为固定支承点;
当固定点必须靠近时,那么应靠近阀门的出口
10)为了防止管道可能产生的振动,装有阀门的管道布置应避免刚性太差,并有可靠的支撑;
11)喷水调节阀应布置在旁路阀的附近,不要离得太远,其管道的位置高低也应与旁路阀相同或稍低。
12)低旁喷水调节阀出口到低旁路阀各喷水管的长度应相等且对称布置,以保证所喷的减温水连续、等量。
13)减温水管路应有足够的柔性,以适应喷水调节阀与旁路阀之间管路的相对位移。
3、管路系统的冲管对旁路阀门的影响
新机组安装和投运之前,通常必须将管路系统中存在的大量脏物去除,去除的方法常用酸洗液流经和通过管路来实现,一旦经酸洗浸泡松动后,管路中的泥灰、尘埃、水垢、铁锈、切屑、焊渣、焊条头和遗忘的工具等都要清除。
如没有恰当的保护措施,在冲管时将会损坏安装在管路系统中阀门的内件,使其不能正常工作,为此,特提供以下二种方法供参考,以便用户选择某一种方法进行保护,用户如有更好的冲管措施,也可自定。
1)冲管前先不安装阀门,在此位置用管道代替阀门接通管路,特冲管结束后装上阀门,这样可避免冲管时阀门内件受损,但增加了焊接管道。
2)装保护阀套更能有效地保护和防止阀瓣小孔堵塞而损坏。
在冲管前对阀门多解体,装好保护阀套后即可进行冲管;此时,低压旁路阀不安装,以一冲管阀代替,冲管完成后再安装低旁阀。
3)喷水阀应在冲管完成后安装。
(二)试运行注意事项
以下各条适用于供货范围内所有阀门。
1、投入试运行前,首先应检查阀门电动装置的电气设备和限位开关的工作情况,有关操作步骤详见有关操作说明。
2、阀门密封检查
1)在蒸汽运行工况下,开始运行后应对所有密封件(包括垫片和填料)可能发生的泄漏进行检查,必要时应立即拧紧压盖螺栓、固定螺钉等;
2)最好对连接阀体和支架的所有紧固螺栓、螺母(尤其是驱动装置和支架的固定螺钉)的紧度进行检查。
3)螺栓的拧紧过程应重复多次。
3、试运行后检查进入阀门内的残物
虽然管路在试运行前已进行冲管,但试运行后,还可能有残物进入阀内,因而在试运行结束后,对阀门进行解体检查和清除残物是必要的。
(三)故障的出现和排除
故障
初步检查
检查结果
可能造成的原因
排除办法
1.填料压盖处泄漏
均匀地收紧填料压盖螺栓,压盖与阀杆必须保持足够的间隙
填料压盖处仍有介质泄漏
1)填料层数不够高;
2)填料压盖和压板已完全外伸
3)填料失去密封作用。
填料压盖内补充填料见“填料压盖”或更换全部填料并栓查阀杆表面。
2.阀杆在中间位置不能到位
手动操作电动装置手轮,使阀杆到位
阀杆可调整
电缆与电动装置的限位开关或接线盒端子的接线损坏
参阅电动装置操作说明书
电缆与控制器的连接故障
检查接线电缆,如有必要更换电缆
阀杆不能调整
阀门或电动装置故障
拆除电动置,分别检查阀门和电动装置
3.同2
转动已被拆下的电动装置的手轮
电动装置的输出轴不会旋转
电机或齿轮箱有问题
从齿轮箱上拆除电动机分别予以检查
4.同2
同上
电动装置的输出轴可以转动
阀门有问题
检查阀门
5.同2
用手试动阀杆
阀杆不能上下移动
阀座和阀瓣严重咬合
拆开阀门(见阀门拆卸一节)用适当的剂清洗阀座和阀瓣。
故障
初步检查
检查结果
可能造成的原因
排除办法
6.同2
同上
同上
阀杆与填料盖或导向套咬合
如果可能应对阀杆表面进行完整加工。
万一阀杆严重变形应考虑更换
7.阀门泄漏
操作阀门使其关闭
不能达到严密关闭位置
电动装置中的限位开关调整错误。
重新调整限位开关(见电动装置操作说明书)。
8.同7
1)外部杂物嵌入阀座和阀瓣之间。
2)阀座或阀瓣磨损或损坏
清理、清洗、研磨密封面
9.同7
操作阀门使其关闭
阀杆与阀杆螺母同时转动,指示器的指示行程不正确。
1)夹紧阀杆的指示器上的螺栓已松开,使阀杆不能上、下动作;
2)阀座与阀瓣之间有杂物嵌入。
1)将指示器上的夹紧螺栓拧紧,使阀杆不能转动,并调到正确位置。
2)取出阀内杂物,更换阀座或阀瓣同8。
所述。
10.旁路阀泄漏
操作阀门使其关闭
阀门仍有泄漏;指示器的指示行程正确。
阀门或阀瓣磨损或损坏
拆开阀门(见阀门拆卸一节)用适当方法修复阀座和阀瓣。
二、路系统所有阀门的技术数据表:
3.1高低压旁路装置技术数据:
高压旁路
低压旁路
备注
高旁阀
喷水
调节阀
喷水
隔离阀
低旁阀
喷水调节阀
喷水隔离阀
型号
Y964Y-P54.514V
T961Y-25
T961Y-25
Y964Y-P54.53V
T967H-10
J961H-4
型式
角式
Z型
Z型
角式
直通
直通
驱动方式
电动
电动
电动
电动
电动
电动
失电后状态
保位
保位
保位
保位
保位
保位
阀前
工作压力
Mpa(a)
13.73
15
20
2.65
2.05
2.05
工作温度
℃
540
167.4
167.4
540
36.3
36.3
阀后
工作压力
MPa(a)
2.85
10
15
0.6
1.5
2.05
工作温度
℃
328.6
167.4
167.4
160
36.3
36.3
关闭压差
MPa
13.73
20
20
2.65
2.05
2.05
流量
额定值
t/h
201
31.6
31.6
232.6
70.7
70.7
最大值
t/h
242
41
41
300
92
92
额定容量
%
36
42.5
流量特性
改良等百分比
改良等百分比
改良等百分比
改良等百分比
改良等百分比
快开型
阀座直径
mm
108
30
30
318
72
90
需要转矩
N.m
880
150
150
850
200
300
阀杆行程
mm
80
40
40
80
40
40
阀体材质
12Cr1MoV
25
25
12Cr1MoV
ZG230-450
ZG230-450
泄漏率(或等级)
V级
V级
V级
V级
V级
V级
接
口
连接方式
焊接
焊接
焊接
焊接
焊接
焊接
进口
尺寸mm
φ273×40
φ89×9
φ89×9
φ457×20
φ108×4.5
φ108×4.5
材质
10CrMo910
20g
20g
10CrMo910
钢20
钢20
出口
尺寸mm
φ377×10
φ89×9
φ89×9
φ820×8
φ108×4.5
φ108×4.5
材质
St45.8/III
20g
20g
钢20
钢20
钢20
重量
kg
1400
268
268
2000
270
120
3.2旁路设备参数表
技术参数名称
单位
标准工况
强度工况
高压旁路阀
入口蒸汽压力
MPa(a)
13.73
14
入口蒸汽温度
℃
540
545
入口蒸汽流量
t/h
201
出口蒸汽压力
MPa(a)
2.85
出口蒸汽温度
℃
328.6
出口蒸汽流量
t/h
232.6
高压喷水调节阀
计算压力
MPa(a)
15
25
计算温度
℃
167.4
200
计算流量
t/h
31.6
高压喷水隔离阀
计算压力
MPa(a)
20
25
计算温度
℃
167.4
200
计算流量
t/h
31.6
低压旁路阀
入口蒸汽压力
MPa(a)
2.65
3
入口蒸汽温度
℃
540
545
入口蒸汽流量
t/h
232.6
出口蒸汽压力
MPa(a)
0.6
出口蒸汽温度
℃
160
出口蒸汽流量
t/h
303.3
低压喷水调节阀
计算压力
MPa(a)
2.05
10
计算温度
℃
36.3
200
计算流量
t/h
70.7
低压喷水隔离阀
计算压力
MPa(a)
2.05
4
计算温度
℃
35
200
计算流量
t/h
70.7
凝汽器运行压力
kPa(a)
3.3旁路阀门技术数据表:
3.3.1高压旁路阀
名称
单位
数据
备注
质量流量
t/h
201
进口压力
MPa(g)
13.73
出口压力
MPa(g)
2.85
压差
Mpa
10.88
进口温度
℃
540
出口温度
℃
328.6
要求通流能力CV
224
保证运行噪音等级
dB
<85
入口管径*壁厚
mm
φ273×40
10CrMo910
出口管径*壁厚
mm
φ377×10
St45.8/III
旁路容量设计余量
%
10
旁路进出方式
水平进、垂直出
阀门重量
kg
1400
执行机构重量
kg
70
开/关时间
s
4.5/36
电动执行器型号
2SA5064-2DE10-4BB3-ZY99+S41+R71
功率
kW
5.5
进口喷嘴材料
-
阀体材质
12Cr1MoV
阀杆材质
20Cr1Mo1VNbTiB
出口喷嘴材料
不锈钢
流量特性
改良等百分比
阀芯形式
套筒式
阀芯材质
20Cr1Mo1VNbTiB
密封结构和型式
锥面密封
节流装置
节流孔板
阀座直径
mm
108
3.3.2低压旁路阀
名称
单位
数据
备注
质量流量
t/h
232.6
进口压力
MPa(g)
2.65
出口压力
MPa(g)
0.6
压差
Mpa
2.05
进口温度
℃
540
出口温度
℃
160
要求通流能力CV
1650
保证运行噪音等级
dB
<85
入口管径*壁厚
mm
φ457×20
10CrMo910
出口管径*壁厚
mm
φ820×8
20
旁路容量设计余量
%
10
旁路进出方式
水平进、垂直出
阀门重量
kg
2000
执行机构重量
kg
70
快开/关时间
s
4.5/36
电动执行器型号
2SA5064-2DE10-4BB3-ZY99+S41+R71
功率
kW
5.5
进口喷嘴材料
-
阀体材质
12Cr1MoV
阀杆材质
20Cr1Mo1VNbTiB
出口喷嘴材料
不锈钢
流量特性
改良等百分比
阀芯形式
套筒式
阀芯材质
20Cr1Mo1VNbTiB
密封结构和型式
平面密封
节流装置
节流孔板
阀座直径
mm
318
3.3.3高压旁路喷水阀
名称
单位
数据
备注
减温水量
t/h
31.6
减温水进口压力
MPa(g)
20
减温水进口温度
℃
167.4
入口管径*壁厚
mm
φ89×9
出口管径*壁厚
mm
φ89×9
调节特性
改良等百分比
阀门重量
kg
155
执行机构重量
kg
39
快开/关时间
s
4.5/30
执行方式
电动直行程
电动执行器型号
2SA5043-2DE10-4BB3-ZY99
功率
kW
3.0
阀体材质
25
阀芯形式
锥面密封
阀座直径
mm
30
3.3.4低压旁路喷水阀
名称
单位
数据
备注
减温水量
t/h
70.7
减温水进口压力
MPa(g)
2.05
减温水进口温度
℃
36.3
入口管径*壁厚
mm
φ108×4.5
出口管径*壁厚
mm
φ108×4.5
调节特性
改良等百分比
阀门重量
kg
270
执行机构重量
kg
39
快开/关时间
s
4.5/36
电动执行器型号
2SA5043-2DE10-4BB3-ZY99
功率
kW
3.0
阀体材质
ZG230-450
阀芯形式
锥面密封
阀座直径
mm
72
3.3.5高压旁路喷水隔离阀
名称
单位
数据
备注
减温水进口压力
MPa(g)
20
减温水进口温度
℃
167.4
入口管径*壁厚
mm
φ89×9
出口管径*壁厚
mm
φ89×9
阀门重量
kg
268
执行机构重量
kg
39
快开/关时间
s
4.5/36
电动执行器型号
2SA5043-2DE10-3BA3
功率
kW
3.0
阀体材质
25
阀芯形式
锥面密封
阀座直径
mm
30
3.3.6低压旁路喷水隔离阀
名称
单位
数据
备注
减温水进口压力
MPa(g)
2.05
减温水进口温度
℃
36.3
入口管径*壁厚
mm
φ108×4.5
出口管径*壁厚
mm
φ108×4.5
阀门重量
kg
120
执行机构重量
kg
39
快开/关时间
s
4
执行方式
电动直行程
进口温度
℃
36.3
出口温度
℃
36.3
电动执行器型号
2SA5043-2DE10-3BA3
功率
kW
3.0
阀体材质
ZG230-450
阀芯形式
平面密封
阀座直径
mm
90
三、旁路系统所有阀门的特性曲线(含设计参数、最大和最小流量曲线):
见附图
四、旁路系统整体布置要求:
5.1管道布置要求
为便于疏水,旁路系统管道布置由高压旁路阀→低压旁路阀→凝汽器应为由高向下倾斜。
从布置合理性来看,应使高压旁路阀尽可能靠近汽轮机头部,这样便于主蒸汽系统的暖管和疏水,为了保证阀门所需要的预热,主蒸汽管至阀门距离最好为2-2.5m,可获得比主蒸汽温度低100-150℃的合理预热温度,比较高的预热温度导致阀门出口端过高的热应力,而比较低的预热温度,则在阀门进口端产生过应力,如不能实现上述布置,即进口管导比较长,则必须装设单独的预热管。
另外低压旁路阀也应装设单独的预热管。
旁路阀可以做得保证密封,在其进口侧不需要装设隔绝闸阀,如为了检修目的装上闸阀,则在正常运行时,该闸阀必须处于全开状态,保证旁路阀处于正确的预热温度下的备用状态。
出口管道不设闸阀,因为旁路阀出口侧压力比进口侧压力低得多,由于蒸汽在旁路阀内进行减压和喷水减温,故出口管道必须计及可能产生的噪音和水滴冲击的浸蚀,推荐阀出口接一段直的厚壁管,其长度为5D(D为管道内径),但不少于2m,如在直段出口紧接一弯头,则推荐在此直管后,装设锥形过渡管,采用扩大管径的弯头以减小蒸汽流速,如受到空间限制,不能满足要求,可保持直管段长度,后接弯头直径与直管段相同,但弯管后仍用过渡管扩大。
5.2旁路阀出口汽温测量
温度测点尽可能远离旁路阀,以使蒸汽和水充分混合,使温度趋于稳定,还要注意,汽温测点不要布置在可能与水接触的地方,如有凝结水处,或在阀门弯头处,这里可能由于离心力而出现非蒸发水滴。
5.3喷水系统
喷射水源应取自锅炉进口逆止阀前。
以免相互干扰。
喷水调节阀阀前装设具有隔绝功能的调节阀,当旁路阀关闭时,该阀将减温水隔绝。
在每次检修时,旁路隔离阀和喷水调节阀必须仔细检查漏泄的严密性。
5.4旁路阀上的力和扭矩
阀门必须自由地悬吊在管导上,在任何情况下,均不能把阀门作为固定点,从阀门制造厂观点而言,阀体应比连接管导具有较大的刚性,即阀体接管的截面模数要比管导的截面模数大,连接管的截面模数与阀体接管截面模数之比小于90%,则阀体能传递力和扭矩且无变形,反之,如管道具有比阀门支管高的截面模数,则必须核算阀体应力,如阀体不能承受加在其上的力和扭矩,则必须将管导设计得柔性一些。
5.5阀门的拆卸
阀门周围应具有足够空间,以备检修时接近与拆卸内件,以及执行机构亦要考虑检修时必要的起重设备。
五、每个阀门供设计布置用的外形尺寸及接口尺寸图、布置要求、纵剖面图和零件明细表:
6.1旁路阀门供设计布置用的外形尺寸图、接口尺寸图、布置要求、纵剖面图等见附图。
6.2旁路阀门主要零件明细表见3.3条。
六、旁路阀快动时对管道接口处的推力和力矩:
高旁阀:
推力:
128.9KN;力矩:
880N.m;低旁阀:
推力:
104.4KN;力矩:
850N.m。
七、关于阀门强度试验的技术要求:
阀门壳体水压强度试验按JB/T3595-2002《电站阀门一般要求》进行;阀门的泄漏试验按ANSIB16.104V级标准执行。
八、包括压力、温度和流量方面各变送器的原理、安装、运行、维护及检修说明:
见自控配合资料。
九、旁路阀及执行机构检修所需空间及详细尺寸:
见附图。
一十、备品备件清单:
(每台机组)
序号
名称
规格和型号
单位
数量
生产厂家
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