GB/T 51106-2015 火力发电厂节能设计规范
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4.3 汽轮机设备及系统

4.3.1 汽轮机设备的节能设计应符合下列规定:

1 应优化配汽系统运行方式;

2 应控制汽轮机汽封的间隙;

3 应减少主汽阀及调节汽阀的漏汽。

4.3.2 汽轮机热力系统管道介质流速应符合现行国家标准《电厂动力管道设计规范》GB 50764的规定。

4.3.3 汽轮机热力系统设备配套的通用水泵应符合现行国家标准《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB 19762的规定。

4.3.4 主蒸汽、再热蒸汽和汽轮机旁路系统的节能设计应符合下列规定:

1 主蒸汽和再热蒸汽系统压降及温降应符合现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660的规定。

2 主蒸汽和再热蒸汽系统的气动疏水阀门上游应加装手动隔离阀。

3 当简易启动功能的高压和低压旁路阀前管道长度不大于旁路入口管道外径的4倍时,汽轮机旁路阀前不宜设置暖管系统;当高压和低压旁路阀具有快开和备用功能时,汽轮机旁路阀前应设置暖管系统。

4 主蒸汽和再热蒸汽管道的主管系分支三通应采用Y形三通或45°斜三通。

5 主蒸汽和再热蒸汽管道宜采用弯管,弯管半径宜为管道外径的3倍~5倍。

2 在正常工况下,手动隔离阀处于全开状态,当疏水阀出现内漏,作为临时措施,应关闭手动隔离阀。

3 对于简易启动功能的旁路阀,当旁路阀与主路管道距离不大于4倍时,在阀门开启前可以通过主管中过热蒸汽的传热将阀门前管道中的启动疏水逐渐加热为蒸汽,不会对阀门开启产生不利的影响。由于暖管系统在运行中持续有少量蒸汽流动,会造成主蒸汽或再热蒸汽流量的损失,不设置暖管系统可达到节能的目的。对于具有停机不停炉、甩负荷带厂用电运行功能或在机组快速降负荷和甩负荷下参与控制的汽机旁路阀,在机组正常运行时应处于热备用状态,旁路连锁跟踪主蒸汽等管道压力或机组负荷,在机组运行过程中会随时开启,为保证旁路阀运行安全,阀门前不应有疏水存在,因此,不论阀前管道长短均应设置暖管系统。

4.3.5 给水系统的节能设计应符合下列规定:

1 电动给水泵组应采用前置泵与给水泵同轴配置;经技术经济比较,汽动给水泵组可采用前置泵与给水泵同轴配置;

2 当机组启动汽源满足给水泵汽轮机启动要求时,可不设启动用电动给水泵;

3 大中型火电机组的给水泵和给水泵汽轮机保证效率工况宜对应汽轮机热耗考核工况;给水泵保证效率不宜低于83%,给水泵汽轮机保证效率不宜低于82%;

4 当正常运行给水泵采用调速给水泵时,给水主管路不应设调节阀系统;

5 应根据锅炉启动工况的要求和给水泵特性,在启动给水泵出口设置调节阀或锅炉侧给水主管设置旁路调节阀。

2 采用常规煤粉炉时,汽动给水泵组不论采用2×50% 或1×100%,是否设置启动用电动给水泵仅与启动汽源是否满足要求有关。采用循环流化床机组时,由于循环流化床锅炉热容量大,在机组事故时锅炉水冷壁需要有水系统进行冷却,当循环流化床机组不设置紧急补水系统,采用1×100%汽动给水泵时,应设置启动用电动给水泵;采用2×50%汽动给水泵时,可不设置启动用电动给水泵。

4.3.6 高压加热器宜采用大旁路系统,高压加热器的节能设计宜符合下列规定:

1 当采用内置式蒸汽冷却段时,末级高加上端温度差宜为-2℃~-1.6℃;其余高加上端温度差宜为0。

2 调节阀全开(VWO)工况水侧压降宜小于100kPa。

4.3.7 在设计流量下,给水前置泵粗滤网的报警阻力宜小于30kPa;给水主泵入口精滤网的报警阻力宜小于50kPa。

4.3.8 凝结水系统的节能设计应符合下列规定:

1 大中型火电机组的凝结水泵保证效率工况宜对应汽轮机热耗率验收功率工况(THA),且保证效率不宜小于82%。

2 凝结水泵宜采用变频调速驱动方式。

3 宜采用内置式除氧器。

4 当凝结水泵采用变频调速且变频器无备用时,100%容量调节阀应布置在旁路管道上;当变频器有备用时,旁路不应设置100%调节阀。

4 当凝结水泵采用变频调速且无备用时,即采用一拖二的方式,需要考虑变频器故障,凝结水泵仍需采用工频运行的工况,此时需要在凝结水管道上的设置100%容量的调节阀以满足凝结水泵的运行调节要求。由于调节阀运行阻力较大且为备用,应将调节阀布置在旁路管道上以减少正常运行时的管道阻力。

4.3.9 低压加热器宜采用卧式,低压加热器的节能设计应符合下列规定:

1 可不设置过热蒸汽冷却段,上端温度差不宜大于2.8℃;

2 设置内置式疏水冷却段的加热器时,下端温度差不宜大于5.6℃;

3 汽轮机最大连续功率工况(TMCR)水侧压降宜小于80kPa。

4.3.10 在设计流量下,凝结水泵进口滤网的报警阻力宜小于8kPa。

4.3.11 当机组启动补水量和运行补水量相差较大时,宜设置不同容量的补水泵,大容量补水泵宜用于启动注水和补水,小容量补水泵宜用于正常运行补水。

4.3.12 抽汽系统的节能设计应符合下列规定:

1 汽轮机回热抽汽级数应由汽轮机制造厂优化确定;

2 过热度高的抽汽管道上宜设置加热器外置式蒸汽冷却器;

3 抽汽系统动力驱动的疏水阀上游宜设置手动隔离阀。

4.3.13 抽汽管道阻力应符合下列规定:

1 至各级高压加热器的阻力宜低于相应抽汽接口处蒸汽压力的3%;

2 至设置外置式蒸汽冷却器的高压加热器的阻力宜低于抽汽接口处蒸汽压力的5%;

3 除布置在凝汽器喉部的低压加热器外,至除氧器及其他各级低压加热器抽汽管道的阻力宜低于相应抽汽接口处蒸汽压力的5%。

4.3.14 辅助蒸汽系统的节能设计应符合下列规定:

1 辅助蒸汽汽源宜采用低品位蒸汽。当各热用户用汽压力差别较大时,宜设置高压和低压两级辅助蒸汽系统。

2 供暖风器的蒸汽应采用低品位蒸汽。

3 生水加热器、采暖加热器、暖风器应设疏水回收系统。

4 辅助蒸汽管道疏水应通过辅汽疏水扩容器或辅汽疏水母管接入凝汽器的方式回收。

5 辅助蒸汽至热用户的供汽管道上宜装设调节阀。

6 辅助蒸汽联箱至各热用户供汽管道上的关断阀宜靠近联箱布置。

7 若辅助蒸汽管道经常性疏水宜采用热动力式疏水器。

4.3.15 加热器疏放水系统的节能设计应符合下列规定:

1 加热器正常运行排气管应设置节流孔板或节流阀。

2 低压加热器疏水可采用配置疏水泵的系统。

4.3.16 疏水系统疏水阀的启闭要求应根据不同的疏水系统、疏水参数以及设备特点选择负荷控制或过热度控制。

汽轮机本体蒸汽系统、主蒸汽系统、再热蒸汽等系统的疏水阀,在机组启停时的开启关闭一般是根据设定的机组负荷率进行控制,在设定的机组负荷条件下,部分疏水已变成过热度很高的蒸汽,但仍通过疏水阀排掉,会造成工质及能量的浪费。因此,可根据设备启停要求以及蒸汽系统参数特点,按蒸汽过热度控制疏水阀,能更合理地控制阀门的开启和关闭,减少工质及能量的损失。

4.3.17 凝汽器真空系统的节能设计应符合下列规定:

1 抽真空设备应选用水环式机械真空泵。

2 双背压凝汽器的高、低压侧抽真空系统应分隔设置,两台运行真空泵应分别对应高、低压凝汽器。

3 一次直流冷却系统应设置水室真空泵。

4 真空泵冷却应采用温度适合的冷却水,必要时应设置夏季低温备用水源。

5 直接与凝汽器或扩容器真空设备相连接的阀门应采用真空隔离阀。

4.3.18 凝汽器系统的节能设计应符合下列规定:

1 对于湿冷机组,双流程凝汽器端温度差不宜大于5℃,单流程凝汽器端温度差不宜大于7℃。

2 对于表面式间接空冷机组,凝汽器端温度差不宜大于3.5℃。

3 过冷度不宜大于0.5℃。

4 凝汽器水侧阻力不宜大于75kPa。

5 凝汽器汽侧阻力不宜大于0.6kPa。

4.3.19 湿冷机组凝汽器循环水系统应设置胶球清洗装置或反冲洗系统。

4.3.20 辅机冷却水系统的节能设计应符合下列规定:

1 当水质适宜时,宜采用开式辅机冷却水系统。

2 对于采取湿冷辅机冷却水系统的间接空冷机组,宜采用湿冷和空冷相结合的冷却方式。

3 冷却水温或水量波动较大的辅机冷却水泵宜采用双速电机或变频装置;条件合适时,电动机可采用永磁涡流柔性传动节能技术。

4 调节阀宜设置在冷却设备的回水管道上。

5 对于距离冷却水泵远、阻力大的冷却设备,可设置独立的升压装置。

4.3.21 暖管系统宜采用自动疏水器,不宜采用节流疏水孔板连续疏水。

当暖管系统接入到凝汽器或扩容器而非较低参数热力系统管道时,采用节流孔板将会使暖管疏水或蒸汽连续排放,而采用自动疏水器,疏水间断排放可以减少暖管工质的损失。