1.4.1 主蒸汽和再热蒸汽系统

主蒸汽和再热蒸汽系统是指锅炉从过热器联箱出口至汽轮机主汽阀进口的主蒸汽管道、阀门、输水管等设备及部件组成的工作系统。锅炉过热、再热和给水系统的温度及偏差见表1-8。

表1-8 锅炉的压力、温度及温度偏差

注:A级锅炉指表压力p≥3.8MPa的锅炉。

在主汽阀前,通常还设有电动主汽阀。如在汽轮机起动以前,电动主汽阀关闭,使汽轮机与主蒸汽管道隔开,防止水或主蒸汽管道中其他杂物进入主汽阀区。主蒸汽管道的最低位置处,设置有疏水止回阀及相应的疏水管道,用于在汽轮机起动前暖管至10%额定负荷之前,以及汽轮机停机后及时进行疏水,避免因管内积水而发生水击(水锤)现象。

再热冷段:指从高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱入口处的管道和阀门。在接近高压缸下方的排汽管道上,设有高压缸排汽止回阀。另外,该处还设有疏水管道及相应的疏水止回阀。

再热热段:指从锅炉再热器出口至中联门前的蒸汽管道。

在蒸汽系统中,除了上述的一些由主机厂提供的阀门以外,需要特别重视的是蒸汽系统安全阀的选型。安全阀是一种自动阀门,它不借助任何外力而利用介质本身的力来排出一定数量的流体,以防止系统内部压力超过预定的安全压力数值。当压力恢复正常值后,阀门自行关闭并阻止介质继续流出。

1.安全阀

主蒸汽和再热蒸汽来自大容量的电站锅炉,且电站锅炉都配用弹簧直接作用式的全启式安全阀。对于按ASME规范设计的电站锅炉,不应采用重锤或杠杆式安全阀,而应采用弹簧直接作用全启式安全阀。

(1)安全阀的安装数量

1)每台锅炉至少应安装两台安全阀。即过热器出口、再热器进口和出口及直流锅炉起动分离器都必须装安全阀。

直流锅炉一次汽水系统中有截断阀者,截断阀前一般还应装设安全阀,其数量和规格由锅炉设计部门确定。

2)锅炉汽包和过热器上所有安全阀的排放量总和应大于锅炉最大连续蒸发量,且当所有安全阀开启后,锅炉的超压幅度在任何情况下不得大于锅炉设计压力的6%。

再热器进、出口安全阀的总排放量应大于再热器的最大设计流量;直流锅炉外置式起动分离器安全阀的总排放量应大于锅炉起动时的产汽量。

过热器、再热器出口安全阀的排放量在总排放量中所占的比例应保证安全阀开启时,过热器、再热器能得到足够的冷却。

3)电站锅炉安全阀的配置应由锅炉制造厂或设计部门提出。

(2)安全阀工作性能

1)安全阀整定压力及偏差。安全阀的设计整定压力除制造厂有特殊规定外,一般应按表1-9的规定调整与校验(摘自电站锅炉安全阀应用导则DL/T 959—2005)。

整定压力偏差见表1-10(摘自DL/T 959—2005)。

在现场调试时,允许将安全阀或安全泄压阀的弹簧重新调整,但重新整定的压力不得超出阀门铭牌上标记的整定压力范围的5%。

表1-9 安全阀整定压力

表1-10 整定压力偏差

2)安全阀的回座压力(摘自DL/T 959—2005)。对可压缩介质,在压力低于整定压力10%的范围内,安全阀应关闭(不可压缩介质可为20%)。

3)启闭压差。一般应为整定压力的4%~7%(摘自DL/T 959—2005),最大不得超过整定压力的10%。用于水侧安全阀不超过整定压力的20%。

GB/T12243—2005有更明确的规定,见表1-11。

表1-11 GB/T 12243—2005 启闭压差

4)安全阀的排放压力。蒸汽用安全阀一般应小于或等于整定压力的1.03倍,水或其他液体应小于或等于整定压力的1.20倍(DL/T 959—2005与GB/T 12243—2005均如此规定)。

2.PCV阀

PCV阀亦称为电磁泄放阀,其主要功能是为了消除锅炉运行时,压力被动引起的安全阀动作。在安全阀动作之前开启,排出多余的蒸汽,以保证锅炉在规定的压力下正常运行,从而保护安全阀,减少安全阀的动作次数,延长其使用寿命。

PCV阀的排量一般设定的为锅炉总蒸发量的10%。

PCV阀有自动、手动和闭锁三种操作方式。自动为逻辑控制,即根据压力的变化,自动进行开启和关闭,图1-2为其原理图,图1-3为PCV阀的结构图。

图1-2 PCV阀原理图

图1-3 PCV阀结构图