Une vanne de dérivation de turbine est une vanne de régulation de vapeur pour service intensif utilisée pour acheminer la vapeur autour de la turbine pendant le démarrage, l'arrêt, le déclenchement ou certaines conditions de gestion de charge. Il peut être nécessaire de réduire une pression de vapeur très élevée, de contrôler l'évolution rapide du débit de vapeur et de coordonner la désurchauffe afin que le réchauffeur en aval, la conduite de réchauffage à froid, le chemin du condenseur ou tout autre système de réception soient protégés. Une sélection correcte nécessite un débit de vapeur minimum/normal/maximum et transitoire, une pression en amont et en aval, une température de vapeur, un temps d'ouverture requis, une dynamique d'actionneur, des limites de bruit, une vitesse de sortie, une conception de trim, des conditions de pulvérisation d'eau, des limites d'équipement en aval et la philosophie complète de dérivation de l'usine.
Électricité et vapeur · Examen du service de contournement sévère
Sélection de vannes de dérivation de turbine pour les centrales électriques
Le service de dérivation de turbine n’est pas simplement « une autre soupape de réduction de pression de vapeur ». La vanne peut devoir accepter un changement soudain du débit de vapeur, réduire un rapport de pression très important, gérer le bruit aérodynamique et se coordonner avec la désurchauffe de l'eau pulvérisée tout en protégeant le système de vapeur en aval.
Où s'adapte la vanne de dérivation de la turbine
La disposition exacte dépend de l’architecture de l’installation. La carte fonctionnelle ci-dessous montre uniquement la logique de contournement typique et ne doit pas être traitée comme un P&ID universel.
P élevée / T élevée
Forte réduction de pression
Pourquoi le contournement de la turbine est plus grave que la déception générale de la vapeur
Grand rapport de pression
La vapeur peut pénétrer dans des conditions de vapeur principale ou de réchauffage et être évacuée vers un système à pression beaucoup plus basse. La vanne peut donc nécessiter une réduction de pression échelonnée plutôt qu'une expansion incontrôlée.
Transitoires rapides
Les tâches de déclenchement, de démarrage et d'arrêt peuvent nécessiter un mouvement rapide et un contrôle stable alors que les conditions de vapeur changent rapidement.
Protection en aval
Le système de réception peut imposer des limites de pression, de température, de bruit, de vitesse, de choc thermique et de qualité de vapeur que la station de dérivation doit respecter.
Une vanne adaptée à la réduction normale de la pression de la vapeur de procédé ne doit pas automatiquement être considérée comme adaptée au fonctionnement en dérivation de la turbine.
HP Bypass et LP Bypass sont des tâches différentes
| Devoir | Direction fonctionnelle typique | Principale préoccupation de sélection |
|---|---|---|
| Contournement HP | Achemine la vapeur principale haute pression autour de la turbine HP vers le réchauffage à froid ou un autre chemin de vapeur en aval approuvé. | Pression d'entrée, rapport de pression très élevés, gestion de l'énergie du trim, protection contre la désurchauffe et le réchauffeur en aval. |
| By-pass LP / Réchauffage | Les itinéraires réchauffent la vapeur autour de la section de turbine en aval vers un système de réception ou un chemin de condenseur encore plus basse pression. | Grand débit, limite de pression aval, vitesse de sortie, bruit, désurchauffe et protection condenseur/tuyauterie. |
Les noms de dérivation HP et LP décrivent le fonctionnement de l'installation et non une construction de vanne universelle. La géométrie finale de la vanne doit suivre les conditions réelles de vapeur et le schéma de l'installation.
EXAMEN DE SERVICE SÉVÈRE A
Conception de réduction de pression et de garniture à plusieurs étages
Une chute de pression de vapeur très importante peut entraîner un étouffement, une vitesse locale élevée, un bruit aérodynamique, des vibrations et une érosion des garnitures. Les vannes de dérivation de turbine pour service sévère peuvent donc utiliser une expansion étagée, des cages percées, des éléments internes multivoies ou une autre architecture de réduction de pression spécifique à la commande.
Expansion sévère unique
Expansion par étapes
Gestion des points de vente
Ne spécifiez pas « trim à plusieurs étages » uniquement parce que la vanne est de classe 1500 ou classe 2500. L'architecture de trim requise doit provenir du P1/P2 réel, du débit de vapeur, de la température, de la géométrie de la vanne et de l'analyse acoustique/mécanique.
EXAMEN DE SERVICE SÉVÈRE B
Dynamique des actionneurs et temps d'ouverture requis
En service de dérivation de turbine, le dimensionnement de l'actionneur n'est pas seulement un calcul de force statique. Le système peut spécifier un temps d'ouverture requis après un déclenchement de la turbine ou pendant la séquence de démarrage. L'actionneur doit fournir la course requise sous les forces de vapeur réelles et les conditions d'alimentation disponibles.
| Heure d'ouverture requise | Doit provenir de la philosophie de dérivation de l’usine ou d’une étude de protection turbine/chaudière. |
| Pression air/hydraulique disponible | Détermine la force disponible de l'actionneur et la capacité transitoire. |
| Action d’échec | Doit suivre la logique de protection approuvée ; ne présumez pas que l'ouverture ou la fermeture est universelle. |
| Charge de vapeur dynamique | L'équilibre de pression et les forces de vapeur affectent la poussée de l'actionneur. |
EXAMEN DE SERVICE SÉVÈRE C
La désurchauffe doit suivre le transitoire de dérivation
La réduction de pression seule peut laisser la vapeur trop chaude pour le système de réception. Le bypass turbine fonctionne donc souvent conjointement avec une désurchauffe intégrée ou en aval. Le système d'eau doit réagir suffisamment rapidement pour s'adapter aux changements de débit massique de vapeur sans pulvérisation excessive à faible charge ni sous-refroidissement lors d'événements de dérivation importants.
Exigences côté vapeur
- Plage de débit de vapeur transitoire
- P1 et P2 requis
- Température de vapeur d'entrée
- Température de sortie requise
- Température maximale de l'équipement en aval
Exigences côté eau
- Pression d'eau de pulvérisation disponible
- Température de l'eau
- Débit d'eau minimum/maximum
- Conception de buse/désurchauffeur
- Réponse requise et distance de mélange
Pour la relation générale de contrôle de la pression et de la température, voir Sélection de la vanne PRDS vapeur. Pour la sélection côté eau, voir Vanne de contrôle de l'eau de pulvérisation.
Le démarrage, le contournement contrôlé et le déclenchement de la turbine sont des cas différents
| Cas | Défi possible des vannes | Données nécessaires |
|---|---|---|
| Démarrage | Débit faible ou variable, ΔP élevé, contrôlabilité à faible course et demande de pulvérisation instable. | Séquence de débit de démarrage, P1/P2/T, rampe de pression et température cible de sortie. |
| Contournement contrôlé | Modulation stable, bruit, vitesse de sortie et plage de désurchauffe. | Débit min/normal/max et durée prévue. |
| Voyage aux turbines | Ouverture rapide, débit élevé soudain et contrôle transitoire de la pression/température. | Débit de déclenchement, temps d'ouverture, transitoire en amont, limite de pression en aval et réponse de pulvérisation. |
Un seul point de conception en régime permanent ne suffit pas. La sélection du contournement de la turbine doit inclure les cas transitoires qui régissent les performances de l'actionneur, du trim et de la désurchauffe.
Bruit, vitesse de sortie et tuyauterie en aval
Des chutes de pression de vapeur importantes peuvent déplacer l’énergie acoustique et cinétique en aval de la vanne. Le bruit ne peut donc pas être traité comme un problème uniquement lié aux vannes. Les canalisations de sortie, les réducteurs, les diffuseurs, les coudes, les supports et les équipements en aval participent tous à la réponse mécanique.
- Examinez le bruit de vanne prévu pour gérer les cas de débit.
- Vérifiez la vitesse de sortie de la vapeur et la transition entre les dimensions des tuyaux.
- Examinez le support de la tuyauterie et les charges de vibration.
- Vérifiez la distance de mélange de désurchauffe et l’emplacement du capteur.
- Confirmez que le système en aval peut accepter le débit massique et la charge thermique de dérivation.
Aucune vitesse maximale universelle de la vapeur ne doit être copiée dans chaque spécification de dérivation de turbine. L'analyse du projet et du système doit établir des limites acceptables.
Examen de la construction des vannes
Limite corps/pression
Confirmez la pression et la température de conception, le matériau, la pression nominale, la connexion d'extrémité et toute exigence de joint sous pression ou de construction soudée.
Couper
Examinez l'équilibre des pressions, la réduction de pression échelonnée, la charge du siège, le rechargement dur, la résistance à l'érosion et la remplaçabilité si nécessaire.
Capot / Emballage
Vérifiez la capacité de température, la charge de garniture, la charge vive si spécifiée et l'étanchéité de la tige à long terme.
Actionneur / Commandes
Confirmez les exigences en matière de poussée, de déplacement, de temps de course, de fonction de défaillance, d'instrumentation et d'interface de déclenchement de l'usine.
Les pages Vcore existantes qui peuvent prendre en charge la révision au niveau des composants incluent Soupape de régulation haute pression, Vanne de contrôle de vapeur et Vanne de contrôle de l'eau de pulvérisation. L'adéquation finale du contournement de la turbine doit encore être confirmée par rapport aux obligations spécifiques au projet.
Données de demande de prix sur la vanne de dérivation de turbine
Conditions de vapeur
- Débit de dérivation minimum / normal / maximum
- Déclenchement/flux transitoire le cas échéant
- Pression et température amont pour chaque cas
- Pression aval requise
- Température aval requise
- Pression et température de conception
Exigences dynamiques
- Heure d'ouverture/fermeture souhaitée
- Action d’échec
- Type d'actionneur / alimentation secteur
- Fréquence de cyclisme prévue
- Durée de contournement normale
- Séquence de fonctionnement du déclenchement de la turbine
Données de désurchauffe
- Pression de l'eau pulvérisée
- Température de l'eau pulvérisée
- Débit d'eau disponible
- Préférence désurchauffeur intégré ou séparé
- Distance de mélange disponible
Tuyauterie/Limites du projet
- Taille des tuyaux en amont et en aval
- Système/équipement en aval
- Exigence maximale en matière de bruit
- Exigences matérielles/normes
- EMI / tests / documentation
- Spécification de contournement OEM/EPC
Vérification d'usine et performances du site
| Vérification | Portée |
|---|---|
| Examen du dimensionnement et des garnitures des vannes | Confirmez les cas de débit et de chute de pression indiqués. |
| Dimensionnement des actionneurs / test de déplacement | Vérifiez la force et le mouvement dans les conditions d'usine convenues. |
| Test de pression/siège | Vérifiez les limites de pression et les performances d'arrêt conformément aux spécifications d'achat. |
| Enregistrements matériels/EMI | Tel que requis par le projet et la construction sélectionnée. |
| Validation bruit/transitoire | Peut nécessiter une analyse de projet/OEM au-delà des tests ordinaires de vannes en usine. |
| Mise en service du bypass intégré | Vérification au niveau du site de la pression, de la température, de la réponse de l'actionneur et de la coordination de l'eau de pulvérisation. |
L'acceptation de la vanne en usine ne prouve pas en soi que l'ensemble du système de dérivation de la turbine répondra aux exigences du site en matière de transitoires, de bruit et de température de sortie. Ceux-ci dépendent également de la tuyauterie installée, de la désurchauffe, de l'instrumentation, de la logique de contrôle et de la mise en service.
Ressources techniques associées
Références techniques
Foire aux questions
Qu'est-ce qu'une vanne de dérivation de turbine ?
Une vanne de dérivation de turbine est une vanne de régulation de vapeur pour service sévère utilisée pour acheminer la vapeur autour d'une turbine à vapeur pendant le démarrage, l'arrêt, le déclenchement ou certaines conditions de gestion de charge tout en contrôlant la pression en aval et en se coordonnant avec la désurchauffe si nécessaire.
Une vanne de dérivation de turbine est-elle identique à un réducteur de pression de vapeur normal ?
Le service de dérivation de turbine peut impliquer des rapports de pression beaucoup plus élevés, des transitoires rapides, des exigences strictes en matière de temps d'ouverture, un bruit élevé et une coordination dynamique avec un système de désurchauffe.
Pourquoi les vannes de dérivation de turbine utilisent-elles des éléments internes à plusieurs étages ?
Un système de compensation à plusieurs étages ou autre pour service sévère peut diviser une réduction importante de la pression de vapeur en étapes contrôlées pour gérer la vitesse locale, l'énergie acoustique et la charge mécanique. Elle est sélectionnée à partir des conditions réelles de débit et de pression plutôt que de la seule classe de pression.
Chaque vanne de dérivation de turbine inclut-elle la désurchauffe ?
Toutes les vannes n'intègrent pas l'injection d'eau dans le même corps, mais les systèmes de dérivation de turbine nécessitent généralement un contrôle de la température de la vapeur. La désurchauffe peut être intégrée ou installée séparément en aval.
Quelle est la différence entre le bypass des turbines HP et BP ?
Le contournement HP achemine généralement la vapeur principale autour de la turbine haute pression vers un chemin de vapeur à basse pression tel qu'un réchauffage à froid. La dérivation de GPL ou de réchauffage achemine la vapeur de la turbine en aval vers un système de réception ou un chemin de condenseur encore plus basse pression. L'architecture réelle varie selon l'usine.
À quelle vitesse une vanne de dérivation de turbine doit-elle s'ouvrir ?
Il n’y a pas d’heure d’ouverture universelle. L'exigence doit provenir de l'étude de protection de la turbine, de la chaudière ou de l'installation et être vérifiée en même temps que la force de l'actionneur, l'alimentation du service public, la course des vannes et la dynamique de la vapeur.
Quelles données sont nécessaires pour proposer une vanne de dérivation de turbine ?
Fournir un débit de vapeur minimum, normal, maximum et de déclenchement ; pression d'entrée et de sortie ; température d'entrée et de sortie requise ; pression et température de conception ; heure d'ouverture requise; exigences en matière d'actionneur/de panne ; conditions de pulvérisation d'eau ; limites du système en aval ; exigence de bruit ; tailles de lignes ; matériaux et spécifications du projet.
