Una valvola di bypass della turbina è una valvola di controllo del vapore per servizi gravosi utilizzata per convogliare il vapore attorno alla turbina durante l'avvio, l'arresto, lo scatto o condizioni selezionate di gestione del carico. Potrebbe essere necessario ridurre la pressione del vapore molto elevata, controllare le variazioni rapide del flusso di vapore e coordinarsi con il desurriscaldamento in modo che il riscaldatore a valle, la linea di riscaldamento a freddo, il percorso del condensatore o altro sistema di ricezione siano protetti. La selezione corretta richiede flusso di vapore minimo/normale/massimo e transitorio, pressione a monte e a valle, temperatura del vapore, tempo di apertura richiesto, dinamica dell'attuatore, limiti di rumore, velocità di uscita, progettazione del trim, condizioni dell'acqua nebulizzata, limiti delle apparecchiature a valle e la filosofia di bypass completo dell'impianto.
Energia e vapore · Revisione del servizio di bypass per servizi gravosi
Selezione della valvola di bypass per turbine per centrali elettriche
Il servizio di bypass della turbina non è semplicemente “un’altra valvola di riduzione della pressione del vapore”. Potrebbe essere necessario che la valvola accetti un cambiamento improvviso nel flusso di vapore, riduca un rapporto di pressione molto elevato, gestisca il rumore aerodinamico e si coordini con il desurriscaldamento dell'acqua nebulizzata, proteggendo al contempo il sistema del vapore a valle.
Dove si adatta la valvola di bypass della turbina
La disposizione esatta dipende dall'architettura dell'impianto. La mappa funzionale seguente mostra solo la tipica logica di bypass e non deve essere trattata come un P&ID universale.
P alta/T alta
Forte riduzione della pressione
Perché il bypass della turbina è più grave della generale delusione del vapore
Rapporto di pressione elevato
Il vapore può entrare in condizioni di vapore principale o di riscaldamento e scaricarsi in un sistema a pressione molto più bassa. La valvola potrebbe quindi richiedere una riduzione graduale della pressione anziché un'espansione incontrollata.
Transitori veloci
Le operazioni di viaggio, avvio e arresto possono richiedere movimenti rapidi e controllo stabile mentre le condizioni del vapore cambiano rapidamente.
Protezione a valle
Il sistema ricevente può imporre limiti di pressione, temperatura, rumore, velocità, shock termico e qualità del vapore che la stazione di bypass deve rispettare.
Una valvola adatta alla normale riduzione della pressione del vapore di processo non dovrebbe essere automaticamente considerata idonea al funzionamento in bypass della turbina.
HP Bypass e LP Bypass sono compiti diversi
| Dovere | Direzione funzionale tipica | Preoccupazione principale per la selezione |
|---|---|---|
| Bypass HP | Indirizza il vapore principale ad alta pressione attorno alla turbina HP verso il riscaldamento a freddo o un altro percorso del vapore a valle approvato. | Pressione in ingresso, rapporto di pressione, gestione dell'energia di assetto molto elevati, desurriscaldamento e protezione del riscaldatore a valle. |
| LP/Bypass riscaldamento | I percorsi riscaldano il vapore attorno alla sezione della turbina a valle verso un sistema di ricezione o un percorso del condensatore ancora a pressione inferiore. | Portata elevata, limite di pressione a valle, velocità di uscita, rumore, desurriscaldamento e protezione del condensatore/tubazioni. |
I nomi bypass HP e LP descrivono la funzione dell'impianto, non una struttura di valvola universale. La geometria finale della valvola deve seguire le effettive condizioni del vapore e lo schema dell'impianto.
REVISIONE DEL SERVIZIO SEVERO A
Riduzione della pressione multistadio e progettazione del trim
Una caduta di pressione del vapore molto elevata può causare soffocamento, elevata velocità locale, rumore aerodinamico, vibrazioni ed erosione dell'assetto. Le valvole di bypass della turbina per servizi gravosi possono quindi utilizzare espansione graduale, gabbie forate, trim a percorso multiplo o un'altra architettura di riduzione della pressione specifica per l'ordine.
Singola espansione grave
Espansione graduale
Gestione punti vendita
Non specificare il "trim multistadio" solo perché la valvola è di Classe 1500 o Classe 2500. L'architettura del trim richiesta dovrebbe derivare da P1/P2 effettivi, flusso di vapore, temperatura, geometria della valvola e analisi acustica/meccanica.
REVISIONE DEL SERVIZIO SEVERO B
Dinamica dell'attuatore e tempo di apertura richiesto
Nel funzionamento con bypass della turbina, il dimensionamento dell'attuatore non è solo un calcolo della forza statica. Il sistema può specificare un tempo di apertura richiesto dopo lo scatto della turbina o durante la sequenza di avvio. L'attuatore deve fornire la corsa richiesta in base alle forze del vapore reali e alle condizioni di fornitura disponibili.
| Orario di apertura richiesto | Deve derivare dalla filosofia del bypass dell'impianto o dallo studio sulla protezione della turbina/caldaia. |
| Pressione aria/idraulica disponibile | Determina la forza disponibile dell'attuatore e la capacità transitoria. |
| Azione fallita | Deve seguire la logica di protezione approvata; non dare per scontato che il fail-open o il fail-close siano universali. |
| Carico dinamico di vapore | Il bilanciamento della pressione e le forze del vapore influiscono sulla spinta dell'attuatore. |
REVISIONE DEL SERVIZIO SEVERO C
Il desurriscaldamento deve seguire il transitorio di bypass
La sola riduzione della pressione può comunque lasciare il vapore troppo caldo per il sistema ricevente. Il bypass della turbina quindi funziona spesso insieme al desurriscaldamento integrato o a valle. Il sistema idrico deve rispondere con sufficiente rapidità per adattarsi alle variazioni del flusso di massa del vapore senza sovraspruzzare a basso carico o sottoraffreddamento durante eventi di bypass di grandi dimensioni.
Requisiti lato Steam
- Intervallo del flusso di vapore transitorio
- P1 e richiesto P2
- Temperatura del vapore in ingresso
- Temperatura di uscita richiesta
- Temperatura massima dell'apparecchiatura a valle
Requisiti lato acqua
- Pressione dell'acqua spray disponibile
- Temperatura dell'acqua
- Flusso d'acqua minimo/massimo
- Design dell'ugello/desurriscaldatore
- Risposta richiesta e distanza di miscelazione
Per la relazione generale di controllo della pressione e della temperatura, cfr Selezione della valvola PRDS per vapore. Per la selezione del lato acqua, vedere Valvola di controllo dell'acqua nebulizzata.
L'avvio, il bypass controllato e lo scatto della turbina sono casi diversi
| Caso | Possibile sfida alle valvole | Dati necessari |
|---|---|---|
| Avvio | Flusso basso o variabile, ΔP elevato, controllabilità a corsa ridotta e domanda di spruzzatura instabile. | Sequenza del flusso di avvio, P1/P2/T, rampa di pressione e temperatura di uscita target. |
| Bypass controllato | Modulazione stabile, rumore, velocità di uscita e intervallo di desurriscaldamento. | Flusso minimo/normale/massimo e durata prevista. |
| Viaggio in turbina | Apertura rapida, flusso elevato improvviso e controllo transitorio di pressione/temperatura. | Portata di intervento, tempo di apertura, transitorio a monte, limite di pressione a valle e risposta allo spruzzo. |
Un punto di progettazione in stato stazionario non è sufficiente. La selezione del bypass della turbina dovrebbe includere i casi transitori che regolano le prestazioni dell'attuatore, del trim e del desurriscaldamento.
Rumore, velocità di uscita e tubazioni a valle
Grandi perdite di carico del vapore possono spostare energia acustica e cinetica a valle della valvola. Il rumore quindi non può essere trattato come un problema legato esclusivamente alla valvola. Tubazioni di uscita, riduttori, diffusori, gomiti, supporti e apparecchiature a valle partecipano tutti alla risposta meccanica.
- Rivedere il rumore previsto della valvola per regolare i casi di flusso.
- Controllare la velocità di uscita del vapore e la transizione delle dimensioni del tubo.
- Esaminare il supporto delle tubazioni e i carichi di vibrazione.
- Controllare la distanza di miscelazione del desurriscaldamento e la posizione del sensore.
- Confermare che il sistema a valle possa accettare il flusso di massa di bypass e il carico termico.
Nessuna velocità massima universale del vapore dovrebbe essere copiata in ogni specifica di bypass della turbina. Il progetto e l'analisi del sistema dovrebbero stabilire limiti accettabili.
Revisione della costruzione della valvola
Limite corpo/pressione
Confermare la pressione e la temperatura di progetto, il materiale, il valore nominale di pressione-temperatura, la connessione terminale e qualsiasi requisito di tenuta a pressione o di costruzione saldata.
Tagliare
Esaminare il bilanciamento della pressione, la riduzione graduale della pressione, il carico del sedile, il rivestimento duro, la resistenza all'erosione e la sostituibilità ove richiesto.
Cofano/imballaggio
Controllare la capacità di temperatura, il carico dell'imballaggio, il carico mobile se specificato e la tenuta dello stelo a lungo termine.
Attuatore/Comandi
Confermare la spinta, la corsa, il tempo di corsa, la funzione di guasto, la strumentazione e i requisiti di interfaccia di intervento dell'impianto.
Le pagine Vcore esistenti che possono supportare la revisione a livello di componente includono Valvola di controllo ad alta pressione, Valvola di controllo del vapore e Valvola di controllo dell'acqua nebulizzata. L'idoneità finale al bypass della turbina deve ancora essere confermata rispetto al dovere specifico del progetto.
Dati richiesta richiesta valvola bypass turbina
Condizioni del vapore
- Flusso di bypass minimo/normale/massimo
- Viaggio/flusso transitorio, se applicabile
- Pressione e temperatura a monte per ciascun caso
- Pressione a valle richiesta
- Temperatura a valle richiesta
- Pressione e temperatura di progetto
Requisiti dinamici
- Orario di apertura/chiusura obbligatorio
- Azione fallita
- Tipo di attuatore/fornitura di rete
- Frequenza di ciclismo prevista
- Durata normale del bypass
- Sequenza operativa dello sgancio della turbina
Dati di desurriscaldamento
- Pressione dell'acqua nebulizzata
- Temperatura dell'acqua nebulizzata
- Portata d'acqua disponibile
- Preferenza desurriscaldatore integrato o separato
- Distanza di miscelazione disponibile
Limiti di tubazioni/progetto
- Dimensioni del tubo a monte e a valle
- Sistema/apparecchiatura a valle
- Requisito massimo di rumore
- Requisiti materiali/standard
- NDE/test/documentazione
- Specifiche di bypass OEM/EPC
Verifica di fabbrica e prestazioni del sito
| Verifica | Ambito |
|---|---|
| Revisione del dimensionamento/assetto della valvola | Confermare i casi di flusso e caduta di pressione dichiarati. |
| Dimensionamento/test della corsa dell'attuatore | Verificare la forza e il movimento nelle condizioni di fabbrica concordate. |
| Test di pressione/sede | Verificare il limite di pressione e le prestazioni di intercettazione secondo le specifiche di acquisto. |
| Documenti materiali/NDE | Come richiesto dal progetto e dalla costruzione selezionata. |
| Convalida rumore/transitori | Potrebbe richiedere un'analisi del progetto/OEM oltre ai normali test sulle valvole di fabbrica. |
| Messa in servizio del bypass integrato | Verifica a livello di sito di pressione, temperatura, risposta dell'attuatore e coordinamento spruzzo-acqua. |
L'accettazione in fabbrica della valvola non dimostra di per sé che l'intero sistema di bypass della turbina soddisferà i requisiti transitori, di rumore e di temperatura di uscita del sito. Questi dipendono anche dalle tubazioni installate, dal desurriscaldamento, dalla strumentazione, dalla logica di controllo e dalla messa in servizio.
Risorse tecniche correlate
Riferimenti tecnici
Domande frequenti
Cos'è una valvola di bypass della turbina?
Una valvola di bypass per turbina è una valvola di controllo del vapore per servizi gravosi utilizzata per convogliare il vapore attorno a una turbina a vapore durante l'avvio, l'arresto, lo scatto o condizioni selezionate di gestione del carico, controllando al tempo stesso la pressione a valle e coordinandosi con il desurriscaldamento dove richiesto.
Una valvola di bypass della turbina è uguale a una normale valvola riduttrice di pressione del vapore?
No. Il servizio di bypass della turbina può comportare rapporti di pressione molto più grandi, transitori rapidi, rigidi requisiti di tempo di apertura, rumore elevato e coordinamento dinamico con un sistema di desurriscaldamento.
Perché le valvole di bypass della turbina utilizzano un trim multistadio?
L'assetto multistadio o altro per servizi gravosi può dividere una grande riduzione della pressione del vapore in fasi controllate per gestire la velocità locale, l'energia acustica e il carico meccanico. Viene selezionato dalle condizioni effettive di flusso e pressione piuttosto che dalla sola classe di pressione.
Ogni valvola di bypass della turbina include il desurriscaldamento?
Non tutte le valvole integrano l'iniezione dell'acqua nello stesso corpo, ma i sistemi di bypass della turbina richiedono comunemente il controllo della temperatura del vapore. Il desurriscaldamento può essere integrato o installato separatamente a valle.
Qual è la differenza tra il bypass della turbina HP e LP?
Il bypass HP generalmente indirizza il vapore principale attorno alla turbina ad alta pressione verso un percorso del vapore a pressione inferiore come il riscaldamento a freddo. Il bypass LP o di riscaldamento instrada il vapore della turbina a valle verso un sistema di ricezione o un percorso del condensatore ancora a pressione inferiore. L'architettura effettiva varia in base alla pianta.
Quanto velocemente dovrebbe aprirsi una valvola di bypass della turbina?
Non esiste un orario di apertura universale. I requisiti dovrebbero provenire dallo studio della turbina, della caldaia o della protezione dell'impianto ed essere controllati insieme alla forza dell'attuatore, all'alimentazione di servizio, alla corsa della valvola e alla dinamica del vapore.
Quali dati sono necessari per quotare una valvola bypass turbina?
Fornire un flusso di vapore minimo, normale, massimo e di intervento; pressione in ingresso e in uscita; temperatura di ingresso e di uscita richiesta; pressione e temperatura di progetto; orario di apertura richiesto; requisiti dell'attuatore/guasto; condizioni degli spruzzi d'acqua; limiti del sistema a valle; requisito di rumore; dimensioni della linea; materiali e specifiche del progetto.
