周光遠(yuǎn)

摘 要：旁路系統(tǒng)設(shè)備是燃?xì)怆姀S架構(gòu)內(nèi)的汽輪機(jī)配件。這類附屬配件與機(jī)組平日中的備用狀態(tài)關(guān)系密切。如果鍋爐某一時(shí)段的蒸汽參數(shù)還沒(méi)能達(dá)到設(shè)定好的沖轉(zhuǎn)規(guī)格，那么銜接著的旁路配件就會(huì)將這部分蒸汽連通到凝汽器，以便提高蒸汽參數(shù)，達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)要求。汽輪機(jī)配有的這類旁路系統(tǒng)受到多重要素的干擾，帶來(lái)了各種運(yùn)行問(wèn)題，阻礙了電廠的發(fā)展。為提升旁路配件的可靠性，應(yīng)能慎重管控這一系統(tǒng)，制訂相關(guān)對(duì)策，排除電廠平日中的運(yùn)行隱患。

關(guān)鍵詞：燃?xì)怆姀S；汽輪機(jī)；旁路系統(tǒng)；閥門

中圖分類號(hào)：TK263 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.108

機(jī)組啟停中，旁路系統(tǒng)內(nèi)的若干配件對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行提供了保障。在這類循環(huán)電廠中，汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)凸顯了其重要價(jià)值。初始啟動(dòng)中，余熱鍋爐存留著的過(guò)熱蒸汽經(jīng)由旁路被排至后續(xù)的凝汽裝置，從而提升了蒸汽參數(shù)。熱態(tài)啟動(dòng)之中，余熱鍋爐設(shè)定了偏大的燃燒率，增加了蒸發(fā)總量。在甩負(fù)荷的情況下，鍋爐運(yùn)送過(guò)來(lái)的這類蒸汽也要依托旁路才可進(jìn)到再熱器。探究旁路系統(tǒng)，應(yīng)能慎重規(guī)避再熱器不被超溫傷害，同時(shí)不會(huì)干燒，規(guī)避汽輪機(jī)常常遇有的短路難題，優(yōu)化這類體系，并提供改進(jìn)建議。

1 旁路系統(tǒng)的特性

在燃?xì)怆姀S中，常采納兩班制特有的運(yùn)行流程。依據(jù)各時(shí)段電網(wǎng)的用電需求，調(diào)整機(jī)組固有的啟停峰值。常規(guī)情形下，這類電廠會(huì)布設(shè)成套架構(gòu)內(nèi)的完整旁路，以便適應(yīng)最大范疇的燃?xì)猱a(chǎn)能。旁路體系以內(nèi)的必備配件主要有氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、噴水減溫器、分支旁路控制裝置、旁路銜接著的蒸汽管等。

對(duì)比其他燃煤廠，燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)的這類電廠擬定了更高的旁路要求。這是因?yàn)槿細(xì)怆姀S通常會(huì)擔(dān)任調(diào)峰任務(wù)，常會(huì)頻繁啟停，所以旁路系統(tǒng)凸顯了更高可靠性的要求，提升了初始的減溫成效和減壓成效，即便頻繁啟停，也不應(yīng)泄漏。余熱鍋爐初始時(shí)段的壓力遞增很快，溫度遞增也快。在這種情形下，旁路配件應(yīng)能快速啟閉。

運(yùn)送進(jìn)來(lái)的高壓蒸汽經(jīng)由旁路設(shè)置的這類閥門、減溫器等被運(yùn)送至后續(xù)的管路之內(nèi)，中壓蒸汽會(huì)依托調(diào)節(jié)閥、配套的減溫器被送至凝汽裝置。與之對(duì)應(yīng)，低壓旁路常常吸收低壓特性的這類蒸汽，把它們運(yùn)送至銜接著的旁路閥、配套減溫器等。高壓給水泵的中間抽頭供應(yīng)著高壓旁路的減溫水水壓；凝結(jié)水泵出口的雜用母管提供中壓和低壓旁路的減溫水。一級(jí)旁路如圖1所示。

2 運(yùn)轉(zhuǎn)中的弊端

2.1 減溫噴水不足

燃?xì)怆姀S布設(shè)的這類旁路體系帶有減溫噴水這樣的分支體系。這類減溫設(shè)計(jì)對(duì)宏觀架構(gòu)下的整體很重要。對(duì)于高壓旁路，其減溫水來(lái)自高壓泵體的中間抽頭；對(duì)于中低壓旁路，其減溫水來(lái)自凝結(jié)水雜用母管。如果減溫水的設(shè)計(jì)不太完善，各時(shí)段不同狀態(tài)下減溫水流量就不能妥善調(diào)整，就會(huì)對(duì)旁路系統(tǒng)運(yùn)行造成不利影響。

具體而言，減溫水偏少時(shí)，旁路后側(cè)的管路常常偏熱，導(dǎo)致管路碎裂。如果減溫水經(jīng)由調(diào)節(jié)閥門而沒(méi)能被縮減溫度，那么管路架構(gòu)內(nèi)的蒸汽及水體很難彼此換熱。有些情形下，減溫水被噴灑至銜接著的金屬接口，帶來(lái)集聚震顫，加劇了管路內(nèi)的裂痕。

2.2 內(nèi)側(cè)配件泄漏

旁路內(nèi)測(cè)泄漏是常常出現(xiàn)的問(wèn)題。旁路內(nèi)測(cè)潛藏著的泄漏是汽輪機(jī)架構(gòu)的常見(jiàn)事故。閥門固有的內(nèi)測(cè)泄漏將會(huì)縮減做功，帶來(lái)閥門特有的整體泄漏。與此同時(shí)，蒸汽會(huì)進(jìn)到后續(xù)布置的凝汽器，降低總體范疇的運(yùn)行成效，同時(shí)降低聯(lián)合機(jī)組特有的常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)成效。

如果泄漏偏重，會(huì)帶來(lái)凝汽器固有的前側(cè)管路溫度超高、壓力超限等問(wèn)題。這是由于旁路串聯(lián)著的調(diào)節(jié)閥擬定了某一數(shù)值的壓力，閥門常規(guī)表現(xiàn)出來(lái)的初始?jí)毫Α⒊跏紲囟榷紩?huì)帶有差異，流量也會(huì)不同。這類潛在要素都威脅著冷再管路、銜接的凝汽器等的安全運(yùn)行。旁路體系故障還會(huì)損毀成套的體系閥門，增添運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的偏大噪聲。

2.3 閥門布設(shè)不佳

如果旁路閥門布設(shè)不佳，則會(huì)帶來(lái)以下幾個(gè)問(wèn)題：①管路及閥門沒(méi)能彼此銜接。冷再管路及成套的這類閥門彼此間隔應(yīng)被縮減在適宜的范疇內(nèi)。如果超出這一數(shù)值，二者將很難密切銜接。②管路及旁路閥固有的間隔偏大，帶來(lái)啟動(dòng)時(shí)段中的供暖不足，縮減了應(yīng)有的啟動(dòng)速率。如果運(yùn)送了足量的蒸汽，還會(huì)帶來(lái)偏大范疇的管路振蕩。情形嚴(yán)重時(shí)，管路將會(huì)漏氣，甚至碎裂。

如果旁路采納了熱備用，則可以隨時(shí)啟用，同時(shí)供應(yīng)流量。這類熱備用增添了原有的應(yīng)對(duì)能力。然而，添加了這樣的備用配件也會(huì)帶來(lái)浪費(fèi)，降低總體架構(gòu)下的機(jī)組負(fù)荷。

3 概要優(yōu)化思路

3.1 添加備用配件

添加旁路閥門配件之前應(yīng)當(dāng)添加偏細(xì)、管徑偏小的成套暖管。具體而言，高壓管路串聯(lián)著的這類暖管適宜被銜接到主汽門的自動(dòng)配件前側(cè)，中壓管路適宜被銜接在再熱管段，對(duì)應(yīng)著的低壓暖管適宜被布設(shè)在主汽門部位之前。與此同時(shí)，還應(yīng)增添附帶的手動(dòng)門。

這種備用體系維持了運(yùn)行時(shí)段中的旁路狀態(tài)，保持了熱備用，規(guī)避了蒸汽附帶的更大沖擊。高壓管路布設(shè)的暖管還要依托主蒸汽做功，中壓暖管依托再熱蒸汽做功，低壓暖管對(duì)應(yīng)低壓缸。這就縮減了體系架構(gòu)中的蒸汽耗費(fèi)，提升了管路布設(shè)中的經(jīng)濟(jì)成效。

3.2 變更噴水減溫

噴水減溫改進(jìn)應(yīng)側(cè)重縮減管路以內(nèi)的平日通流量，增添噴水總量。著手改造時(shí)，應(yīng)注意下腔銜接的底側(cè)會(huì)涌入偏多的減溫水，這類腔體不可直接銜接著閥門，減溫水應(yīng)被噴射至多孔架構(gòu)下的籠罩中。這樣做，可以妥善保護(hù)閥門并弱化初始的交變作用。另外，水汽混合的成效也較為良好。

旁路出口適宜添加某一節(jié)流孔板，以降低主蒸汽初始的壓力，使這一時(shí)段的壓力保持穩(wěn)定。旁路閥門固有的管徑應(yīng)被加寬，使蒸汽能混同于存留的減溫水，妥善擴(kuò)容。

3.3 變更閥門架構(gòu)

很多情形下，旁路閥門沒(méi)能被妥善布設(shè)。初始設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)能變更閥門的方位，讓它貼近體系架構(gòu)中的偏冷管路或再熱器等。中低壓特性的這類閥門也應(yīng)慎重?cái)M定它與凝汽器的間隔。這樣一來(lái)，凝汽器就會(huì)緊密銜接著旁路閥，發(fā)揮雙重效能。

此外，各層級(jí)壓力的旁路閥后側(cè)布設(shè)的管路都會(huì)偏短。對(duì)此，在投運(yùn)前應(yīng)規(guī)避后側(cè)方位的管路運(yùn)轉(zhuǎn)，把暖管移至前側(cè)，簡(jiǎn)化初始的運(yùn)轉(zhuǎn)步驟，簡(jiǎn)化運(yùn)轉(zhuǎn)流程。

3.4 提升查驗(yàn)指標(biāo)

如果要提升旁路體系閥門的運(yùn)行水平，就應(yīng)著手變更慣用的查驗(yàn)指標(biāo)，提高它的可靠性，包括應(yīng)將閥門平日中的泄漏縮減至最小，加強(qiáng)鍋爐固有的側(cè)邊安裝查驗(yàn)，勤于查驗(yàn)閥門。查驗(yàn)指標(biāo)應(yīng)涵蓋金屬雜物的辨識(shí)和查驗(yàn)，如果管路含有偏多的這類雜物，則應(yīng)進(jìn)行清理，定期除掉雜物。

測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，為了避免附帶著的金屬雜物入內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在閥門架構(gòu)內(nèi)添加過(guò)濾網(wǎng)。燃?xì)怆姀S配有的很多這類旁路，都添加了雜物濾除必備的網(wǎng)絡(luò)，改善了泄漏問(wèn)題。改進(jìn)后的旁路系統(tǒng)如圖2所示。

4 篩選最佳形式

整體旁路即一級(jí)旁路，其汽輪機(jī)前側(cè)的主蒸汽被減溫以后，會(huì)直接被運(yùn)送至附帶的凝汽器。這類體系簡(jiǎn)易，便于常規(guī)管控。這類旁路一般不必添加保護(hù)裝置，再熱器也不必增添額外保護(hù)裝置。

雙層串聯(lián)旁路整合了高低壓旁路的雙重結(jié)構(gòu)。低壓旁路連通著凝汽器，高壓旁路連接著配套的高壓缸，高壓缸排氣通過(guò)高壓旁路進(jìn)入鍋爐再熱器，經(jīng)由再熱器出來(lái)的蒸汽可以通過(guò)低壓旁路進(jìn)入凝汽器，這就通過(guò)鍋爐再熱器形成了雙層串聯(lián)旁路。這類體系比較簡(jiǎn)易，可被靈活調(diào)節(jié)，而且在中壓缸進(jìn)汽之前再熱器有蒸汽流動(dòng)，保護(hù)了再熱裝置。

三層級(jí)的配套旁路串聯(lián)著單一層級(jí)的旁路、高低壓旁路。這類體系靈活，適應(yīng)平日之中的變更負(fù)荷。然而，這種體系配有成套的、比較復(fù)雜的設(shè)備，會(huì)耗費(fèi)很多經(jīng)費(fèi)。

旁路最適宜的總體形式取決于廠房布設(shè)的鍋爐架構(gòu)、再熱器原材及運(yùn)行。此外，再熱器被布設(shè)在偏高溫度的區(qū)段，經(jīng)過(guò)鍋爐點(diǎn)火才可真正甩負(fù)荷。運(yùn)用通氣進(jìn)行冷卻，采納串聯(lián)著的三層級(jí)裝置。與之相對(duì)，如果再熱器被銜接在帶有煙氣的偏低溫區(qū)段或者原材固有的質(zhì)地優(yōu)良，則能夠抵擋高溫，那么在某一時(shí)段中應(yīng)能準(zhǔn)許干燒，不必通氣冷卻。此外，最好采納單一層級(jí)旁路。

5 完善成套性能

5.1 變更啟動(dòng)參數(shù)

啟動(dòng)高壓缸時(shí)，汽輪機(jī)配有的調(diào)節(jié)閥應(yīng)被慎重控制。在這個(gè)時(shí)段，中壓特性的調(diào)節(jié)門被設(shè)定成全開(kāi)的形態(tài)，不會(huì)參與調(diào)速。這種啟閉機(jī)組并不附帶著旁路沖轉(zhuǎn)，也就是說(shuō)，在啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)以前，旁路應(yīng)被退出。由于沖轉(zhuǎn)流程內(nèi)的氣門沒(méi)能參與這一時(shí)段的調(diào)節(jié)，所以它沒(méi)能管控著中壓氣缸涵蓋著的總蒸汽量。在這類啟閉步驟中，旁路提升了初始的爐溫，改進(jìn)了燃燒率，但沒(méi)能穩(wěn)定住體系架構(gòu)中的主蒸汽參數(shù)。

對(duì)于這類難題，可采納如下方法解決：對(duì)于中壓汽缸，適宜搭配著機(jī)組旁路。從原理上看，它整合了多重的特性，包含初始時(shí)段的啟動(dòng)特性、沖轉(zhuǎn)進(jìn)程之內(nèi)的調(diào)節(jié)參數(shù)。機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中，高壓特性的主汽門會(huì)被閉合，關(guān)閉調(diào)節(jié)氣門。在這時(shí)，中壓調(diào)節(jié)閥管控著送入的總蒸汽，同時(shí)調(diào)和轉(zhuǎn)速。旁路還可被并聯(lián)在固有的汽輪機(jī)之上，以便穩(wěn)定參數(shù)。

5.2 維持鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)

增添旁路系統(tǒng)后，即便發(fā)生了電氣故障或者甩負(fù)荷等，鍋爐也可單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)。如果燃?xì)怏w系帶有某一故障，發(fā)電開(kāi)關(guān)跳閘，主汽門即將閉合。在這時(shí)，投入旁路系統(tǒng)，鍋爐即可在這一時(shí)段內(nèi)維持住穩(wěn)定的水準(zhǔn)，不會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。整機(jī)啟動(dòng)之時(shí)，輔助配件常常帶有故障，導(dǎo)致被迫熄火，耽誤常規(guī)啟動(dòng)。在這種情形下，旁路就發(fā)揮了其作用。采納旁路系統(tǒng)規(guī)避了停爐，妥善回收了余熱，同時(shí)維護(hù)了再熱裝置。等待恢復(fù)送電，在最短時(shí)段內(nèi)增添負(fù)荷，縮短了總體架構(gòu)中的啟動(dòng)時(shí)間。

旁路的初始容量足夠時(shí)，燃?xì)忮仩t供應(yīng)過(guò)來(lái)的原材很穩(wěn)定。原材發(fā)熱的變更很小，鍋爐維持著最低數(shù)值的負(fù)荷，確保穩(wěn)定燃燒。機(jī)組常會(huì)調(diào)峰，在停機(jī)態(tài)勢(shì)下增添旁路，可保障不會(huì)停爐。旁路應(yīng)能維持住總體情形下的工況安全，確保長(zhǎng)久運(yùn)轉(zhuǎn)。如果機(jī)組各時(shí)段的負(fù)荷很穩(wěn)定，熱態(tài)啟動(dòng)這樣的數(shù)目并不受到限制，但受到偏多的故障干擾。在這種情況下，熱態(tài)啟動(dòng)特有的數(shù)目很少，旁路停機(jī)但不會(huì)停爐。對(duì)此，應(yīng)考量旁路的總體特性，對(duì)比它的金額耗費(fèi)。

5.3 快速恢復(fù)送電

帶廠用電運(yùn)行是工況范疇內(nèi)的偏惡劣狀態(tài)。這類工況會(huì)損害汽輪機(jī)，縮短機(jī)組使用壽命。帶廠用電特有的性能是否能發(fā)揮出來(lái)取決于旁路自帶的初始設(shè)計(jì)和輔助架構(gòu)內(nèi)的附帶設(shè)備。電廠控制保護(hù)不可脫離旁路運(yùn)轉(zhuǎn)，而應(yīng)考量并篩選最優(yōu)的綜合性能，維護(hù)送電安全。在最短時(shí)段中，即可恢復(fù)送電。這樣做，篩選了配套范疇內(nèi)的最少機(jī)組，不僅保障了帶廠用電，還節(jié)省了額外耗費(fèi)，保障了電網(wǎng)安全。

6 設(shè)定適宜容量

旁路系統(tǒng)容量常常被擬定在額定參數(shù)這一數(shù)值之下。系統(tǒng)設(shè)定好的通流量、額定數(shù)值的鍋爐蒸發(fā)一般都成正比。雙層級(jí)特有的串聯(lián)旁路、高壓范疇內(nèi)的容量與額定蒸發(fā)總量和旁路內(nèi)的通流量相關(guān)。低壓特有的這類容量等同于蒸發(fā)量除以減溫噴水總量。

旁路體系運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)當(dāng)配有適宜的機(jī)組架構(gòu)。這類篩選容量關(guān)系著平常的負(fù)荷總量，也與啟動(dòng)狀態(tài)相關(guān)。沖轉(zhuǎn)壓力偏低時(shí)，鍋爐耗費(fèi)掉的蒸發(fā)總量偏少。在這時(shí)，可以布設(shè)偏小容量的旁路，通常擬定為30%. 熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，可以添加初始的沖轉(zhuǎn)壓力，或者排出氣體，以便予以彌補(bǔ)。調(diào)峰特性的機(jī)組并不適宜采納偏大的旁路體系，應(yīng)當(dāng)節(jié)省耗費(fèi)。

7 結(jié)束語(yǔ)

汽輪機(jī)布設(shè)的旁路系統(tǒng)在平日運(yùn)轉(zhuǎn)中都會(huì)潛藏著一些問(wèn)題。這類系統(tǒng)中存在的問(wèn)題阻礙了常規(guī)情形下的旁路系統(tǒng)作用的發(fā)揮，運(yùn)轉(zhuǎn)態(tài)勢(shì)下的機(jī)組很難滿足甩負(fù)荷這樣的需求。改進(jìn)優(yōu)化以后，旁路系統(tǒng)添加了初始的性能，縮短了后續(xù)時(shí)段的并網(wǎng)時(shí)間，提升了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)降低了耗費(fèi)?，F(xiàn)有的這類機(jī)組還沒(méi)能被完善，在實(shí)踐探究之中，有必要累積相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，著手創(chuàng)新機(jī)組。為確保汽輪機(jī)和燃?xì)怆姀S運(yùn)行的安全性，必須不斷優(yōu)化和改造旁路系統(tǒng)，制訂相關(guān)的優(yōu)化措施，改善旁路閥布置位置，提高旁路系統(tǒng)閥門的可靠性，并優(yōu)化旁路系統(tǒng)熱備用管路和噴水減溫裝置，從而發(fā)揮出旁路系統(tǒng)最大的功效，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

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〔編輯：王霞〕

Abstract： The bypass system equipment is a gas power plant structure within the turbine accessories. The spare parts of this kind of accessory are closely related to the standby state of the unit. If steam parameters of the boiler in a certain period of time has not been able to achieve set turn red specifications， then the convergence of the bypass accessories will will this steam is connected to the condenser. In order to increase the steam parameters， achieve the punching transfer request. The turbine is equipped with this kind of bypass system by the multiple factors of the interference， has brought a variety of operating problems， hindered the development of power plant. In order to improve the reliability of the bypass parts， the system should be carefully controlled， formulate relevant measures to eliminate the risk of the operation of the power plant on weekdays.

Key words： gas power plant； steam turbine； bypass system； valve