汽轮机旁路系统的布置设计

黄晓琳

摘要：就目前的情况来看，汽轮机路旁系统的设计具有非常重要的意义，不仅对旁路系统的功能产生影响，同时也会不适应正常发展需求，因此在实际应用中需要不断提高汽轮机工作状态下的安全性以及可靠性等。同时重点分析旁路系统中存在的问题，并针对问题采取有效针对性的措施进行优化，结合具体情况和经验进行分想，从而能够更好的保证合理性和高效性，更好的保证汽轮机的正常运行。基于此本文分析了汽轮机旁路系统的布置设计。

关键词：汽轮机；旁路系统；布置设计

1、旁路系统的组成及优点

旁路系统是指汽轮机并联形成的降温减压系统，最为主要的功能是能够进一步排放余热锅炉中所产生的温度压力，进一步对其进行冷却，这个过程中是不需要冷凝器进行做功的。旁路系统主要包括蒸汽旁通阀、旁通阀控制系统、液压执行器、旁通蒸汽管和喷水减温系统等部分。

在常规的燃气电厂中，为了适应汽轮机组频繁的启停，目前汽轮机旁路系统主要分为了3个系统，即高压、中压和低压旁路系统，而容量是达到了联合循环机组余热锅炉的最大蒸汽产量。M701F蒸汽机组高压旁路系统由高压旁路阀减压后的高压主蒸汽管道连接至再热冷段管道；中压旁路系统由再热冷段连接至减压后的冷凝器。低压旁路系统由低压旁路阀减压后由低压主蒸汽管路与冷凝器连接。旁通阀的工作由液压控制，高压给水泵中水龙头采用高压侧减温水，从冷凝水泵出口冷凝水系统获得中低压旁路减温水。燃气-蒸汽循环机组旁路控制系统具有很多优点，主要结果如下：1）在机组的整个启动过程中，不合格的蒸汽可以排放到凝汽器，使汽轮机的正常工作温度与余热锅炉的蒸汽温度一致，从而缩短了机组的启动时间，进一步控制工质的流体损失。2）采用旁路控制系统，可有效降低或减小机组启动过程中管路和转子的热应力，从而进一步控制设备损失，进一步降低工程造价。（3）在燃气轮机正常运行条件下，可以实现机组的自动调节功能，主蒸汽压力和主蒸汽压力可有效控制温度，提高机组运行效率。同时在不正常的工作条件下能够有效的保护自己，确保机组运行的安全性。

2、汽轮机旁路系统中的问题

2.1旁路阀的布置位置不合理

如果没有合理的设置旁通阀的位置，可能会导致两个问题：1、阀与管道不能有效结合。高压旁通阀与冷顶之间的距离过长，导致它们难以有效结合。2、如果旁通阀与管道之间的距离较大，则旁通管在启动时很难使管充分加热，从而抑制了机组的启动速度。

2.2旁路系统热备用中存在问题

在机组发生事故时，旁路系统的热备随时可以打开，并可以通过流量，提高了机组处理事故的能力，能够更好的确保整体的运行能力。但是需要注意的是如果是使用设备管理，会造成很大的问题，影响到整体的蒸汽，从而使得整体的负荷产生影响，影响到设备的运行。

2.3旁路系统泄漏

所谓“旁路系统泄漏”，即旁路系统内部泄漏，目前其也是非常常见的一种故障。如果阀体内有泄漏，会使得具有高品质的蒸汽不能进行正常工作，同时通过使用旁通阀的内泄漏点进入再热冷却段或冷凝器，从而会直接影响到整体机组的运行，影响整体的经济性和效率。

2.4喷水减温系统中存在问题

对于高压、中压、低压来说，旁路喷水减温系统的设计非常重要。高压旁路系统从高压泵中抽头减温水；中压和低压旁路水从冷凝水泵出口管道。在喷水灭火系统中，很容易出现管道设计流量和减温水调节门喷水不足的问题。如果冷却水不足，将导致旁通管路温度过高，导致管路破裂。

3、汽轮机旁路系统的布置设计

3.1增加启动及运行过程中自动控制功能

只要高、低压旁路线路的热备状态良好，机组才能够运行正常，机组在运行的过程中会使得低压旁路处于自动的状态，而如果主要蒸汽或者再热蒸汽发生一定的升高，就能使得低压旁路直接进入到运行状态，更好的确保整体安全运行。较为成熟的自动旁路控制逻辑是：在锅炉点火之前，高压旁路调节阀可以预设较低的开度，当主蒸汽压力低于Pmin时，主蒸汽压力被设置为Pmin。高侧调节阀的开启保持不变（最小开启模式）。当主蒸汽压力高于Pmin时，高侧调节阀的开启度增加，主蒸汽压力保持不变，这是最小压力控制方式。一旦预置阀达到预置的开口，阀位置将保持在预置位置或在预置位置之上，并且主蒸汽压力将被控制（压力上升模式）。当主蒸汽压力达到冲洗压力时，高压旁路保持主蒸汽压力不变，直到高压侧关闭。当高侧关闭时，旁路在滑动压力下运行。根据启动曲线，控制高压旁路。当主蒸汽压力达到额定压力时，获得高压旁路。变为恒压运行，控制压力为额定主蒸汽压力P0+ΔP。低压旁路也可用于机组的启动类似控制。

3.2优化机组甩负荷有关旁路系统逻辑

机组甩负荷后，对低压旁路注水调节阀和蒸汽调节阀进行保护和实施。根据机组甩负荷后高压旁路开度和主蒸汽压力的变化，高压旁路可快速开启到50%左右，喷水阀可快速开启到100%左右，然后根据高温后温度的变化实现自动控制。为了防止阀门的异常运行，高低压旁通蒸汽调节阀应该在阀门后面增加高温保护。

3.3系统处理

（1）采取保护措施，确保系统线路清洁。（2）在具有节流孔的阀门中，在保持架底部开孔的方法可用于在密封表面的周边产生更多的空隙，并减少管道中的杂质，由固体颗粒、氧化物层等破坏密封表面。（3）蒸汽过滤器安装在旁路进气管道的适当位置。三通管件用蒸汽过滤器，进出口管焊接，配有过滤器可拆卸，可定期清洗。采用蒸汽过滤器可有效防止杂质和颗粒对密封面的损伤。（4）在一些发电机组的旁路设计中，为了改善旁通阀的工作环境，在旁通阀的前面安装隔离阀。（5）对高低压侧系统的控制参数进行了优化。（6）旁路阀修复。对缺陷进行了分析，并对阀内件密封面的表面质量、尺寸、硬度和表面粗糙度进行了校核。同时根据相关缺陷的特点进行修改或者进行更换，使组装后的阀门能够进行维修和维修，满足机组运行的要求。

3.4增强旁路系统阀门可靠性

旁路系统阀门的可靠性问题是火电厂汽轮机旁路系统的重要问题之一。为了提高旁路系统中阀门的可靠性，可以从以下几个方面着手：为了尽量减少阀门泄漏，必须尽可能提高炉侧安装和旁通阀检验标准，以尽量减少旁路系统中金属杂质的产生。如果金属杂质过多，操作者也需要定期清洗金属。另外，从很多实验可以知道，为了能够有效的控制金属杂质进入到旁路系统，在设计过程中需要在温减阀内部设置滤网，其也成为了目前金属杂质选择种最好的方式。就目前的情况来看，在很多的燃气电厂汽轮机旁路系统中使用相应的杂质滤网，进一步改善了阀门泄露问题。

总之，机组启停中，旁路系统内的若干配件能够有效确保机组的安全，在这些循环电厂中汽轮机旁路系统具有非常重要的作用，进一步加强设计优化非常重要，从而能够更好的满足实际需求，需要引起高度重视。

参考文献：

[1]张俊财.火电厂汽轮机旁路系统探讨[J].广东科技，2013，22（14）：193-194.

[2]王亚平.解析火电厂汽轮机旁路系统[J].科技与创新，2015（02）：79+82.

[3]冯兴隆.汽轮机组旁路系统形式及容量的选择[J].热力发电，2006（08）：12-15+71.

[4]张俊财．燃气电厂汽轮机旁路系统探讨[J]．广东科技，2013，22（14）：193-194．

[5]刘继平，方联，任宏伟.1000MW机组汽轮机旁路系统选择[J].发电设备，2010，24（02）：114-115+119.