解析燃氣電廠汽輪機旁路系統(tǒng)

王亞平

摘 要：在汽輪機旁路系統(tǒng)的運行過程中，因受到諸多因素的影響，造成燃氣電廠運行出現(xiàn)了諸多問題，嚴重制約了電廠的健康發(fā)展。為了進一步提高燃氣電廠汽輪機運行的可靠性，必須嚴格控制和管理旁路系統(tǒng)，制訂相關(guān)的解決措施，從而為在燃氣電廠中更好地應(yīng)用汽輪機旁路系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：燃氣電廠；汽輪機；旁路系統(tǒng)；閥門

中圖分類號：TK263 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.079

為了響應(yīng)環(huán)境保護和節(jié)能減排等相關(guān)政策，我國逐漸引入了燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠，并取得了不錯的成績。汽輪機旁路系統(tǒng)作為燃氣電廠中的重要系統(tǒng)，其運行質(zhì)量直接關(guān)系著機組能否安全運行。無論是在機組啟停中，還是在正常運行中，旁路系統(tǒng)都能確保相關(guān)主機設(shè)備運行的安全性和穩(wěn)定性。在機組啟動時，為了避免出現(xiàn)干燒和超溫等問題，可通過汽輪機旁路系統(tǒng)將余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽排至凝汽器中，以實現(xiàn)蒸汽的升溫和升壓，從而確保蒸汽電廠的順利運行。

1 燃氣電廠汽輪機旁路系統(tǒng)的組成

在燃氣電廠中，汽輪機旁路系統(tǒng)與汽輪機并聯(lián)設(shè)置成蒸汽減溫減壓系統(tǒng)，主要包括蒸汽旁路閥門及其控制系統(tǒng)、液動執(zhí)行系統(tǒng)、噴水減溫系統(tǒng)和旁路蒸汽管路等。其功能主要是將鍋爐余熱中產(chǎn)生的蒸汽直接引至壓力和溫度較低的再熱冷段和凝氣器中。為了更好地適應(yīng)兩班制運行和調(diào)峰機組快速啟動和停止的要求，燃氣電廠汽輪機旁路系統(tǒng)包括了低壓、中壓和高壓旁路系統(tǒng)，容量分別為100%聯(lián)合循環(huán)機組余熱鍋爐的最大產(chǎn)汽量。高壓一級燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組如圖1所示。

圖1 高壓一級旁路系統(tǒng)簡圖

2 燃氣電廠汽輪機旁路系統(tǒng)中的問題

2.1 旁路閥的布置位置不合理

如果旁路閥的布置位置不合理，則可能會帶來2方面的問題：①閥門與管路無法有效結(jié)合。高壓旁路閥與冷再管路之間的距離過長，會直接造成兩者難以有效的結(jié)合。②暖管出現(xiàn)問題。如果旁路閥與管路之間的距離較大，則在機組啟動時，旁路管路難以充分暖管，抑制了機組的啟動速度。

2.2 旁路系統(tǒng)熱備用中存在問題

在機組事故情況下，可隨時開啟旁路系統(tǒng)熱備用，并通流流量，可提高機組應(yīng)對事故的能力，從而確保機組安全運行。但設(shè)置熱備用管路會造成大量高品質(zhì)蒸汽的浪費，大大降低了發(fā)電機組的負荷能力，進而造成機組設(shè)備的損壞。

2.3 旁路系統(tǒng)泄漏

所謂“旁路系統(tǒng)泄漏”，即旁路系統(tǒng)出現(xiàn)內(nèi)漏，這是燃氣電廠汽輪機旁路系統(tǒng)中的常見故障。如果出現(xiàn)閥體內(nèi)漏，則高品質(zhì)蒸汽將無法做功，并通過旁路閥門的內(nèi)漏點進入再熱冷段或凝汽器中，這大幅度地降低了機組運行的經(jīng)濟性和燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的熱效率。

2.4 噴水減溫系統(tǒng)中存在問題

對于高壓、中壓和低壓而言，旁路噴水減溫系統(tǒng)的設(shè)計十分重要。高壓旁路系統(tǒng)減溫水取自高壓水泵中間抽頭；中壓和低壓旁路減溫水取自凝結(jié)水泵出口管道。噴水減溫系統(tǒng)非常容易出現(xiàn)管路設(shè)計通流量和減溫水調(diào)門噴水不足等問題。如果出現(xiàn)減溫水量不足的現(xiàn)象，則會導致旁路后管道超溫，進而造成管路破裂。

3 燃氣電廠汽輪機旁路系統(tǒng)的優(yōu)化措施

3.1 合理布置旁路閥

在設(shè)計旁路閥的位置時，應(yīng)合理調(diào)整布置方案，盡量縮小高壓旁路閥與再熱器冷段管路的距離。對于低壓和中壓旁路閥而言，設(shè)計時需要將旁路閥與凝汽器的距離控制在合理范圍內(nèi)，并有效連接中壓、低壓旁路閥與凝汽器，以充分發(fā)揮中壓和低壓旁路閥的作用。由于高壓、中壓和低壓旁路閥中存在后管路較短的問題，所以，在使用旁路系統(tǒng)前，需要將暖管調(diào)整至旁路閥前，從而簡化高壓、中壓和低壓旁路系統(tǒng)運行的步驟和程序。

3.2 優(yōu)化旁路系統(tǒng)熱備用管路

為了實現(xiàn)旁路系統(tǒng)的熱備用，確保各機組運行的安全性和穩(wěn)定性，避免旁路系統(tǒng)在熱備用時造成高品質(zhì)蒸汽浪費，可在低壓、中壓和高壓旁路調(diào)門前設(shè)置1根管徑合適的管路暖管。同時，還可以將此暖管管路分別引至高壓、中壓和低壓主汽門前，并在設(shè)計暖管管路時增加一扇手動門，以便更好地回收工質(zhì)。

3.3 提高旁路系統(tǒng)閥門的可靠性

可從以下3方面提高旁路系統(tǒng)閥門的可靠性：①應(yīng)在旁路的減溫減壓閥內(nèi)部安裝精細的濾網(wǎng)，以在停機時間內(nèi)對濾網(wǎng)進行必要的清洗，避免因金屬網(wǎng)上附有雜質(zhì)而造成閥門內(nèi)漏；②在安裝設(shè)備的過程中，必須提高相關(guān)閥門安裝的檢驗標準，盡可能地避免金屬上附有雜質(zhì)，從而確保旁路系統(tǒng)閥門的可靠性；③在機組安裝、檢修期間，尤其是焊接管道時，應(yīng)做好管路的封堵工作，盡量避免焊渣等雜物進入管路系統(tǒng)中；④在沖管期間，應(yīng)加強旁路系統(tǒng)的吹管工作。

3.4 改進噴水減溫裝置

在設(shè)計噴水減溫裝置時，應(yīng)注意改進噴水減溫裝置的形式，改變減溫水的噴入位置。可采用底部噴入形式，將減溫水直接噴在籠罩上，以實現(xiàn)較好的汽水混合降溫效果。同時，可在出口設(shè)置節(jié)流孔板，以降低旁路系統(tǒng)的蒸汽參數(shù)，并將再熱蒸汽的壓力和溫度控制在允許范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)良好的減溫效果。

4 結(jié)束語

為了確保汽輪機運行的安全性，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，比如改善旁路閥的布置位置、提高旁路系統(tǒng)閥門的可靠性、優(yōu)化旁路系統(tǒng)熱備用管路和噴水減溫裝置等，從而發(fā)揮旁路系統(tǒng)的最大功效，提高機組運行的經(jīng)濟性和可靠性。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕