淺談660MW超超臨界燃煤機組低壓旁路閥頻繁內漏處理方法

王福君

【摘? 要】汽輪機旁路系統是與汽輪機并聯的蒸汽減溫減壓系統，主要由旁路蒸汽管道、閥門、控制系統及執行機構組成，其作用是將鍋爐產生的蒸汽不經過汽輪機而引到下一級壓力和溫度的蒸汽管道或直接引入凝汽器。文章介紹了660MW超超臨界火電機組中低壓旁路閥內漏問題的處理方法。

【關鍵詞】低壓旁路閥;頻繁內漏;處理方法

燃煤發電機組熱力系統閥門內漏，看似一個極為簡單問題，實際上它比外漏造成的后果更為嚴重。外漏的現象較明顯且對機組補水率有一定的影響，人們往往比較重視，而內漏由于對機組的補水率影響不大且不易發現卻常常被忽視，實際上汽水系統有的閥門尤其是低壓旁路閥內漏對機組經濟性影響十分明顯，還威脅著凝結器的安全運行。

本機組汽輪機為哈爾濱輪機廠融合西屋，東芝，三菱技術進行自主設計、生產的N660-28/600/620間接空冷汽輪機。汽輪機型式：超超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸兩排汽、中低壓缸雙流、表面式間接空冷凝汽式機組。

1概述

超超臨界火電機組一般采用高壓旁路和低壓旁路二級串聯的系統裝置，旁路系統的作用是協調汽輪機與鍋爐之間的運行，除回收工質、消除噪聲、保護再熱器的安全運行外，還可使機組在冷態、熱態、滑壓和定壓等各種不同方式下啟動;在電網或機組故障時，旁路系統起保護作用，使機組快速甩負荷，并在短時間內低負荷運行，帶廠用電。為了保持中壓缸進汽壓力穩定，也需要低壓旁路閥經常參與開關調節，多次動作沖刷后關閉不嚴致內漏頻繁，經多次檢修后始終無法徹底解決重新啟機后的低旁閥內漏問題。

通過對低壓旁路閥解體檢查，發現閥芯、閥座密封面有缺口、麻點、溝槽等，經堆焊研磨后裝復，機組開機運行后又發現內漏，經過多次反復解體檢修，每次機組啟動后又內漏，且每次解體發現閥座與閥芯的密封面損壞原因均是由于雜質、異物等金屬硬物卡澀所致，堆焊研磨治標不治本。

2鍋爐概述

鍋爐本體是北京巴布科克·威爾科克斯有限公司設計、制造的超超臨界變壓運行本生直流SWUP（SpiralWoundUP）鍋爐，鍋爐為螺旋爐膛、一次再熱、平衡通風、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構、前后墻對沖燃燒方式、Π型鍋爐、緊身封閉布置燃煤鍋爐;爐膛寬度21962.7mm，深度15935.7mm，爐膛總高度為66000mm。

省煤器為單級非沸騰式，位于尾部豎井前后煙道下部低煙溫區，前后煙道各有兩組與煙氣成逆流順列布置;爐膛水冷壁采用焊接膜式壁，由下部螺旋盤繞上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁兩種不同的結構組成，兩者間由過渡水冷壁和混合集箱轉換連接。

啟動系統采用兩個啟動分離器和一個貯水箱，鍋爐啟動過程中和低負荷運行時，啟動分離器進行有效的汽水分離，鍋爐30%B-MCR負荷以下起固定蒸發點、汽水分離作用，使給水、汽溫、燃料調節相對獨立;鍋爐30%B-MCR負荷以上呈干態運行，并不從系統中切除，只作為流通元件，鍋爐啟動系統為帶啟動循環泵的啟動系統。

燃燒系統配有30只B&W公司研制的低NOx雙調風旋流燃燒器，分三層前、后墻對沖布置;最上層煤粉燃燒器上方，前后墻各布置1層燃燼風口，每層布置7只，共14只燃燼風口;A、F層煤粉燃燒器共配有10支等離子點火器，用于點火和助燃，實現無油點火。

3低旁壓力控制解決方案探索

3.1鍋爐啟動階段的操作

（1）最小開度控制：鍋爐點火時，開始產生蒸汽，低壓旁路閥門保持關閉（最小開度），直至再熱蒸汽壓力達至Pmin（0.2MPa）時，控制模式就轉變為升壓模式;

（2）升壓控制模式：隨著燃燒的增強，蒸汽流量的增加，再熱蒸汽壓力根據冷態啟動曲線、溫態啟動曲線、熱態啟動曲線定義的速率不斷增加，直至達至最終啟動壓力，壓力設定值按照冷態、溫態、熱態啟動曲線的速率增加，直至汽機沖轉目標值P，操作模式將轉變為定壓控制模式：

冷態升壓率：0.016MPa/min

溫態升壓率：0.034MPa/min

熱態升壓率：0.067MPa/min

P：1.4MPa（冷態）、1.4MPa（熱態）

（3）定壓控制模式：控制再熱蒸汽壓力為P，汽機進行掛閘、升速、并網、帶負荷。隨著汽機組進汽，旁路閥門將相應的關閉。當低壓旁路閥門關閉，當檢測至“發電機并網”信號時，操作模式轉換至滑壓模式;

（4）滑壓控制模式：蒸汽壓力根據鍋爐的負荷滑動，設定值按一定速率跟蹤實際壓力。除非蒸汽壓力發生特殊擾動，旁路閥門應維持關閉位置。此時的設定值為再熱蒸汽壓力加上△P（0.5MPa），如果由于蒸汽壓力增長較快并超過設定值，旁路閥門將開啟。此時轉為定壓控制，設定值的變化率為零，直至旁路閥門關閉。低旁壓力設定值的上限為P（5.5MPa）。表1滑壓模式下壓力設定值變化率曲線：

3.2低旁停爐階段的操作

（1）減負荷控制

停爐指令由操作員發出或由APS順控來;隨著燃燒減弱，蒸汽量減少，再熱蒸汽壓力及設定值根據鍋爐的負荷逐漸降低;設定值為實際的再熱蒸汽壓力與△P之和，因此低旁閥始終保持關閉，操作方式仍為滑壓控制模式。當蒸汽的產生量>蒸汽的消耗量，壓力就上升;升壓率dP/dt>0.016MPa/min，操作模式將切換至定壓控制模式。

（2）低旁停機控制

汽機打閘停機后，蒸汽不再流經汽機，旁路閥門將相應開啟;閥門處于定壓控制模式下。

鍋爐滅火：當爐膛滅火時，操作模式切換至滑壓控制模式;目標設定值為實際的再熱蒸汽壓力。因此低旁閥門始終保持關閉。

鍋爐的重新啟動：鍋爐重新點火，蒸汽發生器開始產生蒸汽。這個流程與鍋爐冷態啟動時所描述的操作是一致的。

（3）低旁快速功能

低旁快開：當高旁閥快速開啟時，聯鎖低壓旁路閥快速開啟;在快開的過程中，壓力設定值跟蹤實際的過程量，控制器的輸出跟蹤實際位置;快開功能在所有低旁閥達至預定的位置時停止，或從最初發出低旁快開指令后6s鐘停止;快開功能在所有低旁閥達至預定位置再減去10%時停止。

低旁快關：為了防止凝汽器超溫、超壓、滿水位，低旁閥快速關閉能起至保護凝汽器的作用;當出現機組背壓低、凝汽器溫度高、凝汽器水位高、減溫水壓力低任一情況時，低旁快關，當低旁閥達至關閉位置，或者初始快關命令發出6s后，快關停止;在快關的過程中，蒸汽壓力設定值跟蹤實際壓力，控制器輸出跟蹤閥門實際位置;操作員要改變設定值，可以將LOC/REM切換至就地位置，輸入所需的壓力值。

3.3低旁溫度控制

（1）減溫水閥門開度控制：通過控制減溫水閥門的開度，調節減溫水流量，來控制低旁出口蒸汽溫度;操作員可根據實際需要，設定一個減溫后的蒸汽溫度值;減溫水閥門開度的設定值是通過低旁蒸汽閥的開度、蒸汽閥前后蒸汽的焓值、減溫水的焓值以及減溫水閥門的特性曲線計算得至的;在低旁蒸汽閥快速動作時，減溫水閥門被聯鎖也快速動作。

（2）減溫水截止閥控制：低旁蒸汽閥離開關閉位置后，將聯鎖開啟減溫水隔離閥;低旁蒸汽閥達至全關位置后，減溫水隔離閥將延時15s關閉;減溫水隔離閥也可以根據操作員的指令開關;低旁蒸汽閥開啟：位置反饋>3%;低旁蒸汽閥關閉：位置反饋<2.5%。

結語

為防范于未然，視情況每次開停機時，利用低旁全開對再熱器進行吹掃，逐步減少和消除蒸汽殘留硬物;做好汽水品質監督管理，確保汽水品質合格，鍋爐受熱面更換后，應嚴格按照標準吹掃，盡可能防止蒸汽系統新增雜物。

（作者單位：神華國華寧東發電有限責任公司）