高、低壓旁路裝置在干熄焦熱力系統中的應用

王雨 于欣喆 盧石 杜建

摘 要：高、低壓旁路是大、中型汽輪機組啟停階段工作的重要輔助裝置，本文介紹了干熄焦熱力系統超高溫、超高壓汽輪機組中高、低壓旁路系統的作用及重要性，并結合干熄焦熱力系統的特點，簡要介紹了高、低壓旁路設備能力的選型。

關鍵詞：干熄焦;高壓旁路;低壓旁路;超高溫;超高壓

在節能減排和環境治理的時代需求下，鋼鐵企業和獨立焦化廠的熄焦方式大部分由濕熄焦轉向了干熄方式。干熄焦余熱發電技術已經成為鋼鐵聯合企業和獨立焦化廠的一種成熟的余熱利用技術。近些年，隨著干熄焦裝置處理能力的規模擴大化，高參數小型化汽輪機技術得到迅速發展，國內已有超高溫超高壓、高溫超高壓再熱式汽輪機組干熄焦余熱發電案例。而干熄焦再熱式余熱發電項目與常規干熄焦余熱發電項目有所不同，前者需要設置高、低壓旁路裝置，用以保護干熄焦鍋爐再熱器及回收凝結水， 減少資源的浪費。

1干熄焦再熱式系統的介紹

常規干熄焦熱力系統為：廠區（或新建除鹽水站）供應的除鹽水經除氧給水泵站除氧后送至干熄焦鍋爐，鍋爐給水在鍋爐內充分換熱后，最終變成品質合格的主蒸汽，主蒸汽經區域管廊送至汽輪機組內做功，做功后的乏汽最終經過冷凝裝置換熱后凝結成凝結水，凝結水再經過凝結水泵送至除鹽水箱，以此循環（詳見圖1-1）。而干熄焦再熱式熱力系統為：廠區（或新建除鹽水站）供應的除鹽水經除氧給水泵站除氧后送至干熄焦鍋爐，鍋爐給水在鍋爐內充分換熱后，變成品質合格的主蒸汽，主蒸汽經區域管廊送至汽輪機組高壓缸內做功，做功后的中壓蒸汽經區域管廊送至干熄焦鍋爐再熱器內繼續換熱，變成品質合格的再熱蒸汽，再熱蒸汽經區域管廊送至汽輪機組中低壓缸內做功，做功后的乏汽最終經過冷凝裝置換熱后凝結成凝結水，凝結水再經過凝結水泵送至除鹽水箱，以此循環（詳見圖1-2）。

2高、低壓旁路的介紹

高壓旁路系統裝置由高壓旁路閥（高旁閥）、噴水調節閥、噴水隔離閥等一體式組成，具體組件詳見下圖他的功能是，當鍋爐與汽輪機的運行情況不相匹配時，即鍋爐產生的蒸汽量大于汽輪機此時所需要的蒸汽量時，多余部分蒸汽可以不進入汽輪機二經過旁路減溫減壓后直接進入凝汽器或進入鍋爐再熱器，高壓旁路還承擔著保護鍋爐再熱器安全的任務，尤其是在機組啟動、降負荷、甩負荷時十分需要的。二干熄焦熱力系統中高壓旁路的作用就是后者，它布置在鍋爐出口與汽輪機入口之間主蒸汽管道的支路上[1]（詳見圖2-1）。低壓旁路系統裝置由低壓旁路閥（低旁閥）、噴水調節閥、噴水隔離閥等一體式組成，結構、基本組成與高壓旁路相同。他的功能是， 將高壓旁路減溫減壓后的蒸汽或從鍋爐再熱器換熱后的再熱蒸汽進一步減溫減壓，將過熱蒸汽品質降為低壓蒸汽，低壓蒸汽可供至廠區低壓蒸汽管網使用，也可進入冷凝裝置內進一步冷卻成凝結水，低壓旁路出口段的蒸汽參數與終端用戶有關，可根據終端用戶需求進行設置參數。

3 高、低壓旁路在干熄焦熱力系統中的作用

（1）改善機組啟動性能。機組冷態或熱態啟動初期，當鍋爐給出的蒸汽參數尚未達到汽輪機沖轉條件時，這部分蒸汽就由旁路系統流到凝汽器，以回收工質，適應系統暖管和儲能的要求。（2）由于干熄焦項目的特性，干熄焦鍋爐不受汽輪發機組負荷的影響，干熄焦鍋爐的負荷與干熄爐處理能力有關，且由于干熄焦項目多數汽輪發電站與干熄焦鍋爐距離一般為200～500m，而高壓旁路、低壓旁路均布置在汽輪發電站廠房內，當汽輪機組故障停機時，干熄焦鍋爐所產主蒸汽、再熱蒸汽經區域管廊送至高、低壓旁路，特別是在熱態啟動時，使干熄焦鍋爐、區域管廊范圍內蒸汽管道處于熱，鍋爐可用較高的蒸發量運行，加速提高蒸汽溫溫，使之與汽輪機的金屬溫度匹配，從而縮短了汽輪機組開機暖管周期。（3）啟動工況或者汽輪機跳閘時，旁路系統可保證再熱器有一定的蒸汽流量，使其得到足夠的冷卻，從而起保護作[3]。（4）事故狀態下縮短安全閥動作時間或完全不起座，節約補給水。電網事故時機組可以短時間保持低負荷帶廠用電;汽輪機事故時，允許鍋爐處于熱備用狀態，停機不停爐，故障排除后能迅速恢復發電。減少停機時間，有利于整個系統的穩定。

總之，高、低壓旁路系統具有啟動、溢流和安全三項功能，在干熄焦再熱式熱力系統中是不可缺少的一部分。

參考文獻：

[1]張欣宇，王文蘭.帶觀測器的狀態控制器在高壓旁路控制系統中的應用[J].鍋爐技術，2013，（03）：002.

[2]李剛，盧峰，周富.高壓旁路系統在電廠應用中遇到的問題[J].機電工程技術，2019，（06）：069.

[3]鄭偉.300MW機組旁路控制系統的研究[J].東北電力技術，2003，（06）：009.