高、低壓旁路裝置在干熄焦熱力系統(tǒng)中的應(yīng)用

王雨 于欣喆 盧石 杜建

摘 要：高、低壓旁路是大、中型汽輪機(jī)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(tǒng)超高溫、超高壓汽輪機(jī)組中高、低壓旁路系統(tǒng)的作用及重要性，并結(jié)合干熄焦熱力系統(tǒng)的特點(diǎn)，簡(jiǎn)要介紹了高、低壓旁路設(shè)備能力的選型。

關(guān)鍵詞：干熄焦;高壓旁路;低壓旁路;超高溫;超高壓

在節(jié)能減排和環(huán)境治理的時(shí)代需求下，鋼鐵企業(yè)和獨(dú)立焦化廠的熄焦方式大部分由濕熄焦轉(zhuǎn)向了干熄方式。干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成為鋼鐵聯(lián)合企業(yè)和獨(dú)立焦化廠的一種成熟的余熱利用技術(shù)。近些年，隨著干熄焦裝置處理能力的規(guī)模擴(kuò)大化，高參數(shù)小型化汽輪機(jī)技術(shù)得到迅速發(fā)展，國內(nèi)已有超高溫超高壓、高溫超高壓再熱式汽輪機(jī)組干熄焦余熱發(fā)電案例。而干熄焦再熱式余熱發(fā)電項(xiàng)目與常規(guī)干熄焦余熱發(fā)電項(xiàng)目有所不同，前者需要設(shè)置高、低壓旁路裝置，用以保護(hù)干熄焦鍋爐再熱器及回收凝結(jié)水， 減少資源的浪費(fèi)。

1干熄焦再熱式系統(tǒng)的介紹

常規(guī)干熄焦熱力系統(tǒng)為：廠區(qū)（或新建除鹽水站）供應(yīng)的除鹽水經(jīng)除氧給水泵站除氧后送至干熄焦鍋爐，鍋爐給水在鍋爐內(nèi)充分換熱后，最終變成品質(zhì)合格的主蒸汽，主蒸汽經(jīng)區(qū)域管廊送至汽輪機(jī)組內(nèi)做功，做功后的乏汽最終經(jīng)過冷凝裝置換熱后凝結(jié)成凝結(jié)水，凝結(jié)水再經(jīng)過凝結(jié)水泵送至除鹽水箱，以此循環(huán)（詳見圖1-1）。而干熄焦再熱式熱力系統(tǒng)為：廠區(qū)（或新建除鹽水站）供應(yīng)的除鹽水經(jīng)除氧給水泵站除氧后送至干熄焦鍋爐，鍋爐給水在鍋爐內(nèi)充分換熱后，變成品質(zhì)合格的主蒸汽，主蒸汽經(jīng)區(qū)域管廊送至汽輪機(jī)組高壓缸內(nèi)做功，做功后的中壓蒸汽經(jīng)區(qū)域管廊送至干熄焦鍋爐再熱器內(nèi)繼續(xù)換熱，變成品質(zhì)合格的再熱蒸汽，再熱蒸汽經(jīng)區(qū)域管廊送至汽輪機(jī)組中低壓缸內(nèi)做功，做功后的乏汽最終經(jīng)過冷凝裝置換熱后凝結(jié)成凝結(jié)水，凝結(jié)水再經(jīng)過凝結(jié)水泵送至除鹽水箱，以此循環(huán)（詳見圖1-2）。

2高、低壓旁路的介紹

高壓旁路系統(tǒng)裝置由高壓旁路閥（高旁閥）、噴水調(diào)節(jié)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(dāng)鍋爐與汽輪機(jī)的運(yùn)行情況不相匹配時(shí)，即鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量大于汽輪機(jī)此時(shí)所需要的蒸汽量時(shí)，多余部分蒸汽可以不進(jìn)入汽輪機(jī)二經(jīng)過旁路減溫減壓后直接進(jìn)入凝汽器或進(jìn)入鍋爐再熱器，高壓旁路還承擔(dān)著保護(hù)鍋爐再熱器安全的任務(wù)，尤其是在機(jī)組啟動(dòng)、降負(fù)荷、甩負(fù)荷時(shí)十分需要的。二干熄焦熱力系統(tǒng)中高壓旁路的作用就是后者，它布置在鍋爐出口與汽輪機(jī)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(tǒng)裝置由低壓旁路閥（低旁閥）、噴水調(diào)節(jié)閥、噴水隔離閥等一體式組成，結(jié)構(gòu)、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(jìn)一步減溫減壓，將過熱蒸汽品質(zhì)降為低壓蒸汽，低壓蒸汽可供至廠區(qū)低壓蒸汽管網(wǎng)使用，也可進(jìn)入冷凝裝置內(nèi)進(jìn)一步冷卻成凝結(jié)水，低壓旁路出口段的蒸汽參數(shù)與終端用戶有關(guān)，可根據(jù)終端用戶需求進(jìn)行設(shè)置參數(shù)。

3 高、低壓旁路在干熄焦熱力系統(tǒng)中的作用

（1）改善機(jī)組啟動(dòng)性能。機(jī)組冷態(tài)或熱態(tài)啟動(dòng)初期，當(dāng)鍋爐給出的蒸汽參數(shù)尚未達(dá)到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)條件時(shí)，這部分蒸汽就由旁路系統(tǒng)流到凝汽器，以回收工質(zhì)，適應(yīng)系統(tǒng)暖管和儲(chǔ)能的要求。（2）由于干熄焦項(xiàng)目的特性，干熄焦鍋爐不受汽輪發(fā)機(jī)組負(fù)荷的影響，干熄焦鍋爐的負(fù)荷與干熄爐處理能力有關(guān)，且由于干熄焦項(xiàng)目多數(shù)汽輪發(fā)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(fā)電站廠房?jī)?nèi)，當(dāng)汽輪機(jī)組故障停機(jī)時(shí)，干熄焦鍋爐所產(chǎn)主蒸汽、再熱蒸汽經(jīng)區(qū)域管廊送至高、低壓旁路，特別是在熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，使干熄焦鍋爐、區(qū)域管廊范圍內(nèi)蒸汽管道處于熱，鍋爐可用較高的蒸發(fā)量運(yùn)行，加速提高蒸汽溫溫，使之與汽輪機(jī)的金屬溫度匹配，從而縮短了汽輪機(jī)組開機(jī)暖管周期。（3）啟動(dòng)工況或者汽輪機(jī)跳閘時(shí)，旁路系統(tǒng)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(hù)作[3]。（4）事故狀態(tài)下縮短安全閥動(dòng)作時(shí)間或完全不起座，節(jié)約補(bǔ)給水。電網(wǎng)事故時(shí)機(jī)組可以短時(shí)間保持低負(fù)荷帶廠用電;汽輪機(jī)事故時(shí)，允許鍋爐處于熱備用狀態(tài)，停機(jī)不停爐，故障排除后能迅速恢復(fù)發(fā)電。減少停機(jī)時(shí)間，有利于整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

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

參考文獻(xiàn)：

[1]張欣宇，王文蘭.帶觀測(cè)器的狀態(tài)控制器在高壓旁路控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].鍋爐技術(shù)，2013，（03）：002.

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

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