试析300MW机组汽机旁路系统的类型及容量选择

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摘要：旁路系统的引进，可以有效提高发电机组启动性能，并保证机组在各种工况条件下运行。本文以300mw机组中旁路系统的应用为例，对旁路系统的分类及容量的选择进行了探讨，目的是提高汽轮机组的运行性能。

关键词：汽轮机组；旁路系统；类型；容量

中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：

在当前汽轮发电机组中，旁路系统已经成为不可缺少的装置，也发挥着重要作用。旁路系统也可以看作是专为汽轮机设置的一条旁路通道，可以减少汽轮机组的对空排气量，从而提高机组的运行效率。

一、高低压旁路系统功能及特点

1、高低压旁路的功能

高压旁路的功能：1）在机组启动时，使生成的蒸汽排入再热器，直到满足汽机所需要的蒸汽条件，在汽机调门未打开之前一直保持此旁路有一定的开度。2）当工作压力超过此负荷设定压力1MPa时，作为安全站，将富裕的蒸汽排入再热器。3）当达到最大允许工作压力时不需要辅助能量转移过热蒸汽。4）高压旁路站通过给水泵出口的高压水对过热蒸汽进行减温以满足再热器冷段对汽温的要求。低压旁路的功能：1）当甩负荷或汽机跳闸时，将再热器出口的蒸汽释放到凝汽器。2）当达到最大允许工作压力时不需要辅助能量转移再热蒸汽。3）当工作压力超过此负荷设定压力0.3MPa时，作为安全站，将富裕的蒸汽排入凝汽器。4）通过对再热热段蒸汽进行减温，达到凝汽器所能接受的温度。

2、高低压旁路系统的特点

1）由于功能优越的旁路站的使用，使旁路真正起到安全、调节、回收工质的作用。在机组起停和变压运行及甩负荷状态时，能快速而准确的动作。

2）旁路系统对各运行工况的压力进行跟踪和控制，具完整的自动调节系统，使机组能够达到协调一致。冷态启动时，高压旁路根据压力设定值进行调节，使高压旁路阀保持一定的开度以保护过热器和再热器。在达到汽机的启动压力后，高压旁路对压力进行控制，以便在冲转、带初始负荷过程中，保持过热器压力为一常数，直至启动完成，高压旁路关闭。

3）在启动过程中和汽机故障甩负荷时，锅炉和汽机系统依靠旁路分开而独立运行，汽机甩负荷无需停炉。故障一旦排除便可立即恢复，即减少了锅炉的起停次数，缩短了恢复时间又减少了机组的热冲击，有效延长了机组的使用寿命。

4）无须特殊方法即能对蒸汽管道加热，使蒸汽管道管道得到充分的预热和暖管。

5）汽机启动和甩负荷时，无需安全阀动作，从而减少了热损失和噪音。

二、冷态启动冲转前旁路的使用

汽轮机冷态启动以汽机挂闸时高压内缸上半内壁（调节级处）金属温度来划分，规定T

汽轮机冲转前最理想的状态就是锅炉主、再热蒸汽参数达到冷态冲转要求的同时汽轮机缸温也达到150℃且具备冲转条件，也就达到了机组安全、经济、快速启动的第一步。为了达到这一步就需按如下操作：锅炉点火开始时，旁路系统不用投入，但是要对旁路系统进行检查，使其具备投运条件。当锅炉点火进行到一定程度汽包起压后，可以开始对旁路进行暖管疏水。并投入较小开度，一般以高旁开5%，低旁开5%-8%为宜。锅炉点火升压到中后期，主蒸汽压力达到1MPa后，则可继续开大旁路，到以高旁开度不大于10%，低旁开度不大于15%为宜，以保证主蒸汽压力较快上涨的同时，主、再热蒸汽温度也同步上升。到锅炉点火升压中后期，主蒸汽压力达到3.5MPa后，这时应根据主汽压力上涨速度继续开大旁路，保证汽压缓慢升高的同时，主、再热蒸汽温度较快升高，达到主、再热蒸汽压力、温度同时具备冲转条件的目的。

在此阶段投旁路应该注意的是，旁路阀的开度，即炉内蒸汽循环量的大小，对汽温起着至关重要的作用：开大旁路阀，汽温明显升高；关小旁路阀，汽温减小升高甚至停滞。对此，可灵活调节旁路阀的开度，兼以锅炉燃烧增强、减弱，把蒸汽参数控制在要求范围内。并且在旁路投运期间要严密监视和调整高旁后压力、温度在正常范围，并调整低旁后压力、温度正常，凝汽器真空、水位正常，防止旁路跳闸，造成冲转参数难以匹配。

三、冲转过程旁路系统的运用

汽轮机冷态启动时，冲转至500r/min时需要摩擦检查，时间不超过5分钟，其余当转速分别升至1200r/min、2000r/min及3000r/min需要进行暂停暖。在条件允许的情况下采取最优措施尽量缩短暖机时间。在汽轮机准备冲转前，为了使高压缸排汽（高排）逆止阀顺利开启，应将高旁阀全关。在汽轮机冲转过程中，随着转速升高汽轮机进汽量相应增加，随之主蒸汽压力开始缓慢回落，此时锅炉燃烧暂可以不做调整，而是逐渐根据主蒸汽压力变化关闭高旁阀，来保证暖机时蒸汽参数稳定。

汽轮机转速升至2000r/min暖机时，此阶段推荐暖机时间60分钟，并且暖机结束后要求中压缸排汽口处下半内壁金属温度大于130℃，高压内缸上半壁金属温度大于250℃，高、中压缸膨胀大于7mm，高、中压缸胀差小于3.5mm并趋稳定，达到条件后才可以进入下个阶段。为了使暖机尽快达到以上条件，此时应投入全部高、低加抽汽系统，并逐步关小低旁阀，使低旁阀开度在20%左右，以增加汽轮机各缸进汽量，保证暖缸效果。

机组转速升至3000r/min后，将低旁阀全部关闭，并关闭其减温水阀门，暖机30min，即可并网带负荷。

四、高压旁路容量的选择

汽轮机组启动时的蒸汽循环通过高压旁路来建立，中压缸冲转需要的蒸汽流量及中压缸切换至高压缸时的流量必须由高压旁路来提供。因此，如果仅简单地考虑满足中压缸启动要求，高压旁路出口的蒸汽流量必须大于中压缸切换至高压缸时所需的蒸汽流量，这样才能满足中压缸启动的要求。

在各启动工况中，由于冷态启动时，蒸汽压力、温度较低，蒸汽比容较大，蒸汽容积流量较大，蒸汽所需通流面积最大。因此高压旁路只要满足冷态启动要求，其他工况均能满足。所以，从启动角度分析，高压旁路容量只取决于冷态启动切换到高压缸进汽时中压缸所需的流量。

五、低压旁路容量的选择

正常启动过程中，高压旁路流量与通过中压缸流量的差值即为低压旁路的流量。但在中压缸启动冲转开始尚未带负荷前，也即中压缸尚未进汽时，高压主汽门和中压主汽门都处于关闭状态，锅炉所产生的蒸汽必须通过高低压旁路来建立循环。冷态启动时，锅炉对流量没有要求，但是在温态、热态及极热态启动中，随着启动参数的提高，已无法通过控制炉膛出口烟温来保护再热器，此时锅炉应有一定的流量来冷却再热器。极热态启动时对低压旁路的容量要求最大。

六、结束语

旁路系统在机组起动过程中对机组的安全、经济、快速启动有很大的绝定性作用，只有灵活的掌握其操作要点，总结经验，合理应运，就会在机组启动过程中得到很好的经济效益。

参考文献：

[1]廖勇.350MW机组启动节能技术应用[J].江西电力,2006,30(4).

[2]郑体宽.热力发电厂[M].水利电力出版社,1995.

[3]东方300MW汽轮机启动运行说明书[Z].