芻議火力發(fā)電廠汽機(jī)旁路閥的探析

侯杰

摘要：火力發(fā)電廠的旁路系統(tǒng)起滑參數(shù)啟停時(shí)對機(jī)組蒸汽參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和實(shí)現(xiàn)停機(jī)不停爐的作用，而旁路系統(tǒng)中的減溫減壓閥就是其中的核心部件，減溫減壓閥的泄露威脅著發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，不斷改進(jìn)旁路閥結(jié)構(gòu)進(jìn)而阻止了旁路閥門泄漏缺陷的發(fā)生，減少了發(fā)電機(jī)組因旁路閥的故障而停機(jī)檢修的次數(shù)，延長了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行壽命。本文主要針對火力發(fā)電廠汽機(jī)旁路閥方面的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；汽機(jī)；旁路閥

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，人民群眾對電能的需求也越來越大，因此，火力發(fā)電廠在進(jìn)行機(jī)組設(shè)計(jì)的過程中對中間再熱系統(tǒng)進(jìn)行了有效的應(yīng)用，從而保證火力發(fā)電廠的發(fā)電效率得到大幅度的提升。將汽機(jī)旁路系統(tǒng)設(shè)置到機(jī)組之中，其核心的組件就是汽機(jī)旁路閥，所以，應(yīng)當(dāng)對汽機(jī)旁路閥進(jìn)行深入的分析與研究，充分的掌握其基本功能，并且對其運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)的改善，提升旁路閥的性能，從而充分的發(fā)揮旁路系統(tǒng)的重要作用，這樣不但能夠保證火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，并且能夠滿足社會(huì)中各個(gè)領(lǐng)域的電力需求。

1汽機(jī)旁路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

1.1汽機(jī)旁路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)是與基本汽輪機(jī)管路系統(tǒng)并聯(lián)的蒸汽減溫降壓裝置，使高壓、高溫蒸汽不能從汽輪機(jī)的流動(dòng)部分排出。汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)主要一級大旁路、兩級串聯(lián)旁路、三級旁路等三種形式。采用何種旁路系統(tǒng)取決于火電機(jī)組的實(shí)際需要。目前，高、低兩級串聯(lián)旁路廣泛應(yīng)用。

1.2汽機(jī)旁路系統(tǒng)的功能

1.2.1滿足機(jī)組在冷態(tài)、熱態(tài)、事故投運(yùn)下啟動(dòng)的需求

當(dāng)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，旁路系統(tǒng)在主蒸汽未達(dá)到汽輪機(jī)沖擊參數(shù)前形成蒸汽通道。當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，在進(jìn)入汽輪機(jī)之前，蒸汽將在旁路系統(tǒng)中循環(huán)多次。事故投運(yùn)時(shí)，減壓和減溫閥將迅速啟動(dòng)。

1.2.2改善機(jī)組起動(dòng)性能

從機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，蒸汽參數(shù)沒有達(dá)到汽輪機(jī)轉(zhuǎn)工況，蒸汽通過旁路系統(tǒng)到達(dá)凝汽器，達(dá)到系統(tǒng)和儲(chǔ)能、暖管的目的。

1.2.3保護(hù)作用

旁路系統(tǒng)的保護(hù)功能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是保護(hù)再熱器不干燒。二是當(dāng)蒸汽壓力超過規(guī)定值時(shí)，旁路閥迅速釋放介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)。

2汽機(jī)旁路閥研究

2.1旁路閥的結(jié)構(gòu)

旁路閥的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括控制系統(tǒng)、蒸汽減壓系統(tǒng)和噴水減溫系統(tǒng)。

2.1.1閥體

閥體作為旁路閥的一個(gè)主要受壓部件，由三部分組成，上部閥體（即入口閥體）、中部閥體和下部閥體（即出口閥體）。為了保證閥門有足夠的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)和蒸汽管道的對接焊，采用高溫高強(qiáng)度材料。上部閥體采用SA182-F92，中部閥體采用SA182-F91，下部閥體采用SA182-F22CL3。

2.1.2閥蓋

作為旁路閥的另一個(gè)主要受壓部件，為了滿足高溫強(qiáng)度和低重量的要求，旁路閥閥蓋采用的材料為高溫高強(qiáng)度SA182-F92。

2.1.3閥瓣

當(dāng)閥門打開的時(shí)候，閥瓣和節(jié)流套筒配合以調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力；當(dāng)閥門關(guān)閉的時(shí)候，閥瓣和閥座配合以切斷介質(zhì)。閥瓣的材料為耐高溫不銹鋼材料X19CrMoVNbN111。

2.2旁路閥的原理

旁路閥工作的基本原理為：先進(jìn)行蒸汽減壓，再進(jìn)行蒸汽減溫。蒸汽減壓過程如下：利用執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥體內(nèi)閥瓣的開度，將介質(zhì)壓力調(diào)整到指定值；高壓旁路閥返回閥后的壓力信號，并傳到控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)將獲取的壓力信號與設(shè)定值對比，對應(yīng)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送控制指令。蒸汽減溫過程：利用閥后壓力的作用調(diào)節(jié)閥瓣的開度，噴入冷卻水，把介質(zhì)的溫度降到指定值；低壓旁路閥的返回溫度信號，并傳入控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)將獲取的溫度信號與設(shè)定值對比，對應(yīng)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送控制指令。

3汽機(jī)旁路閥形式

汽機(jī)旁路閥形式有多種：高壓旁路串聯(lián)低壓旁路；再并聯(lián)大旁路的三級旁路；高、低壓兩級串聯(lián)旁路；一級大旁路等。具體采用型式要根據(jù)機(jī)組的需要而定?，F(xiàn)在一般都采用高低壓兩級串聯(lián)的形式。高低壓旁路站一般均裝有減壓閥和噴水閥，由于高旁噴水取自給水母管，所以為了防止噴水閥泄漏，高旁噴水閥前還裝有噴水截止閥。汽機(jī)旁路閥門，特別是高旁減溫減壓閥，在材料選用和結(jié)構(gòu)等方面都充分考慮了耐溫耐壓、耐交變應(yīng)力。在具體安裝位置上必須注意：最好把高旁減溫減壓閥裝在離主蒸汽管道適當(dāng)距離之處，否則閥門得不到最佳的預(yù)熱溫度。過低的預(yù)熱溫度會(huì)在閥門進(jìn)口產(chǎn)生過度的熱氣旋，過高的會(huì)使出口產(chǎn)生同樣的情況。如果不能保證最佳距離（往往是管道過長），則必須要有一路到閥進(jìn)口的單獨(dú)再熱管道。管道安裝應(yīng)有一定的傾斜度，使凝結(jié)水不致積聚于閥體內(nèi)，便于疏水，避免形成水囊造成水擊。此外為降低噪聲、防止共振所采用一定長度的直管、管徑與直段的比、多孔節(jié)流板、管道支點(diǎn)的性質(zhì)和間距、管道間的夾角以及多路并聯(lián)的不對稱布置等，也都不可忽視。另外還需考慮為操作、保養(yǎng)和維修拆裝留有足夠的空間。

4汽機(jī)旁路閥的性能改進(jìn)

汽機(jī)旁路閥在汽機(jī)旁路系統(tǒng)中起著重要作用，而目前汽機(jī)旁路閥在應(yīng)用時(shí)還會(huì)產(chǎn)生很多問題，針對這些問題需要采取改進(jìn)措施以完善汽機(jī)旁路閥的性能。①減小噪聲，改善振動(dòng)。設(shè)計(jì)時(shí)，使閥門進(jìn)出口尺寸和管道尺寸相匹配，降低介質(zhì)流速。②增強(qiáng)抗熱沖擊能力。各關(guān)鍵零部件采用抗高溫強(qiáng)度的鍛造材料，閥體內(nèi)外精密加工、厚薄均勻。③提高響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)比。采用可調(diào)節(jié)的輔助蒸汽設(shè)計(jì)；加入內(nèi)置減溫水比例調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用雙作用氣動(dòng)或液動(dòng)。

5結(jié)語

總之，在提升火力發(fā)電廠機(jī)組發(fā)電效率的過程中，汽機(jī)機(jī)組往往應(yīng)用中間再熱系統(tǒng)，但是機(jī)組往往在低負(fù)荷與啟動(dòng)的過程中產(chǎn)生大量的蒸汽，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)組出現(xiàn)干燒的狀況。本文針對火力發(fā)電廠汽機(jī)旁路閥進(jìn)行了深入的分析，并且提出了一些改進(jìn)措施，這樣才能保證火力發(fā)電廠取得更加安全穩(wěn)定的發(fā)展。

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（作者單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)天津電建建設(shè)有限公司）