高、低壓旁路裝置在干熄焦熱力系統(tǒng)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(tǒng)超高溫、超高壓汽輪機組中高、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，簡要介紹了高、低壓旁路設備能力的選型。

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)境治理的時代需求下，鋼鐵企業(yè)和獨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)模擴大化，高參數(shù)小型化汽輪機技術(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組干熄焦余熱發(fā)電案例。而干熄焦再熱式余熱發(fā)電項目與常規(guī)干熄焦余熱發(fā)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(jié)水， 減少資源的浪費。

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，當鍋爐與汽輪機的運行情況不相匹配時，即鍋爐產(chǎn)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(jīng)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(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，也可進入冷凝裝置內(nèi)進一步冷卻成凝結(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)終端用戶需求進行設置參數(shù)。

3 高、低壓旁路在干熄焦熱力系統(tǒng)中的作用

（1）改善機組啟動性能。機組冷態(tài)或熱態(tài)啟動初期，當鍋爐給出的蒸汽參數(shù)尚未達到汽輪機沖轉(zhuǎn)條件時，這部分蒸汽就由旁路系統(tǒng)流到凝汽器，以回收工質(zhì)，適應系統(tǒng)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(fā)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(guān)，且由于干熄焦項目多數(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)電站廠房內(nèi)，當汽輪機組故障停機時，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)啟動時，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(tǒng)可保證再熱器有一定的蒸汽流量，使其得到足夠的冷卻，從而起保護作[3]。（4）事故狀態(tài)下縮短安全閥動作時間或完全不起座，節(jié)約補給水。電網(wǎng)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(tài)，停機不停爐，故障排除后能迅速恢復發(fā)電。減少停機時間，有利于整個系統(tǒng)的穩(wěn)定。

總之，高、低壓旁路系統(tǒng)具有啟動、溢流和安全三項功能，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：

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

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

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