刍议火力发电厂汽机旁路阀的探析

侯杰

摘要：火力发电厂的旁路系统起滑参数启停时对机组蒸汽参数进行调整和实现停机不停炉的作用，而旁路系统中的减温减压阀就是其中的核心部件，减温减压阀的泄露威胁着发电机组的正常运行，不断改进旁路阀结构进而阻止了旁路阀门泄漏缺陷的发生，减少了发电机组因旁路阀的故障而停机检修的次数，延长了机组的安全经济运行寿命。本文主要针对火力发电厂汽机旁路阀方面的相关内容进行了分析与探讨。

关键词：火力发电厂；汽机；旁路阀

随着我国经济水平的不断发展，人民群众对电能的需求也越来越大，因此，火力发电厂在进行机组设计的过程中对中间再热系统进行了有效的应用，从而保证火力发电厂的发电效率得到大幅度的提升。将汽机旁路系统设置到机组之中，其核心的组件就是汽机旁路阀，所以，应当对汽机旁路阀进行深入的分析与研究，充分的掌握其基本功能，并且对其运行过程中出现的问题进行及时的改善，提升旁路阀的性能，从而充分的发挥旁路系统的重要作用，这样不但能够保证火力发电厂的经济效益，并且能够满足社会中各个领域的电力需求。

1汽机旁路系统的结构和功能

1.1汽机旁路系统的结构

汽轮机旁路系统是与基本汽轮机管路系统并联的蒸汽减温降压装置，使高压、高温蒸汽不能从汽轮机的流动部分排出。汽轮机旁路系统主要一级大旁路、两级串联旁路、三级旁路等三种形式。采用何种旁路系统取决于火电机组的实际需要。目前，高、低两级串联旁路广泛应用。

1.2汽机旁路系统的功能

1.2.1满足机组在冷态、热态、事故投运下启动的需求

当机组冷态启动时，旁路系统在主蒸汽未达到汽轮机冲击参数前形成蒸汽通道。当机组启动时，在进入汽轮机之前，蒸汽将在旁路系统中循环多次。事故投运时，减压和减温阀将迅速启动。

1.2.2改善机组起动性能

从机组启动时，蒸汽参数没有达到汽轮机转工况，蒸汽通过旁路系统到达凝汽器，达到系统和储能、暖管的目的。

1.2.3保护作用

旁路系统的保护功能主要体现在两个方面。一是保护再热器不干烧。二是当蒸汽压力超过规定值时，旁路阀迅速释放介质，实现过压保护。

2汽机旁路阀研究

2.1旁路阀的结构

旁路阀的结构如图1所示，主要包括控制系统、蒸汽减压系统和喷水减温系统。

2.1.1阀体

阀体作为旁路阀的一个主要受压部件，由三部分组成，上部阀体（即入口阀体）、中部阀体和下部阀体（即出口阀体）。为了保证阀门有足够的强度，实现和蒸汽管道的对接焊，采用高温高强度材料。上部阀体采用SA182-F92，中部阀体采用SA182-F91，下部阀体采用SA182-F22CL3。

2.1.2阀盖

作为旁路阀的另一个主要受压部件，为了满足高温强度和低重量的要求，旁路阀阀盖采用的材料为高温高强度SA182-F92。

2.1.3阀瓣

当阀门打开的时候，阀瓣和节流套筒配合以调节介质压力；当阀门关闭的时候，阀瓣和阀座配合以切断介质。阀瓣的材料为耐高温不锈钢材料X19CrMoVNbN111。

2.2旁路阀的原理

旁路阀工作的基本原理为：先进行蒸汽减压，再进行蒸汽减温。蒸汽减压过程如下：利用执行机构调节阀体内阀瓣的开度，将介质压力调整到指定值；高压旁路阀返回阀后的压力信号，并传到控制系统；控制系统将获取的压力信号与设定值对比，对应给执行机构发送控制指令。蒸汽减温过程：利用阀后压力的作用调节阀瓣的开度，喷入冷却水，把介质的温度降到指定值；低压旁路阀的返回温度信号，并传入控制系统；控制系统将获取的温度信号与设定值对比，对应给执行机构发送控制指令。

3汽机旁路阀形式

汽机旁路阀形式有多种：高压旁路串联低压旁路；再并联大旁路的三级旁路；高、低压两级串联旁路；一级大旁路等。具体采用型式要根据机组的需要而定。现在一般都采用高低压两级串联的形式。高低压旁路站一般均装有减压阀和喷水阀，由于高旁喷水取自给水母管，所以为了防止喷水阀泄漏，高旁喷水阀前还装有喷水截止阀。汽机旁路阀门，特别是高旁减温减压阀，在材料选用和结构等方面都充分考虑了耐温耐压、耐交变应力。在具体安装位置上必须注意：最好把高旁减温减压阀装在离主蒸汽管道适当距离之处，否则阀门得不到最佳的预热温度。过低的预热温度会在阀门进口产生过度的热气旋，过高的会使出口产生同样的情况。如果不能保证最佳距离（往往是管道过长），则必须要有一路到阀进口的单独再热管道。管道安装应有一定的倾斜度，使凝结水不致积聚于阀体内，便于疏水，避免形成水囊造成水击。此外为降低噪声、防止共振所采用一定长度的直管、管径与直段的比、多孔节流板、管道支点的性质和间距、管道间的夹角以及多路并联的不对称布置等，也都不可忽视。另外还需考虑为操作、保养和维修拆装留有足够的空间。

4汽机旁路阀的性能改进

汽机旁路阀在汽机旁路系统中起着重要作用，而目前汽机旁路阀在应用时还会产生很多问题，针对这些问题需要采取改进措施以完善汽机旁路阀的性能。①减小噪声，改善振动。设计时，使阀门进出口尺寸和管道尺寸相匹配，降低介質流速。②增强抗热冲击能力。各关键零部件采用抗高温强度的锻造材料，阀体内外精密加工、厚薄均匀。③提高响应速度和调节比。采用可调节的辅助蒸汽设计；加入内置减温水比例调节设计；执行机构采用双作用气动或液动。

5结语

总之，在提升火力发电厂机组发电效率的过程中，汽机机组往往应用中间再热系统，但是机组往往在低负荷与启动的过程中产生大量的蒸汽，进而导致机组出现干烧的状况。本文针对火力发电厂汽机旁路阀进行了深入的分析，并且提出了一些改进措施，这样才能保证火力发电厂取得更加安全稳定的发展。

参考文献：

[1]边久海，张在江.浅析汽轮机旁路阀与内漏处理[J].科技创新与应用，2016（26）：96-97.

[2]谢进枞.汽轮机主蒸汽旁路阀安全功能及动作原理[J].中国高新技术企业，2018（6）.

（作者单位：中国能源建设集团天津电建建设有限公司）