高、低压旁路装置在干熄焦热力系统中的应用

王雨 于欣喆 卢石 杜建

摘 要：高、低压旁路是大、中型汽轮机组启停阶段工作的重要辅助装置，本文介绍了干熄焦热力系统超高温、超高压汽轮机组中高、低压旁路系统的作用及重要性，并结合干熄焦热力系统的特点，简要介绍了高、低压旁路设备能力的选型。

关键词：干熄焦;高压旁路;低压旁路;超高温;超高压

在节能减排和环境治理的时代需求下，钢铁企业和独立焦化厂的熄焦方式大部分由湿熄焦转向了干熄方式。干熄焦余热发电技术已经成为钢铁联合企业和独立焦化厂的一种成熟的余热利用技术。近些年，随着干熄焦装置处理能力的规模扩大化，高参数小型化汽轮机技术得到迅速发展，国内已有超高温超高压、高温超高压再热式汽轮机组干熄焦余热发电案例。而干熄焦再热式余热发电项目与常规干熄焦余热发电项目有所不同，前者需要设置高、低压旁路装置，用以保护干熄焦锅炉再热器及回收凝结水， 减少资源的浪费。

1干熄焦再热式系统的介绍

常规干熄焦热力系统为：厂区（或新建除盐水站）供应的除盐水经除氧给水泵站除氧后送至干熄焦锅炉，锅炉给水在锅炉内充分换热后，最终变成品质合格的主蒸汽，主蒸汽经区域管廊送至汽轮机组内做功，做功后的乏汽最终经过冷凝装置换热后凝结成凝结水，凝结水再经过凝结水泵送至除盐水箱，以此循环（详见图1-1）。而干熄焦再热式热力系统为：厂区（或新建除盐水站）供应的除盐水经除氧给水泵站除氧后送至干熄焦锅炉，锅炉给水在锅炉内充分换热后，变成品质合格的主蒸汽，主蒸汽经区域管廊送至汽轮机组高压缸内做功，做功后的中压蒸汽经区域管廊送至干熄焦锅炉再热器内继续换热，变成品质合格的再热蒸汽，再热蒸汽经区域管廊送至汽轮机组中低压缸内做功，做功后的乏汽最终经过冷凝装置换热后凝结成凝结水，凝结水再经过凝结水泵送至除盐水箱，以此循环（详见图1-2）。

2高、低压旁路的介绍

高压旁路系统装置由高压旁路阀（高旁阀）、喷水调节阀、喷水隔离阀等一体式组成，具体组件详见下图他的功能是，当锅炉与汽轮机的运行情况不相匹配时，即锅炉产生的蒸汽量大于汽轮机此时所需要的蒸汽量时，多余部分蒸汽可以不进入汽轮机二经过旁路减温减压后直接进入凝汽器或进入锅炉再热器，高压旁路还承担着保护锅炉再热器安全的任务，尤其是在机组启动、降负荷、甩负荷时十分需要的。二干熄焦热力系统中高压旁路的作用就是后者，它布置在锅炉出口与汽轮机入口之间主蒸汽管道的支路上[1]（详见图2-1）。低压旁路系统装置由低压旁路阀（低旁阀）、喷水调节阀、喷水隔离阀等一体式组成，结构、基本组成与高压旁路相同。他的功能是， 将高压旁路减温减压后的蒸汽或从锅炉再热器换热后的再热蒸汽进一步减温减压，将过热蒸汽品质降为低压蒸汽，低压蒸汽可供至厂区低压蒸汽管网使用，也可进入冷凝装置内进一步冷却成凝结水，低压旁路出口段的蒸汽参数与终端用户有关，可根据终端用户需求进行设置参数。

3 高、低压旁路在干熄焦热力系统中的作用

（1）改善机组启动性能。机组冷态或热态启动初期，当锅炉给出的蒸汽参数尚未达到汽轮机冲转条件时，这部分蒸汽就由旁路系统流到凝汽器，以回收工质，适应系统暖管和储能的要求。（2）由于干熄焦项目的特性，干熄焦锅炉不受汽轮发机组负荷的影响，干熄焦锅炉的负荷与干熄炉处理能力有关，且由于干熄焦项目多数汽轮发电站与干熄焦锅炉距离一般为200～500m，而高压旁路、低压旁路均布置在汽轮发电站厂房内，当汽轮机组故障停机时，干熄焦锅炉所产主蒸汽、再热蒸汽经区域管廊送至高、低压旁路，特别是在热态启动时，使干熄焦锅炉、区域管廊范围内蒸汽管道处于热，锅炉可用较高的蒸发量运行，加速提高蒸汽温温，使之与汽轮机的金属温度匹配，从而缩短了汽輪机组开机暖管周期。（3）启动工况或者汽轮机跳闸时，旁路系统可保证再热器有一定的蒸汽流量，使其得到足够的冷却，从而起保护作[3]。（4）事故状态下缩短安全阀动作时间或完全不起座，节约补给水。电网事故时机组可以短时间保持低负荷带厂用电;汽轮机事故时，允许锅炉处于热备用状态，停机不停炉，故障排除后能迅速恢复发电。减少停机时间，有利于整个系统的稳定。

总之，高、低压旁路系统具有启动、溢流和安全三项功能，在干熄焦再热式热力系统中是不可缺少的一部分。

参考文献：

[1]张欣宇，王文兰.带观测器的状态控制器在高压旁路控制系统中的应用[J].锅炉技术，2013，（03）：002.

[2]李刚，卢峰，周富.高压旁路系统在电厂应用中遇到的问题[J].机电工程技术，2019，（06）：069.

[3]郑伟.300MW机组旁路控制系统的研究[J].东北电力技术，2003，（06）：009.