汽轮机旁路系统存在问题及处理

汽轮机旁路系统存在问题及处理

北京京桥热电有限责任公司王永红

摘要：京桥热电二期燃气联合循环机组在启动过程中存在旁路装臵二次蒸汽超温情况，通过分析运行数据，找出了旁路装臵二次蒸汽超温的原因是减温水压力低和一次蒸汽压力高，最后确定通过更换减温水调节门套筒和弹簧喷嘴等办法避免旁路装臵二次蒸汽温度超温情况发生。

关键词: 旁路阀减温水超温

0 引言

北京京桥热电二期工程燃气联合循环机组的高、中、低压旁路系统采用德国宝马公司制造的旁路装臵，在机组调试过程中发现旁路装臵存在减温水量不足，二次蒸汽存在超温现象，影响了机组安全运行。

1、旁路阀超温原因

1.1减温水压力低

高压旁路装臵减温水取自高压给水泵中间抽头，满负荷运行时设计压力为7.88MPa.g、166℃；中、低压旁路装臵减温水取自凝结水，满负荷运行时设计压力压力为2.8 MPa.g。在调试过程中满负荷运行工况，高压给水泵中间抽头给水和凝结水的最高压力分别为 6.77 MPa.g、2.4MPa.g，分别比设计至低约1 MPa.g、0.4 MPa.g，即运行压力比设计压力低12%～14%。

旁路装臵由蒸汽控制阀、减温水调节门和弹簧喷嘴等组成，减温水量和压力由减温水调节门控制，当蒸汽控制阀后温度高于设定值时减温水调节门开大增加减温水量并提高减温水压力，减温水克服弹簧喷嘴阻力后减温水进入蒸汽控制阀从而达到降低蒸汽温度目的。由于旁路装臵减温水运行压力低于设计值，到达弹簧喷嘴的减温水压力也会降低，但是弹簧喷嘴的阻力恒定，这必然造成弹簧喷嘴的开度减少，即进入蒸汽控制阀内的减温水流量减少。当减温水调节门大开减温水流量仍然达不到需求时，蒸汽控制阀后蒸汽温度就会超温。

旁路装臵减温水压力

1.2极端工况旁路装臵一次蒸汽参数高于设计值

高、中、低压旁路装臵一次蒸汽设计压力分别为12.38 MPa 、3.12 MPa 、0.69 MPa，

旁路装臵超温大部分发生在锅炉主蒸汽安全门校验过程中和汽轮机甩负荷时，在此非正常工况，高、中、低压主蒸汽压力分别达到14.3Mpa、4.05Mpa、1.1MPa，远远高于旁路装臵一次蒸汽设计压力值，根据旁路装臵减温水喷嘴的工作原理可知，当进入旁路装臵内的蒸汽压

力升高时，减温水顶开弹簧喷嘴的阻力必然增大，即当进入旁路装臵的一次蒸汽压力升高时，减温水量将会减少，从而导致旁路装臵二次蒸汽温度超温。

2、旁路装臵二次蒸汽温度超温的解决方案

2.1旁路装臵性能试验

为了摸清旁路装臵的性能特点，在机组满负荷工况进行了旁路装臵性能试验（见表1），根据试验数据可知，旁路装臵一次蒸汽压力在设计值以内时，减温水基本满足旁路装臵需求，只是减温水调节门的开度达到最大值，已没有调节裕量，不能满足特殊运行工况要求。

表1：高中低压旁路阀设计参数和性能试验数据如下：

2.2解决方案

为了保证机组安全运行，旁路装臵设计时不但满足正常运行工况要求，还要满足汽轮机甩负荷、锅炉校对安全门等特殊运行工况要求。根据京桥机组实际运行参数，确定按表2参数修改旁路装臵减温水调节门和喷嘴设计。

表2：修改后旁路装臵设计参数

名称低压旁路中压旁路高压旁路

一次蒸气压力 1.1MPa 4.05MPa 14.3MPa

减温水压力 2.0MPa 2.0MPa 6.0MPa

备注其它参数不变其它参数不变其它参数不变

减温水调节阀的流量特性取决调节阀前后压差，对确定的调节阀阀门前后压差越大减温水流量越大；当阀门前后压差一定时只有改变阀门的结构才能改变阀门的减温水流量，因而为了提高旁路阀的调节能力，满足设计要求确定更换旁路阀减温水喷嘴和改变调节阀内部结构，根据制造厂的计算结构确定旁路装臵更换减温水调节阀套筒及弹簧喷嘴等部件（表3）：

表3：旁路装臵改造方案

3、经验教训

3.1在旁路装臵设计时，选用减温水压力不应仅仅考虑水泵额定扬程，还应充分考虑管道阻

力特点。

3.2选用旁路装臵一次蒸气压力不应忽略特殊工况可能达到的压力，如果忽略特殊工况需求，

旁路装臵的安全可靠性就会降低。