摘要：现阶段我国汽轮机机组采用的是高低两级电路进行串联的方式设计旁路，这种形式下高压控制系统可以辅助汽轮机的启动、运行、溢流和安全，在机组的启动过程中更好地配合锅炉进行点火，提升锅炉运行效率。低压系统负责进行机组暖机、升速和并网功能，可以在运行中提成安全和质量，因此火力发电厂汽轮发电机旁路设计较为重要，直接影响到整个机组的运行质量。
关键词：火力发电厂；汽轮发电机；旁路；运行方式；
从火力发电厂汽轮发电机旁路组成出发，探究火力发电厂汽轮发电机旁路系统功能及运行方式，以实现功能的提升，完善旁路系统设计，保障电力系统的整体运行质量。
一、我国火力发电厂汽轮发电机旁路概述
1.旁路系统功能。汽轮机旁路系统主要为汽轮机提供旁路通道，在运行中通过对汽轮机产汽量和耗汽量的相互平衡，保证锅炉和汽轮机的稳定运行。在实际工作中通过低压旁路和高压旁路之间的相互配合，全面实现锅炉之间的平稳运行，其中高旁路压可以提升机组的启动速度，并且配合汽轮机的暖机、转机和升速提升整体机组的启动速度，防止在升压过程中出现系统故障，展示出旁路调节功能，保证汽轮机在运行中可以快速恢复压力，避免安全门的工作频繁性，起到安全泄压的作用。
2.旁路系统组成。汽轮机旁路构成方式是多样的，包括高压旁路串联低压旁路机之后并联大旁路的单机旁路形式、高、低压两级串联旁路等，现阶段后者使用较多。在该系统中高压旁路通过连接主蒸汽管，在实际使用中可以接入再热器入口管道，实现汽轮机高压在运行过程中通过蒸汽旁路提升蒸汽管理的质量。与此同时低压旁路也连接到再热器出口管道和凝汽器，使流经旁路汽轮机中各个旁路中的气压得到平衡。在高压旁路设计过程中还包括减压阀和旁路喷水控制阀等保护装置，这些装置可以保证整体设备运行的质量。低压旁路在运行中则设置压阀、低压旁路截止网等抵押控制系统，从而进一步提升整体运行系统质量。
二、汽机旁路系统型式
目前国际上超临界和超超临界机组的可靠性己达到相当高的水平，超超临界机组已在欧洲和日本得到广泛应用。大容量超超临界机组旁路系统的应用情况从目前的欧洲和日本应用来看主要可分为4种类型：三用阀旁路系统、—级大旁路系统、三级旁路系统和两级串联旁路系统。这4种类型的旁路系统，在我国正在运行的亚临界参数机组中均有使用业绩，但超超临界机组设备主要选用高压—级大旁路系统和高、低压两级串联旁路系统。
1.高压一级大旁路系统。一级大旁路系统，当这种旁路系统投运的时候主蒸汽经过减压减温后快速直接排入凝汽器。锅炉的再热器通常用高合金奥氏体钢制造，耐温为800℃左右，可以在启动初期短时间干烧，在锅炉启动前不需要介质冷却。（高压一级大）旁路的功能只是应用于冷、热态启动和回收工质以及保证过热器等的氧化皮剥落颗粒物对汽轮机高压缸蒸汽喷嘴（进汽口）、调节级叶片的伤害。旁路容量为35％BMCR左右（BMCR为锅炉量大额定出力），在机组甩负荷时，由于旁路容量不能满足安全门动作容量（约为42％BMCR），因而安全阀动作。高压一级大旁路系统较简单，一次性投资较少，其缺点是：（不能有效的冷却锅炉所有受热面，）在启动及甩负荷时必须严格控制锅炉的燃烧（，否则容易出现再热器干烧以致损坏的现象）；（由于旁路后的蒸汽未流过再热器系统，）再热管道的暖管升温十分困难，不利于机组热恋（态）启动；由于再热汽温和中压缸壁温不匹配，因而将损耗中压缸的寿命。所以此类旁路系统只适用于带基本负荷的机组，不适用于经常热态启动的机组。
2. 高、低压两级串联旁路系统。大部分的容量两级串联旁路系统的一般容量主要就是为30～40％BMCR‘采取用两级串联旁路系统的机组可在冷态、温态、热态和极热态启动条件下启动，蒸汽温度和金属温度相匹配，启动时间缩短，能有效地回收工质，对布置在烟温较高区域的再热器可起到保护作用，防止再热器干烧，而且在主机跳机时能迅速打开。
三、汽轮机旁路系统的分析设置原则
任何一种旁路，一般是南减温减压阀、减温水调节阀、管道及控制装置组成。选用的旁路主要是南锅炉结构的布置、再热器的材料、埘机组的运行要求决定的。原则上讲，如果在烟气高温区，锅炉点火或甩负荷的情况下通汽冷却时，采用高压旁路与I级大旁路并联的双级旁路系统，或者高、低压旁路串联的双级旁路系统；如果在烟气低温区，或在规定时间内干烧而不i通汽冷却时，可采用I级大旁路单级旁路系统，这样可简化操作、节省投资。总之，上述几种旁路可根据需要任意地组合。常见的两种旁路系统的设计方式：（1）两级串联旁路系统：新的蒸汽绕过高压缸（HP）后，经减温减压进入再热器（高旁），出来后再绕过中压缸（IP），经减温减压后通人凝汽器（低旁）。通过这种高、低压两级串联的旁路系统，既可满足机组冷热态的起动要求，同时，可保护再热器日前大机组较多采用这种系统。二级旁路系统又可分2种类型：高旁具有安全阀功能的和不具备安全阀功能的。不具有安全阀功能的锅炉在出口处会另设安全阀；具有安全阀功能的锅炉在出口处不会另没安全阀。（3）三级旁路系统。即大旁路与两级旁路系统并联连接。其中，两级旁路系统主要是满足汽轮机起动过程中的各阶段对丰蒸汽的要求。为了满足这个要求。锅炉就要保持一定的燃料量，而这时用高旁提高主蒸汽温度，并通过低旁提高再热蒸汽温度及冷却再热器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在机组起动过程中，三级旁路系统可利用两级串联旁路系统调节通过汽轮机的蒸汽流量和蒸汽参数；用大旁路使锅炉在低负荷时能够维持机组的稳定运行而当汽轮机得负荷小于锅炉最低稳燃负荷时，剩余的蒸汽会通过大旁路进入凝汽器，继续保持锅炉的正常运转：
四、火力发电厂汽轮发电机旁路系统功能
各个机组在实际运行中，汽轮机旁路的容量是多方面的，系统在整体运行中需要对汽轮机运行的安全性进行提升，并且要在管理中全面发挥汽轮机管理系统，从而实现功能的提升，具体功能包括以下几点。
1.全面实现滑压功能。汽轮机运行中单元机组滑参数在启动过程中具有严格的数据标准，并且需要按照必要的工作曲线进行设计，以实现整体机组工作的冷态、温态、热态和热态等各种模式的相互转化，满足旁路系统与汽轮机系统之间的完整切换，保证整体机组在进行冷态启动时使锅炉可以迅速升温，实现升压过程，在进行热态启动时可以对温度进行合理控制，防止汽轮机组中的高压气缸升温过快造成系统浪费。在热态启动时可以尽快与汽轮机金属温度进行匹配，从而进一步加快汽轮机组的使用质量，更好地满足启动参数要求，全面提升机组的整体运行质量，其中机组通过定压方式转入滑压方式时，可以协助锅炉进行蒸汽量调节控制，满足机组滑压运行的要求。
2.提升再热器使用效率。在机组正常运行中，汽轮机高压缸需要将排出的蒸汽送入到齐气缸中，使得锅炉实现二次加热，但是这个过程中可能存在汽轮机的跳闸和工作负荷的大幅度提升，因此在运行中如果不能保证蒸汽的合理排出，可能会造成汽轮机中再热器始终处于干烧状态，因此为了更好地保护再热器，在系统运行中可以设置旁路系统，保证整体在进入再热器之后实现冷却，并且在此基础上维持机组的正常运行，使得再热器不再出现超温的情况，进而提升再热器的工作效率，延长使用寿命。
3.保证锅炉运行质量。锅炉机组在运行过程中可能出现FCB工况，造成汽轮发电机的运行故障，而在其中设置旁路系统，可以快速实现汽轮机的全开，将其中过量的蒸汽进行疏散，保证将锅炉的负荷进行更加平衡的调整，使得锅炉在运行中更加协调，全面提升锅炉的使用效率和安全性。同时，旁路系统对蒸汽进行回收利用，可以进一步减少排放气体对空气的伤害和污染，使得蒸汽得到更好的利用，减少资源浪费，全面提升资源使用效率。
五、汽机旁路系统的设计要求
因为超超临界机组单机容量较大，蒸汽参数较高，一般带基本负荷，有时也参与调峰，故在设置旁路系统时需满足机组设计的特殊运行方式。
1.满足机组快速启动要求。机组的启动方式按照带旁路与不带旁路两种类型大致可以分为；带旁路的高中压缸联合启动、中压缸启动和不带旁路的高压缸启动方式。机组启动时间的长短取决于锅炉达到汽轮机冲转要求的过热蒸汽参数和再热蒸汽参数的时间，而锅炉升温、升压速度取决于锅炉启动疏水和排汽系统，通过启动曲线实时调整这些系统中的阀门来协调锅炉蒸汽的温度、压力和流量，设置旁路系统后可以在启动时提高锅炉升温、升压速度，使锅炉蒸汽参数（温度、压力和流量）维持在合适的水平，还可以在机组冲转前利用旁路系统对汽缸进行预热，以缩短机组的启动时间。
2..满足机组特殊运行方式要求。对于常常担任调峰任务的机组来说，启停比较频繁，如果能停机不停炉则会大大缩短机组的启动时间。这种情况下，旁路系统的容量应以不投油助燃尚能保证锅炉稳定燃烧的最低出力为依据，以保证机组随时可以启动并网。对于长期担当基本负荷的机组来说，热态启动次数相对较少，这种情况下，旁路系统的停机不停炉功能作用不大。目前的超超临界1000Mw等级机组一般按基本载荷进行设计，不需要考虑旁路系统停机不停炉功能。
3.满足控制工程造价的要求。不相同的旁路系统，对于设备的需求也会不相同，系统的复杂程度也不一样，在满足机组旁路系统功能需要的前提之下，应当要尽可能地简化系统管道及附件配置，选用典型的有成功业绩的制造厂家，以降低投资，满足控制工程造价的要求。
六、火力发电厂汽轮发电机旁路运行模式
1.高压旁路系统运行模式、高压旁路控制系统具有启动、溢流和安全功能，机组在启动之后，可以更好地配合锅炉进行点火、升温等功能，对汽轮机进行更加科学地控制管理，具体模式包括：阀位滑压模式，这种模式的高压旁路在运行中主要通过自动方式配合汽轮机冲转，锅炉在点火之后，操作人员需要在高压压力下合理设置冲转压力，之后投入滑压选择开关，并且在运行中将主汽压力定值进行合理调整，保证再热器具有一定的蒸汽通流量，可以对锅炉进行升温升压，保证冲转速度的科学良好地运行。而定压模式则需在锅炉点火之后操作员在高旁路中将再热器进行一定的流通，使得汽轮机压力小于机前压力，保证再热器的通流量，将锅炉的升温和降温维持在更加合理的范围内。
2.低压旁路系统运行模式。低压旁路系统在运行时，进行自动控制的条件下，可以实现调节阀受压情况下PID的调节和控制，使得再热器在合理的范围内，实现汽轮机中整体管理质量的显著提升。整个低旁温度控制系统在运行中通过温水隔离阀进行工作，当汽轮机中水温过高时，可以将较高的水温进行隔离，实现延时连锁关，从而将再热器的温度进行合理的控制和管理，实现再热器温度的稳定。而当低旁减温水隔离阀工作时，则是将调节阀快开时联开低旁减温水隔离阀，使得温水的温度值下降，实现整体延时闭锁，全面提升整个汽轮机的工作质量，实现整体管理和质量的进步，提升汽轮机的工作效率。
总之。通过对机组的日常运行原理分析，将旁路系统设计进行完善，实现控制可靠且安全性能好的特征，保证先进和成熟旁路系统得到推广，将其设计思路和设备质量进行借鉴，促进电力系统的整体运行质量提升。
参考文献：
[1]郭宏宇.热火力发电厂汽轮发电机旁路及运行方式研究.2017.
[2]马强.热力发电厂汽轮发电机组振动故障分析及处理分析.2017.
论文作者:银世强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/16
标签：旁路论文; 机组论文; 系统论文; 汽轮机论文; 锅炉论文; 蒸汽论文; 高压论文; 《基层建设》2019年第18期论文;