沁北电厂600MW超临界机组旁路设置问题的探讨

　　摘要：汽机旁路系统的设计和选型对于大型火电机组非常重要，对于超临界机组更有重要意义。文章在对国内超临界机组旁路设置情况进行分析的基础上，对华能沁北电厂国产超临界机组汽机旁路设置与选型问题进行了探讨。

　　关键词：超临界机组；旁路系统；选型沁北电厂位于河南省济源市五龙口镇，沁北一期工程安装两台国产600MW超临界燃煤机组，现处于初步设计阶段。作为大容量的超临界火力发电机组，汽轮机旁路系统的设计对电厂的投资造价及生产运行影响巨大，必须综合考虑不同类型旁路的技术特点及机组运行方式等多方面因素进行选择确定。汽机旁路系统是蒸汽中间再热机组热力系统重要组成系统之一，是指高参数蒸汽不进入汽轮机而经过与汽轮机并联的减温减压器，进入再热器或低参数的蒸汽管道或直接排至凝汽器的连接系统。新蒸汽绕过汽轮机高压缸的，称为高压旁路；再热后的蒸汽绕过汽轮机的中、低压缸的称为低压旁路；新蒸汽绕过整个汽轮机而直接排入凝汽器的，称为大旁路。汽机旁路系统主要用于协调锅炉和汽机用汽量之间的不平衡。在机组启动期间，对过热器和再热器系统预热、加快启动速度。在机组甩负荷时，将剩余蒸汽通过旁路系统，使锅炉瞬变过渡工况运行稳定，达到改善启动和带负荷特性，减少机组的寿命消耗，提高运行的安全性和经济性。

　　1旁路系统的功能不同型式和容量的旁路系统具有的功能也不完全一样，概括起来主要有如下一些功能：（1）在各种启动工况，如冷态启动、温态启动、热态启动和极热态启动中，使蒸汽温度和金属温度相匹配，缩短启动时间，节约费用。

　　（2）当汽轮机发生故障时，可采用停机不停炉的运行方式；或电网故障时，机组带厂用电运行，有利于尽快恢复供电，缩小事故范围。

　　（3）保护布置在烟温较高区域的再热器，防止再热器干烧以至破坏。

　　（4）启动时，使蒸汽中的固体小颗粒通过旁路进入凝汽器，从而防止汽轮机调速汽门、喷嘴及叶片的硬粒侵蚀。

　　（5）对配有安全功能的100％容量的高压旁路三用阀系统，既能在保证汽轮机寿命的前提下缩短启动时间，又能在汽机快速降负荷时取代锅炉安全门的作用，避免安全门动作。

　　（6）满足电网对机组各种负荷的需求，特别当电网要求机组负荷低于锅炉稳定燃烧的负荷时。

　　（7）可以使汽轮机采用中压缸启动。

　　（8）在启动或甩负荷时，旁路系统能供给除氧器、轴封等所需的辅助汽源。

　　（9）启动或甩负荷时回收工质，降低对空排汽噪声。2国内超临界机组旁路设置情况目前国内已运行及正在设计施工建设的超临界机组都是由外国公司负责设计，设备全部进口，所有机组都设有旁路系统。这些机组的旁路可分为三种型式：三用阀旁路系统，一级大旁路系统和三级旁路系统。

　　2.1三用阀旁路系统华能石洞口二厂2×600MW超临界机组，锅炉由瑞士SULZER和ABB－CE合作设计并供货。锅炉为一次再热、螺旋管圈、变压运行直流炉。过热器出口压力25.4MPa，出口温度541℃，过热蒸汽流量1900t/h，再热器出口压力4.57MPa，出口温度569℃。汽轮机是ABB公司制造的超临界、四缸四排汽、单轴、一次中间再热，反动式凝汽机组。主蒸汽进口压力24.2MPa、进口温度538℃，再热器进口压力4.34MPa、进口温度566℃。机组按复合变压运行设计，满足调峰和两班制运行，具有FCB、RB的能力。锅炉最低稳燃负荷为30％BMCR，变压运行范围36％～87％BMCR，汽机最低连续运行负荷相当于带厂用电负荷。该厂两台机组都设有100％BMCR（由4×25％BMCR阀组成）汽机高压旁路及65％BMCR（由2×32.5％BMCR阀组成）低压旁路系统。俗称“三用阀”系统。高压旁路由瑞士SULZER公司制造的DRE角式阀及配用的SULZER的ASM200－11型电液执行机构组成，控制系统为AN－6。低压旁路系统由ABB公司提供，由BVK阀及减温水、控制系统组成。其中低压旁路减压阀的调节阀另配有组合在一起的先导阀，减压阀后配置有一圆筒状多孔扩散器以引导蒸汽流动，并消除噪声。该机组旁路系统的主要功能如下：（1）在冷态、温态、热态和极热态启动工况下，使蒸汽温度和金属温度相匹配，缩短启动时间。（2）在机组甩部分负荷或全部负荷时，能维持锅炉稳定燃烧，实现停机不停炉或带厂用电。