浅谈660MW超超临界燃煤机组低压旁路阀频繁内漏处理方法

王福君

【摘  要】汽轮机旁路系统是与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统，主要由旁路蒸汽管道、阀门、控制系统及执行机构组成，其作用是将锅炉产生的蒸汽不经过汽轮机而引到下一级压力和温度的蒸汽管道或直接引入凝汽器。文章介绍了660MW超超临界火电机组中低压旁路阀内漏问题的处理方法。

【关键词】低压旁路阀;频繁内漏;处理方法

燃煤发电机组热力系统阀门内漏，看似一个极为简单问题，实际上它比外漏造成的后果更为严重。外漏的现象较明显且对机组补水率有一定的影响，人们往往比较重视，而内漏由于对机组的补水率影响不大且不易发现却常常被忽视，实际上汽水系统有的阀门尤其是低压旁路阀内漏对机组经济性影响十分明显，还威胁着凝结器的安全运行。

本机组汽轮机为哈尔滨轮机厂融合西屋，东芝，三菱技术进行自主设计、生产的N660-28/600/620间接空冷汽轮机。汽轮机型式：超超临界、一次中间再热、单轴、三缸两排汽、中低压缸双流、表面式间接空冷凝汽式机组。

1概述

超超临界火电机组一般采用高压旁路和低压旁路二级串联的系统装置，旁路系统的作用是协调汽轮机与锅炉之间的运行，除回收工质、消除噪声、保护再热器的安全运行外，还可使机组在冷态、热态、滑压和定压等各种不同方式下启动;在电网或机组故障时，旁路系统起保护作用，使机组快速甩负荷，并在短时间内低负荷运行，带厂用电。为了保持中压缸进汽压力稳定，也需要低压旁路阀经常参与开关调节，多次动作冲刷后关闭不严致内漏频繁，经多次检修后始终无法彻底解决重新启机后的低旁阀内漏问题。

通过对低压旁路阀解体检查，发现阀芯、阀座密封面有缺口、麻点、沟槽等，经堆焊研磨后装复，机组开机运行后又发现内漏，经过多次反复解体检修，每次机组启动后又内漏，且每次解体发现阀座与阀芯的密封面损坏原因均是由于杂质、异物等金属硬物卡涩所致，堆焊研磨治标不治本。

2锅炉概述

锅炉本体是北京巴布科克·威尔科克斯有限公司设计、制造的超超临界变压运行本生直流SWUP（SpiralWoundUP）锅炉，锅炉为螺旋炉膛、一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、前后墙对冲燃烧方式、Π型锅炉、紧身封闭布置燃煤锅炉;炉膛宽度21962.7mm，深度15935.7mm，炉膛总高度为66000mm。

省煤器为单级非沸腾式，位于尾部竖井前后烟道下部低烟温区，前后烟道各有两组与烟气成逆流顺列布置;炉膛水冷壁采用焊接膜式壁，由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁两种不同的结构组成，两者间由过渡水冷壁和混合集箱转换连接。

启动系统采用两个启动分离器和一个贮水箱，锅炉启动过程中和低负荷运行时，启动分离器进行有效的汽水分离，锅炉30%B-MCR负荷以下起固定蒸发点、汽水分离作用，使给水、汽温、燃料调节相对独立;锅炉30%B-MCR负荷以上呈干态运行，并不从系统中切除，只作为流通元件，锅炉启动系统为带启动循环泵的启动系统。

燃烧系统配有30只B&W公司研制的低NOx双调风旋流燃烧器，分三层前、后墙对冲布置;最上层煤粉燃烧器上方，前后墙各布置1层燃烬风口，每层布置7只，共14只燃烬风口;A、F层煤粉燃烧器共配有10支等离子点火器，用于点火和助燃，实现无油点火。

3低旁压力控制解决方案探索

3.1锅炉启动阶段的操作

（1）最小开度控制：锅炉点火时，开始产生蒸汽，低压旁路阀门保持关闭（最小开度），直至再热蒸汽压力达至Pmin（0.2MPa）时，控制模式就转变为升压模式;

（2）升压控制模式：随着燃烧的增强，蒸汽流量的增加，再热蒸汽压力根据冷态启动曲线、温态启动曲线、热态启动曲线定义的速率不断增加，直至达至最终启动压力，压力设定值按照冷态、温态、热态启动曲线的速率增加，直至汽机冲转目标值P，操作模式将转变为定压控制模式：

冷态升压率：0.016MPa/min

温态升压率：0.034MPa/min

热态升压率：0.067MPa/min

P：1.4MPa（冷态）、1.4MPa（热态）

（3）定压控制模式：控制再热蒸汽压力为P，汽机进行挂闸、升速、并网、带负荷。随着汽机组进汽，旁路阀门将相应的关闭。当低压旁路阀门关闭，当检测至“发电机并网”信号时，操作模式转换至滑压模式;

（4）滑压控制模式：蒸汽压力根据锅炉的负荷滑动，设定值按一定速率跟踪实际压力。除非蒸汽压力发生特殊扰动，旁路阀门应维持关闭位置。此时的设定值为再热蒸汽压力加上△P（0.5MPa），如果由于蒸汽压力增长较快并超过设定值，旁路阀门将开启。此时转为定压控制，设定值的变化率为零，直至旁路阀门关闭。低旁压力设定值的上限为P（5.5MPa）。表1滑压模式下压力设定值变化率曲线：

3.2低旁停炉阶段的操作

（1）减负荷控制

停炉指令由操作员发出或由APS顺控来;随着燃烧减弱，蒸汽量减少，再热蒸汽压力及设定值根据锅炉的负荷逐渐降低;设定值为实际的再热蒸汽压力与△P之和，因此低旁阀始终保持关闭，操作方式仍为滑压控制模式。当蒸汽的产生量>蒸汽的消耗量，压力就上升;升压率dP/dt>0.016MPa/min，操作模式将切换至定压控制模式。

（2）低旁停机控制

汽机打闸停机后，蒸汽不再流经汽机，旁路阀门将相应开启;阀门处于定压控制模式下。

锅炉灭火：当炉膛灭火时，操作模式切换至滑压控制模式;目标设定值为实际的再热蒸汽压力。因此低旁阀门始终保持关闭。

锅炉的重新启动：锅炉重新点火，蒸汽发生器开始产生蒸汽。这个流程与锅炉冷态启动时所描述的操作是一致的。

（3）低旁快速功能

低旁快开：当高旁阀快速开启时，联锁低压旁路阀快速开启;在快开的过程中，压力设定值跟踪实际的过程量，控制器的输出跟踪实际位置;快开功能在所有低旁阀达至预定的位置时停止，或从最初发出低旁快开指令后6s钟停止;快开功能在所有低旁阀达至预定位置再减去10%时停止。

低旁快关：为了防止凝汽器超温、超压、满水位，低旁阀快速关闭能起至保护凝汽器的作用;当出现机组背压低、凝汽器温度高、凝汽器水位高、减温水压力低任一情况时，低旁快关，当低旁阀达至关闭位置，或者初始快关命令发出6s后，快关停止;在快关的过程中，蒸汽压力设定值跟踪实际压力，控制器输出跟踪阀门实际位置;操作员要改变设定值，可以将LOC/REM切换至就地位置，输入所需的压力值。

3.3低旁温度控制

（1）減温水阀门开度控制：通过控制减温水阀门的开度，调节减温水流量，来控制低旁出口蒸汽温度;操作员可根据实际需要，设定一个减温后的蒸汽温度值;减温水阀门开度的设定值是通过低旁蒸汽阀的开度、蒸汽阀前后蒸汽的焓值、减温水的焓值以及减温水阀门的特性曲线计算得至的;在低旁蒸汽阀快速动作时，减温水阀门被联锁也快速动作。

（2）减温水截止阀控制：低旁蒸汽阀离开关闭位置后，将联锁开启减温水隔离阀;低旁蒸汽阀达至全关位置后，减温水隔离阀将延时15s关闭;减温水隔离阀也可以根据操作员的指令开关;低旁蒸汽阀开启：位置反馈>3%;低旁蒸汽阀关闭：位置反馈<2.5%。

结语

为防范于未然，视情况每次开停机时，利用低旁全开对再热器进行吹扫，逐步减少和消除蒸汽残留硬物;做好汽水品质监督管理，确保汽水品质合格，锅炉受热面更换后，应严格按照标准吹扫，尽可能防止蒸汽系统新增杂物。

（作者单位：神华国华宁东发电有限责任公司）