一、前言

超超临界火电机组的旁路系统是指与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统，它由蒸汽管道、阀门和控制系统等组成。旁路系统包括高压旁路系统和低压旁路系统，高压旁路系统设置在过热器与再热器冷段之间，与汽轮机的高压缸并联，将过热器产生的高温高压蒸汽减温减压后，绕过汽轮机高压缸直接回到再热器冷段;低压旁路系统设置在再热器热段与凝汽器之间，将从再热器出来的过热蒸汽减温减压后绕过汽轮机的中、低压缸，直接引人到凝汽器。

二、旁路系统的功能

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旁路系统装置如图1所示。

1)机组起动时，通过旁路将不符合参数要求的蒸汽排人凝汽器，尽快使锅炉出口汽温、汽压和汽轮机冲转时要求的汽温、汽压相匹配，从而缩短起动时间，减少工质损失。

2)在汽轮机跳闸后，将锅炉产生的多余蒸汽导入凝汽器，锅炉维持在最低负荷下稳定运行，实现停机不停炉的运行方式。

3)在发电机甩负荷后，通过旁路将多余蒸汽排入凝汽器，锅炉在最低负荷下稳定运行，维持汽轮机空转或带厂电运行。

4)锅炉汽压过高时，旁路开启，减少对空排汽，避免锅炉超压及回收工质。

5)保护再热器，在锅炉点火至汽轮机冲转前或汽轮机跳闸锅炉带最低稳燃负荷运行时，由旁路系统为再热器提供一通流回路，使再热器得到充分冷却，避免干烧损坏。

6)机组起动时，使蒸汽中的固体小颗粒通过旁路进人再热器和凝汽器，从而防止汽轮机调速汽门、进汽口及叶片的硬粒侵蚀。

图1 二级串联旁路系统

1.控制线路 2.高压给水 3.高压减温水截止阀

4.高压减温水调节阀 5.高压旁路阀 6.再热器 7.过热器

8.汽轮机高压缸 9.汽轮机中低压缸 10.凝汽器

11.液压站控制单元 12凝结水 13.低旁减温水截止阀

14.低压减温水调节阀 15.低压旁路阀

三、旁路阀

高低压旁路系统阀门由高/低压旁路阀、减温水调节阀和减温水截止阀等组成，本文重点研究旁路阀的技术参数、结构及功能。

1.技术参数

一般情况下，1000MW超超临界火电机组采用40%BMCR容量旁路系统，其配套高压旁路阀、低压旁路阀的技术参数见表1

表1 高低压旁路装置技术参数

2.旁路阀结构

旁路阀由蒸汽减压和喷水减温两部分组成。超超临界旁路阀多采用先减压后减温的设计结构(见图2)，阀门出口的一体式减温设计适合较大的喷水流量。同时，阀后喷水使阀内高温蒸汽区的零部件不与减温水直接接触，减少温差变化对阀内零件寿命的影响。减温与减压分离使阀门流通能力大，减温能力强。

(1)蒸汽减压旁路阀进出口压差大，阀门采用一级笼式套筒+两级节流孔板的方式进行蒸汽减压。节流套筒、阀座采用阀盖压紧方式，可快速拆卸，维护方便。蒸汽先流经节流套筒，调整阀门开度可改变节流套筒的通流面积，蒸汽在套筒处节流加速，到达套筒与一级节流孔板间的压力缓冲室后膨胀减压;再顺次流经一级节流孔板和二级节流孔板，实现蒸汽逐级节流减压。各级节流副均为笼式小孔结构，保证蒸汽流动平稳，噪声低。

图2 旁路阀

1.弹簧雾化喷嘴 2.二级节流孔板

3一级节流孔板 4.减温水管路

5.阀体 6.阀瓣 7.节流套筒 8.阀杆

9.阀盖 10.执行机构

(2)喷水减温在节流孔板下端，沿阀体圆周方向均匀布置多个弹簧雾化喷嘴，使阀体整个截面上喷水量分布均匀，达到良好的低负荷雾化效果。蒸汽流经节流孔板后，与减温水呈垂直方向流动，此处蒸汽流速高，可迅速将减温水带走，可达到最佳雾化效果，缩短了雾化距离。

阀门采用弹簧雾化喷嘴(见图3)，根据喷水量的多少可自动调整弹簧压缩量，调节喷嘴开启面积，使减温水呈扇形高速喷出，雾化颗粒极细小，只有 50μm左右，可在极宽的范围内实现减温水雾化。

图3 弹簧雾化喷嘴

1.阀瓣 2.弹簧 3.喷嘴 4.喷嘴体

四、结语

超超临界高低压旁路阀可在同一阀体内实现蒸汽减压和喷水减温功能。阀内设置多级笼式节流套筒使蒸汽逐级平稳减压;同时利用弹簧雾化喷嘴自动调整减温水量，并使减温水以极细小颗粒雾化喷出，提高了阀门的雾化效果和调节范围。