超临界高低压旁路阀的研究

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630MW超临界机组热力系统阀门内漏的治理分析

630MW超临界机组热力系统阀门内漏的治理分析0引言某发电公司装机2×630MW，#1、#2机组均为上海电气集团生产的630MW超临界火力发电机组,#1、#2机组分别于2007年2月份和6月份投产运行，投产初期，两台机组热力系统阀门内漏情况较为严重，主要带来了三种不利情况：一是疏水漏入无压放水系统，经过无压放水母管排到污水坑内，造成汽水损失和热量损失，增加机组补水率；二是疏水漏入凝汽器内，汽水得到回收，但汽水热量没有充分做功，排入凝汽器增加了机组冷源损失，循环热效率下降；三是高品质的蒸汽未经充分做功就漏入低品质的蒸汽内，虽然没有汽水量的损失，但也使得机组循环热效率下降。

阀门内漏主要为汽机本体疏水阀普遍内漏；汽水管道、加热器的疏水，放水阀门内漏；主蒸汽、再热蒸汽的高低压旁路调节阀内漏；锅炉受热面排空气阀门、过热器减温水管道放水阀门、给水管道放水阀门等泄漏较多。

机组运行中测量疏水、放水阀门的门杆或门后管道温度，普遍高于50℃，少数阀门温度高达200℃以上，机组无压放水母管表面温度120℃以上，母管内有大量的泄漏疏水排出，使得机组补水率高达2.2%以上，凝汽器过冷度达到-2.0℃，显示大量疏水泄漏进凝汽器并加热了凝结水。

由于大量高品质蒸汽未充分做功即泄漏到热力系统之外或凝汽器热水井，降低了机组循环热效率，估算影响煤耗升高2克/千瓦时以上，同时增加了化学制备除盐水成本。

为了使机组补水率下降，减少泄漏到凝汽器的热水和热汽量，提高机组循环热效率，降低煤耗，公司组织开展了阀门内漏治理的专项工作，通过加强阀门内漏排查和治理，目前机组补水率下降到0.5%以下，泄漏到凝汽器的热水和热汽大幅减少，取得了煤耗下降，除盐水消耗量下降的经济效益。

1主设备概况锅炉为超临界变压螺旋管圈直流锅炉，型号为SG-1913/25.4-M965，单炉膛，四角切圆燃烧，一次中间再热，平衡通风，露天布置，固态排渣，全钢结构，全悬吊∏形布置，BMCR蒸发量1913t/h，额定主蒸汽压力25.4MPa，额定主蒸汽温度571℃、再热蒸汽温度569℃，采用中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统。

超超临界机组汽轮机旁路阀结构浅析

超超临界机组汽轮机旁路阀结构浅析作者：谢斌来源：《科学与技术》2018年第23期摘要：目前我国超超临界机组使用汽轮机旁路主要有两种结构设计流派，分别是以SIEMENS和CCI为代表。

现就660MW超超临界机组汽轮机旁路阀分析这两种设计结构优劣利弊。

关键词：汽轮机旁路；阀门结构；嵌入式一、旁路系统概述汽轮机旁路系统的功能主要是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。

目前旁路系统型式主要有高、低压二级串联旁路系统，一级大旁路系统，三级大旁路系统，三用阀旁路系统等四种设计型式。

对旁路阀本身来说，因驱动方式不同可以分为电动、液动及气动[1]。

国内目前电厂使用的旁路阀多为进口的，尤其是在超临界和超超临界大机组使用方面来说，现在主要生产商有CCI、SIEMENS、BOMAFA、GSVALVE、SEMPELL、HORA。

其中，国内电厂使用较多的是CCI和SIEMENS，而这两家提供的旁路阀结构上有明显的特点。

以下均以660MW超超机组使用的高压旁路阀结构作为分析材料，其中容量为40%BMCR。

二、SIEMENS旁路阀结构（图1）SIEMENS高压旁路蒸汽变换阀主要包括：阀体、阀杆、笼式阀芯、阀座、锥形节流孔板和减温水喷头。

蒸汽经过第一级（笼式阀芯）减压后部分蒸汽直接通过减温水喷头并雾化减温水，其它蒸汽经过多级减压后和经过雾化的蒸汽混合，再与后面的减温水混合并减温。

这种减温方式的特点是汽水混合效果好，无热应力冲击。

SIEMENS高压旁路阀阀芯采用的是嵌入式，也就是说阀芯要完全嵌入阀座内才能关闭阀门。

这也就意味着阀座要设计得更大一些，该容量机组的旁路阀通流直径为160mm（阀座直径）。

较大的通流直径，可以降低蒸汽流速，可以减少蒸汽对设备的冲刷和侵蚀，但是同样加大了整个阀门的尺寸，增加了造價。

超超临界汽轮机旁路系统的选型

专题专家论坛热点聚焦新成果与技术应用讨论与建议技术监督经验交流可靠性技术标准与修订国际电力您的位置：热点聚焦 >超超临界机组汽轮机旁路系统的选型[返回目超超临界机组汽轮机旁路系统的选型张新春,刘郁（华电国际邹县发电厂，山东省邹城市 273522）摘要：介绍了超超临界机组汽机旁路系统的功能及类型，对华能玉环电厂4×1 000 MW超超临界机组与华电国际邹四期2×1 000 MW超超临界机组的汽轮机旁路系统的设置方案进行了比较。

前者选用的是高、低压两级串联旁路系统，后者一级大旁路系统，他们在旁路系统的设置上有较大不同，但专家论证认为这2种旁路系统均是可行的。

文章还对旁路系统选组启动、运行方式、控制造价2个方面进行了说明。

关键词：火力发电厂；超超临界机组；汽轮机；锅炉；旁路系统；机组启动中图分类号： TK26华能玉环电厂、华电国际邹县电厂四期扩建工程，均为1 000 MW等级的超超临界机组，是我国目前正在建单机容量最大、参数最高的大型燃煤火力发电机组，分别由华东电力设计院和西北电力设计院承担电厂的总体计。

在旁路系统的选型中进行了广泛的调研后，分别选用了高、低压两级串联旁路和高压一级大旁路，对我国超临界大容量机组旁路系统的选型具有一定的借鉴意义。

1 超超临界机组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已达到相当高的水平。

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：三用阀旁路系一级大旁路系统、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均有使用业绩，但超超临界机组设备主要选用高压一级大旁路系统和高、低压两级串联旁路系统。

下面对这2种分别进行介绍。

1.1 高压一级大旁路系统图1 高压一级大旁路系统简图高压一级大旁路系统简图如图1所示。

当此种旁路系统投运时主蒸汽经减压减温后快速直接排入凝汽器。

浅谈660MW超超临界燃煤机组低压旁路阀频繁内漏处理方法

浅谈660MW超超临界燃煤机组低压旁路阀频繁内漏处理方法作者：王福君来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第08期【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。

600MW超临界机组旁路配置和容量选择

少汽轮机本体金属寿命的消耗，现在的大容量、
高参数机组基本都采用带旁路的启动方式。带旁路的启动系统为适应不同的启动方式又分为：高、
低压两级串联旁路、高压一级大旁路、三级大旁路系统、三用阀旁路系统等。
图１高低压串联旁路系统
力：８９ＭＰａ．２ａ（）。
２）高压旁路阀后参数选择，是整个旁路系统的关键，它决定了整个旁路系统的设计。通常
图２高压一级大旁路
在标准工况下取高压缸排汽参数；在启动工况下，
高旁阀后压力温度应满足制造厂的要求。
作用，因此需要控制再热器系统的暖管升温，不
超临界直流锅炉高、低压串联旁路系统示意
图见图ｌ。
利于机组的热态启动。ｊ，ｔ有二级大旁路系统和三用阀旁路系统，ｔ￣，ｔ还三
目前不再采用。
收稿日期：２００７—１２２— ５
４汽轮机旁路系统的选择
４１选择旁路系统的原则．汽轮机旁路系统的选择应结合机组特点和电
３低压旁路阀前压力参数选择，应与高压）旁路阀后的压力参数相适应，即取高旁阀后压力
减去再热器及再热管系的压降。
级大旁路系统将蒸汽从汽机人口直接旁路
到凝汽器。其特点是系统简单、投资少、操作方便，可满足机组启动停机过程中回收工质并加快

660MW超临界机组高,低压旁路阀漏泄成因及治理

660MW超临界机组高,低压旁路阀漏泄成因及治理摘要：汽轮机热力系统中的阀门泄漏是汽轮机热耗增加的重要原因。

通过制定防治措施，合理安排检修周期，在很小的范围内控制甚至完全消除泄漏，是提高火电机组安全稳定运行的有效途径。

通过连续摸索，提出了一种控制阀门泄漏的成功方案，希望对其他同类发电厂有一定的参考价值。

关键词：超超临界机组；高旁阀；泄漏前言：汽轮机旁路采用两级串联高压和低压旁路系统。

高压旁通系统由高压旁通阀、喷淋隔离阀和喷淋调节阀组成。

高侧阀是高压联合启动、正常关闭和事故处理的关键阀门，要求高密封性和快速运行。

如果侧阀泄漏率高，将造成新的蒸汽浪费，单位循环效率下降，单位煤耗增加。

一、阀门内部泄漏对发电企业的影响（一）对企业安全生产的影响安全生产是电力企业日常工作的重中之重，是企业生存的基石。

阀门泄漏会使操作设备不能完全隔离，设备维护安全措施不能到位，不仅严重威胁维修人员的安全，而且还会导致必要的维修工作无法进行，设备可靠性下降。

此外，阀门内部的长期泄漏会导致阀门后壁的腐蚀和变薄，管道的机械强度会下降，引起爆炸危险，给设备和人身安全造成巨大的隐患。

（二）对企业经济效益的影响阀门漏水主要表现为高温、高压系统旁通门、疏水门和排放门。

这些高温和高压的工作材料被直接排放到冷凝器中而没有被利用，造成很大的热损失。

同时，大量的热水蒸汽被排放到冷凝器中，导致冷凝器的热负荷增加，蒸汽涡轮机的效率降低。

锅炉侧阀泄漏，使加热后，压力直接排出未利用的工质，导致锅炉效率下降。

阀门泄漏会影响进给水泵的蒸汽和功耗，导致辅助功耗的增加。

炉缸侧的内部泄漏会导致机组整体效率下降和经济状况恶化，直接影响企业的经济效益。

（三）对企业文明生产的影响阀门在生产现场的泄漏导致高温、高压蒸汽和水直接排入环境，严重恶化现场工作环境，不可避免地影响现场的设备和人员，恶劣的环境不仅损害设备使用寿命，而且影响人员的工作效率。

二、汽轮机系统中高侧向汽门的主要问题某电厂高侧阀投产以来，已发生了一定程度的泄漏，高侧阀的蒸汽温度比高泄蒸汽高30度（高侧阀的良好密封标准是高侧阀的蒸汽温度应低于高泄蒸汽的蒸汽温度）。

超临界高低压旁路阀的研究

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Байду номын сангаас
锅
炉
制
造
总第２４１期
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２．２旁路阀结构原理
旁路阀由两部分组成，一是减压部分，二是减
温部分。超临界高、低压旁路阀一般采用先减压、后减温的结构型式（图２），这种结构能更好地实现减温水雾化效果，尤其在大流量、有快速动作要
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｙｐａｓｓｓｙｓｔｅｍ；ｓｕｐｅｒｃｉｔｒｉｃａｌｔｈｅｍａｒｌｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ；ａｔｏｍｉｚｉｎｇｎｏｚｚｌｅ；ｂｙｐａｓｓｖａｌｖｅ
１旁路系统构成
超临界火电机组一般采用一路高压旁路和两
路低压旁路串联的旁路系统（图１），高压旁路容
量为３０％～４０％ＢＭＣＲ。旁路系统由旁路蒸汽管
高压旁路减温减压后进入再热器，再经低压旁路
减温减压后直接进入凝汽器。旁路系统的主要作
（哈电集团哈尔滨电站阀门有限公司，黑龙江哈尔滨１５００４６）摘要：本文研究了超临界火电机组二级串联旁路系统的组成，同时还研究了其配套高低压旁路阀的结构、工
作原理和节流副选材。
关键词：旁路系统；超临界火电机组；雾化喷嘴；旁路阀
求和启动次数较多时，可较好地防止阀体受到侵

1000MW超超临界机组高低旁阀内漏问题研究与优化

1000MW超超临界机组高低旁阀内漏问题研究与优化付灿平华润电力投资有限公司华中分公司湖北武汉430000摘要：汽轮机高低旁阀由于长期承受苛刻的工作环境，阀芯阀座接触密封面受到高速气流的冲蚀，普遍存在内漏的现象，而高低旁阀内漏不但影响机组的经济性，而且威胁着机组的安全稳定运行。

本文针对某电厂1000MW#3机组高低旁阀内漏的研究与治理，阐述了高低旁阀内漏的判定及定量分析，并通过多方位的分析高低旁阀内漏的原因,从根本上进行专项治理，优化改造，最终取得了良好的效果。

关键词：高低旁阀；阀座；密封面；冲蚀；升级优化1前言某电厂1000MW#3、#4机组高低旁阀是采用德国进口博普■罗依特（Bopp&Reuther）DCE系列产品。

单台机组配置1个40%BMCR主蒸汽流量高旁阀和2个20%BMCR再热蒸汽流量低旁阀,布置在汽机房约8.6m层上。

执行机构型式为液动，并为每台机组的旁路装置液动执行器配备了各一W供油装置（油站）,供油装置（油站）设置了油温自动控制装置、在线自动净化过滤装置及冲洗装置。

#3机组高低旁阀目前经常出现内漏问题，高低旁阀后温度远远高于设计值。

高低旁阀内漏不但影响机组的经济性，而且当泄漏量增大时，阀后温度高容易引起管道超温，严重威胁着机组的安全运行。

2高低旁阀内漏的判定及定量分析2.1高低旁阀内漏的判定对高低旁阀内漏的判断，是治理阀门内漏的前提。

如果阀门关闭严密，阀体及阀后温度应与阀后蒸汽温度一致，因此从理论上讲，可以通过阀门前后温度的情况来判定阀门内漏的情况。

根据多年实践经验，对于低旁阀，当低旁阀及对应减温水隔离阀关闭6小时后，阀后温度应降至与低压缸排汽温度一致，否则判定该阀门内漏；对高旁阀，当高旁阀及对应减温水隔离阀关闭8小时后，阀后温度应降至等于或低于冷再温度一致，否则判定该阀门内漏。

2.2高低旁阀内漏的定性分析如果阀门存在泄漏，泄漏的新蒸汽沿着管道缓慢流动，部分热量被散发掉，至温度测点时，温度已降低。

600MW超临界机组高低旁阀防内漏技术研究与应用

600MW超临界机组高低旁阀防内漏技术研究与应用摘要：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。

本文介绍了600MW超临界火电机组中高低压旁路阀内漏问题的优化改造情况和使用效果。

关键词：600MW超临界机组高低旁阀；泄漏；改造引言目前，在各大火力发电机组中，高低压旁路阀无论是进口还是国产设备，都普遍存在长期内漏问题，并且随着使用时间的增长，泄漏量越来越大。

由于阀门内漏，阀后温度升高，为了保证机组安全可靠运行，就必须投入减温水。

而此时减温水量很少，根本不能雾化，流到阀后高温高压管道的焊缝上，而使管壁和焊缝产生裂纹，给机组带来严重的安全隐患此外，阀门内漏还会造成发电厂的效率降低。

为了消除内漏，将阀门解体检修，对密封面进行处理，重新堆焊、加工后再进行研磨。

在回装前，需仔细地检查密封面的吻合度，达到检修要求；回装时，更换密封件，履行安装工艺，调试定位准确。

然而，机组启动后，高低压旁路阀依然内漏。

有时漏流量较小，有时漏流量较大，有时甚至比修前更大。

检修质量波动很大，根本无法保证。

花费了大量的人力、物力和财力，而问题还是没有得到解决。

1 我公司高低旁阀门概述国电聊城发电有限公司二期高低旁阀为CCI公司出品的HBSE阀和NBSE阀采用上阀笼笼罩导向、平衡式阀芯设计，阀座下游为整流式下阀笼，阀后为线性弹簧式喷嘴，阀门采用先减压、后减温的方式达到减温减压的效果。

现场阀门采取的是下进侧出的管道布局。

其中在低旁出口管道进入冷凝器前安装有三级喷水减温器，因为低旁三级减温是低旁动作后自动开启的，其作用是当低旁开启时，降低低旁排入凝汽器蒸汽温度，从而保护凝汽器和防止热汽返回低压缸使低压缸过热，而产生内漏的危害因为低旁后的蒸汽是去凝汽器的，如果低旁减温门后温度高，说明有高温蒸汽进入凝汽器，可能会造成凝汽器铜管胀口泄漏，致使机组经济性差。

350MW超临界机组低旁阀内漏治理

———————————————收稿日期：2019－03－09作者简介：林河（1981－），男，海南海口人，本科，助理工程师，主要从事火力发电厂汽机专业生产管理工作；唐甸武（1984－），男，350 MW 超临界机组低旁阀内漏治理林河，唐甸武，张明东，林丰（华能海南发电股份公司东方电厂，海南东方 572600）摘要：华能海南发电股份公司东方电厂2×350 MW 机组配置的进口低压旁路阀使用中严重内漏，反复检修效果依然如此，阀门几乎一直处于故障状态运行，严重影响机组效率和运行安全。

分析了阀门结构和内漏原因，制定了阀门改造方案。

总体结构采用了防冲蚀、防呲损设计，取消直通式平衡结构，采用预启阀平衡阀门开启阻力；改变了操作方式，采用提拉关闭式结构；优化了阀座，解决了阀座密封和拆卸难的问题；新设计了阀杆、阀芯，阀芯可以实现自动对中，避免了长期使用中阀杆变形造成的卡涩问题；改造了阀门的密封形式，解决了低压旁路阀普遍存在的内漏和使用寿命短的问题。

关键词：超临界；低压旁路阀；内漏中图分类号：TH138.52文献标志码：Bdoi ：10.3969/j.issn.1006-0316.2019.07.016文章编号：1006－0316 (2019) 07－0076－05The Repair of the Internal Leakage of the Low-Pressure Bypass Valve which is Equipped with350 MW Supercritical UnitLIN He ，TANG Dianwu ，ZHANG Mingdong ，LIN Feng( Dongfang Power Plant, Huaneng Hainan Power Generation Co., Ltd., Dongfang 572600, China ) Abstract ：The imported low-pressure bypass valve equipped with 2×350 MW unit in Huaneng Hainan Power Generation Co., Ltd. Dongfang Power Plant has a serious internal leakage in operation. The effect of repeated maintenance is still the same, the valve almost always in the state of failure, seriously affect the efficiency and safety of the unit. In this paper, the valve structure and internal leakage reason are analyzed, the valve reconstruction scheme is formulated, the overall structure adopts the anti-erosion, anti-scrape design, cancels the straight-through balance structure, uses the pre-open valve to balance the valve opening resistance; The operation mode was changed and the pull-off structure was adopted. The valve seat is optimized to solve the problem of seat sealing and disassembly. The new design of valve stem, valve core, the valve core can achieve automatic alignment, avoid the long-term use of the valve stem deformation caused by the sticking problem; The modified sealing form solves the common problems of internal leakage and short service life of the low pressure bypass valve.Key words ：supercritical ；low-pressure bypass valve ；internal leakage低压旁路阀是一种蒸汽转换阀，用于对大流量蒸汽进行调节、降压、降温冷凝。

超超临界二次再热机组高旁优化控制研究

(1) 所有压力取样仪表管路均户外露天敷设，
该公司二期工程高旁采用 IMI-B&R 的旁路设
基金项目：高效灵活二次再热发电机组研制及工程示范（2017YFB0602100）。
备，高旁型号为 SIRA BH 112sT，高旁安全功能通过三路冗余的安全功能电磁阀实现，安全功能信号来自就地的 MT5356 测量和试验装置柜。按照标准配置，生产厂家只提供一个 MT5356，其中包含 3 个压力开关，负责采集和检测主蒸汽系统的压力，3 个压力开关与高旁阀上的 3 个安全功能电磁阀一一对应，其中任何一个压力开关跳闸均会触发高旁阀安全功能快开。该配置方式误动风险较大，任何一个压力开关及其回路故障都可能触发高旁阀误动，造成机组的非计划性停运，所以有必要对高旁控制进行优化改造。
(2) 高过压力大于 34.1 MPa，延时 3 s MFT （DCS 压力信号为高过 3 只压力变送器模拟量信号经 DCS“三选二”逻辑判断）。 1.2.2 就地高旁控制柜硬回路保护逻辑
高过压力高于 34.1 MPa，高旁 A/B 阀快开。此处高过压力信号为就地 MT5356 控制柜的 3 只压力开关测点，任一压力开关测点值达 34.1 MPa 后，开关会发出一个信号至就地 PCS1 或 PCS2 柜，其中，A 侧的信号至 PCS1 柜，B 侧的信号至 PCS2 柜。经过 PCS1 或 PCS2 柜后屏蔽 DCS 所有控制信号，同时输出信号直接去就地，让高旁 A/B 阀控制电磁阀失电使高旁 A/B 阀快开。 1.3 原有高旁快开保护系统逻辑存在安全隐患
1 高压旁路保护功能
高压旁路配置容量为 100 %，高压旁路装置对
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电力安全技术
第 21 卷 (2019 年第 10 期)

高低压旁路系统阀门的研究_刘金伟_618

分类号：士学位论文（工程硕士）
高低压旁路系统阀门的研究
硕士研究生：刘金伟指导教师：王俊玲教授学位级别：工学硕士工程领域：核能与核技术工程所在单位：核科学与技术学院论文提交日期：2013 年 3 月论文答辩日期：2013 年 6 月学位授予单位：哈尔滨工程大学
Engineering Date of Submission: March,2013 Date of Oral Examination: May,2013
University: Harbin Engineering University
摘要
本文研究了超超临界火电机组配套高低压旁路系统的结构形式、在机组启动、运行、停机过程中所起的作用、旁路系统容量的选择原则及控制的组成和作用。重点研究了高低压旁路系统配套阀门设计技术方案、高低压旁路阀的结构、实现减温减压的方式和原理，介绍了高低压旁路阀主要零部件的材料及选择原则，还研究了这新材料的化学成份及其各项力学性能。
Candidate: Liu Jinwei Supervisor: Professor Wang Junling Academic Degree Applied for: Master of Engineering Engineering Field: Nuclear Energy and Nuclear Technology
本文还研究了高低压旁路阀门配套液动、电动和气动执行机构的调节控制精度、可靠性、操作力、快速开启关闭时间等性能的研究。
关键词：高低压旁路阀；控制系统；机械性能；执行机构；减温水
ABSTRACT
This article makes the research on the function of the structure for HP and LP bypass system used by ultra super critical thermal power plant unit during start-up, operation, and shut-down, the selection princinple of the capacity of bypass system and the combination and effection of controlling. The priority research is that design scheme of the valve supplied to HP and LP bypass system, the structure of HP and LP bypass vlave, and the method and principle of achieving temperature and pressure reducing. It introduces the main parts material of HP and LP bypass valve and material selection principle. The research also includes the chemical composition of new material and mechanical properties.

超超临界机组高、低旁减压阀泄漏处理措施浅析

高、低旁减压阀若泄漏导致的阀后管道长期超温运行带来较大的安全隐患；我公司高旁阀后管道材质为 A691Cr11/4CL22，此管道设计温度为 407℃，最大工作温度不超过 430℃，而 2# 机组高旁减压阀开减温水前阀后温度最高达到 470℃，之前发生过某电厂因为高旁减压阀后温度长期超温导致管道撕裂泄漏的情况，严重影响机组安全运行；现 2# 机组已经微开高旁减温水，阀后温度降至 260℃左右。
自 2015 年两台机组正式投运以来，1# 机组高、低旁已经累计外送修理达 5 次，2# 机组高、低旁已经累计外送修理达 6 次，且每次返厂修复后约经历 2 次机组启停，高、低旁又会反复出现内漏情况，严重影响机组的安全运行。 2.3 改造后经济性估算
高、低旁减压阀内漏会导致大量高品质蒸汽泄漏未做功就被回收，造成较大经济损失。针对 660MW 等级火电机组旁路泄漏引起的经济损失做了粗略估算，假设每台机组每年发电天数为 300 天，平均发电功率按额定功率的 80% 计算，若旁路存在较严重泄漏，每台机组每年可漏掉新蒸汽约 2.4 万
由于阀门结构为水平布置，导致关闭时阀芯和阀座不能很准确地对中，通过改进阀芯，加装先导式结构，阀门在开关过程中将先导阀打开，阀芯上装有弹簧，从而使阀门通过平衡孔保证阀芯上下压力平衡，阀门启闭时，阀芯在执行机构推力作用下，克服弹簧压力，预启阀密封面与阀芯密封面贴合，关闭了平衡孔通道，从而使平衡孔不产生泄漏。 3.3 增加执行机构推力
由于高、低旁减压阀本身结构的原因（蒸汽会对阀芯和阀座密封面形成直接冲刷），加上如果预热、疏水不充分，或者机组检修后启动介质中含有杂质等原因，当阀门开启时，湿蒸汽产生的冲蚀或者杂质夹在密封面引起阀芯密封面的最初损伤；在阀门关闭前，由于水珠或异物的高速冲击，已经导致了高低旁密封线的损坏，造成内漏，这是导致高低旁内漏雨最主要的原因，占高、低旁减压阀内漏概率的 90% 以上。且由于已经在阀芯密封面上形成了损伤，当阀门关闭后在相应的损伤位置就会持续泄漏，而泄漏产生的高速流既会加剧阀芯的损伤，同时又会在阀座密封面上形成损伤。 2.2 我公司高、低旁减压阀现状

600MW超临界机组某型旁路阀的故障分析与处理

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald70程技术DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.01.070600MW超临界机组某型旁路阀的故障分析与处理①麦洁(茂名臻能热电有限公司广东茂名 525000)摘要：本文对茂名热电厂7号机组旁路阀从基建到投产的五年时间内，先后发生的油缸驱动力不足、高频剧烈振动、噪音超标污染、阀门内漏等多种问题进行了详细分析，并提出了阀体结构改造、阀芯阀座防冲刷结构改造等一系列技术方案，有效地解决了上述缺陷问题，消除了高温高压设备的安全隐患，并提出了延长设备寿命和检修周期的运行措施。

关键词：600MW机组旁路阀故障分析处理中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)01(a)-0070-031 设备概况及参数茂名热电厂7号机组为东方汽轮机厂引进日立技术生产制造的超临界压力、一次中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、双背压、抽汽凝汽式汽轮机，型号为：CC600/523-24.2/4.2/1.0/566/566，最大连续出力为662MW，额定出力为600MW。

机组采用高压和低压两级串联的旁路系统，其中高压旁路容量为40%锅炉最大容量，布置在汽机房的6.9m平台上；低压旁路设置两套装置，分别对应高、低压凝汽器，总容量为高压旁路的蒸汽流量与喷水流量之和，布置在汽机房的13.7m平台上。

高压旁路系统装置由高压旁路阀（含减温器）、喷水调节阀、喷水隔离阀及液压站、油管道（硬管和软管）等组成，低压旁路系统装置由低压旁路阀（含减温器）、喷水调节阀、喷水隔离阀及液压站、油管道等组成,主要参数如表1所示,高旁阀结构图见图1。

2 设备运行情况及问题(1)2012年基建期间，高旁阀减温水调节阀由于油缸驱动力不足，导致减温水调节阀在压力大于13M Pa时无法开启，更换更大驱动力的油缸，此问题解决。

660MW超临界机组高压旁路阀阀芯焊接修复工艺及应用

山东电力建设第三工程有限公司承建的印度蒙德拉 5X660MW超临界机组项目6号机总启动过程中2只高压旁路阀出现了内部泄露情况，待停机后检查发现2只高压旁路阀阀芯端部结合面处整个圆周都出现了大面积的冲刷凹坑，如图1所示，致使高旁阀内漏严重。因现场时间紧迫，联系生产厂家进行返厂修复或补供已经不现实，在这种情况下，决定对高压旁路阀进行解体，对阀芯进行就地焊接修复。
2 高压旁路阀阀芯的焊接修复与热处理 2.1母材焊接性能
经过査阅高压旁路阀相关制造证书和图纸，并进行现场光谱分析检验，高压旁路阀阀芯材质为X20CrMoV121,是按德国DIN17175标准生产的一种广泛应用于火电机组高温高压相关部件的耐热钢，简称F12不锈钢，属于马氏体型耐热不锈钢，合金元素含量高，其最高使用温度为650-C,可焊性较差，具体化学成分如表2所示。 2.2焊材选择
(1)焊前准备。焊接前将高旁阀阀芯冲刷凹坑和尖角等缺陷打磨圆滑，认真清理修复区域及其边缘 15〜20mm的铁锈及油污，然后做表面着色检验，确保表面无裂纹等缺陷。焊条要求在2209条件下烘焙lh,
表1高旁阀阀芯表面打磨处理后硬度(HB)检验值
序号
周向硬度值(HB)
平均值
备注
阀芯1
265
245
256
W 0. 030 10.0 〜12.5 0.80 〜1.20 0. 30 〜0. 80 0. 25 〜0. 35
作者简介：于连水(1984—),男，工程师，研究方向：电力焊接。
保温桶工作正常，随用随取。焊机、焊接工器具、热处理设备及其配套设施等准备齐全。
•14* I 研究成果 I Research Findings
图1 #6机高压旁路阀阀芯损坏情况 1 高压旁路阀损坏情况及原因

640 MW超临界机组汽轮机高压旁路阀内漏的改造及经济性分析

某机组高压旁路阀为进口 CCI 产品，型号是 HBSE160 － 250，阀门由阀芯阀杆组件、阀座、阀笼、阀盖及密封件等组成，具体结构如图 1 所示。
0引言
高压旁路阀（简称高旁）是汽轮机高中压缸联合启动，正常停机及事故处理的关键阀门，高旁长期运行在比较恶劣的环境中，阀前处于主蒸汽的高温、高压区域，阀后为冷段再热管道，阀前与
收稿日期： 2018 － 09 － 28 修订日期： 2109 － 01 － 15 作者简介：李恒（ 1983 －），男，工程师，从事汽机设备的检
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应用能源技术
2019 年第 7 期（总第 259 期）
漏问题，提高了机组效率，降低了煤耗，保证了机组安全稳定运行。
1 高压旁路阀的作用及现状
1． 1 高压旁路阀的主要作用（ 1）改善机组的启动性能：机组在各种工况
下（冷态、温态、热态和极热态）用中压缸启动时，投入旁路系统控制锅炉蒸汽温度使之与汽机汽缸金属温度较快地相匹配，从而缩短机组启动时间和减少蒸汽向空排放，减少汽机循环寿命损耗，实现机组的最佳启动。
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应用能源技术
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doi： 10． 3969 / j． issn． 1009 － 3230． 2019． 07． 007
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640 MW 超临界机组汽轮机高压旁路阀内漏的改造及经济性分析
李恒，李军辉
（河北西柏坡发电有限责任公司，石家庄 050400）
摘要：某电厂 640 MW 超临界机组汽轮机高压旁路阀存在内漏现象，浪费了高品质的蒸汽，降低了机组效率，增加了煤耗。文中分析了引起高压旁路阀内漏的原因，主要原因是平衡密封圈不严密，行程反馈误差大，并针对此缺陷实施了改造预启阀、增加手动加关装置等措施，解决了高旁转换阀内漏问题，并用等效焓降法对高旁阀内漏对机组热经济性的影响进行了分析，结果表明消除高旁阀内漏提高了机组的经济性，且改造回收期短。

600MW超临界机组某型旁路阀的故障分析与处理

600MW超临界机组某型旁路阀的故障分析与处理摘要：某热电厂7号机组旁路阀从基建到投产的五年时间内，先后发生了油缸驱动力不足阀门无法开启、高频剧烈振动引起阀门及管系焊缝开裂、噪音超标污染、阀门内漏等多种问题，通过阀体结构改造、阀芯阀座防冲刷结构改造等一系列技术方案，历时五年，终于有效地解决了上述缺陷问题，消除了高温高压设备的安全隐患，避免了高品质蒸汽内漏造成的大量能耗损失。

关键词：600MW；超临界；机组某型；旁路阀一、故障原因分析(1)管道发生振动的常见情况是水击（水锤）现象，由汽（气）液两相流或疏水不畅所造成，但从机组2014年1月4日启动过程的情况（高旁阀减温水为手动控制，未过量喷水；疏水亦正常）分析，振动源应为高旁阀内部。

(2)此类型阀门后的管道直管段长度要求为管道直径的5～10倍，7号机组高旁阀后的管道长度（5900mm）/直径（711.2mm）约为8.3倍，符合要求，排除了管道设计布置不合理引起的阀门振动的疑点。

(3)经拆检减温水喷嘴，组件完好、无卡涩，排除了喷水雾化效果不好导致管系振动的可能。

(4)从表1可知，高旁阀引起的高频振动速度非常高，振幅很小（小于1mm，肉眼几乎观察不出来），未达到支架阻尼器的作用行程范围，可确定支吊架系统对管系的振动贡献非常小。

(5)经核算，该阀门通流面积有20%的余量，主蒸汽流量768t/h对应Kverf=384.0m3/h，Kvmax=504.6m3/h；高旁阀前蒸汽流速为59m/s，阀后67m/s，高旁阀前、后的管道直径设计合理，排除了阀门、管道尺寸不足导致蒸汽流速过高而产生振动的疑点。

(6)结合阀门解体情况，最终确定高旁阀振动及噪音的原因是，机组冷态启动时，尤其是锅炉试水压后过热器中留存了大量液态水，主蒸汽温度处于湿蒸汽区运行，蒸汽混夹的水滴将对高旁阀阀芯产生冲击，尤其是通过高旁阀座后流速升高，破坏力增大，阀门内部节流装置（降噪笼）底板焊缝产生隐性裂纹；在后续机组甩负荷试验时，高旁阀瞬间开启，大量蒸汽通过旁路至再热器，冲击节流装置底板，造成底板整体脱落，此后蒸汽直接进入高旁阀后管道，高温、高压的蒸汽流速远远超出设计值，产生高频振动和噪音。

超超临界机组旁路的作用与选择

按中、美、日等国的技术规范，新机组调试阶段允许蒸汽品质低于正常运行标准，通过不同负荷阶段的 “洗硅”等调试步骤，不断改善汽水品质以逐步达到生产标准，在此过程中，不可避免地造成大量、低标准的蒸汽进入汽轮机。但德国的超超临界机组，即使在调试阶段，也必须执行正常运行的蒸汽品质标准，这种情况下，大容量旁路是唯一选择。新机组整组启动前，先经过一个“带旁路启动”过程，锅炉蒸汽借道旁路系统构成循环，其热负荷通常要达到 45%BMCR甚至更高。在此过程中，采取加大炉水的臵换力度及投入凝结水精处理系统等措施以逐步提高汽水品质，经过数天甚至数星期的时间。直至蒸汽品质达到标准后才允许冲转汽轮机。这一程序不仅应用于基建阶段，即使在投产后，机组的每次冷态启动
1000MW超超临界机组100 %高压旁路压力控制 1高压旁路系统介绍高低压旁路使用德国BOPP&REUTHER厂家提供的阀门组，包括油站及部分控制逻辑。油站由就地可编程逻辑控制(PLC)控制，旁路阀门组的压力和喷水调节控制，则由西门子T3000旁路控制系统实现。德国BOPP&REUTHER旁路阀门组，分4组共12 只阀门，每组旁路有压力控制阀、温度控制阀以及喷水隔绝门各1只。每只压力控制阀的最大通流量为阀门全开(VWO)工况下的锅炉主蒸汽流量的25%,4只即为100%通流量。安装在炉侧过热器出口处，同时具有过热器安全门的作用。100 % 高压旁路系统具有快开功能，可在0.5 S内将阀门
1.2 取代安全门欧洲大机组普遍采用的100%高压旁路多为快速开启型，通常在1s可完全打开。这种高压旁路采用了高可靠性设计，可取代过热器安全门。高压旁路阀替代了过热器安全阀，又作为主汽压力调节阀，该旁路装臵还能跟踪运行压力，只要压力超过设定值阀门就打开，因此又叫三用阀。采用这种配臵方式，可完全消除因高压安全阀动作后产生的高强度噪音，且能最大限度地回收工质。但须注意，即使配臵100%的快速开启型低压旁路，仍必须配臵100%再热安全门，这是因为在出现汽轮机低真空等故障时，不允许大量蒸汽再进入凝汽器，低压旁路将被闭锁，此时，高压旁路来的蒸汽只能通过再热安全门泄放。

超超临界大型火电机组高压旁路阀内漏的热经济性分析

超超临界大型火电机组高压旁路阀内漏的热经济性分析发布时间：2021-01-15T03:00:14.072Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第23期作者：陈施羽[导读] 国内的大型火电工程旁路阀普遍存在内漏问题，而超超临界机组的高压旁路阀，因其运行工况复杂，且工质的工作参数较高，内漏问题更加严重。

中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东省广州 510663摘要：超超临界大型火电机组的高压旁路阀普遍存在内漏问题，本文依据等效热降方法，对比分析了660MW等级和1000MW等级超超临界机组高压旁路阀内漏对机组热经济性的影响，结果表明高旁阀内漏对机组经济性影响巨大。

关键词：高压旁路阀；内漏；热经济性；超超临界1概述国内的大型火电工程旁路阀普遍存在内漏问题，而超超临界机组的高压旁路阀，因其运行工况复杂，且工质的工作参数较高，内漏问题更加严重。

旁路系统作为火力发电厂汽轮发电机组热力系统的重要部分，在机组启停以及低负荷运行等工况时承担调节和保护的作用，旁路阀内漏不仅影响机组运行的安全性，同时也影响机组运行的经济性。

目前关于旁路阀内漏问题不利影响的研究主要集中在内漏问题对机组安全性[1-2]的影响方面，而对内漏问题如何影响机组经济性的研究较少，且缺乏对大型超超临界火力发电机组高压旁路阀内漏问题的经济性影响的研究，为了更全面的认识内漏问题对超超临界大型火电机组的影响，有必要通过热经济性计算来评估其影响。

2高压旁路阀内漏的热经济性分析本文根据等效热降法[3]对660MW等级和1000MW等级超超临界机组的高旁阀内漏问题进行热经济性分析。

2.1高压旁路阀内漏定量分析的计算模型依据等效热降的相关理论，当机组高压旁路系统无泄漏时，1kg新蒸汽净等效热降为：式中，h0为新蒸汽焓，kJ/kg；σ为1kg蒸汽的再热吸热量，kJ/kg；hc为汽轮机的排气焓，kJ/kg；τr为第r级别加热器的给水焓升，kJ/kg；ηr0为汽轮机第r级抽汽的效率；z为汽轮机回热抽汽的级数；∑П为附加成分做功损失，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓，kJ/kg；αrh为再热蒸汽份额。