旁路系统维修

旁路系统维修
1.前言
本公司生产200MW、300MW和600MW机组配套旁路系统装置及主蒸汽、高、低压阀门、疏水阀、调节阀等。

我们成功开发600MW亚临界机组旁路系统装置和660MW超临界机组旁
路系统装置已投入运行且性能稳定。

2旁路系统用途：
该旁路系统装置采用高、低压两级串联形式，广泛使用于汽机冷、温、热和极热态启动，能协调锅炉所产生的蒸汽量与汽机用汽量之间的不平衡及改善机组启动与负荷特性，
能适应机组的定压及变压运行两种工况。

当电网事故跳闸后，能够维持低负荷运行。

3. 旁路系统功能
一、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
蒸汽向空气中排放，减少汽机循环寿命损耗，实现机组的最佳启动。

并按照机组主蒸汽压
力进行自动调节，直到主汽压力恢复正常值。

二、超压安全保护的功能
当机组跳闸，自动主汽门突然关闭时，锅炉产生的大量蒸汽无处排放以及高压缸无排
汽则会导致锅炉的再热器干烧。

为保证再热器的不干烧，当自动主汽门关闭时，高压旁路
蒸汽减压阀快速开启，高温高压的蒸汽（30-40%）经由该阀从高压缸排汽管道流入再热器，可保护布置在烟温较高区的再热器，以防烧坏。

由再热器加热后的蒸汽，经过已开启的低
压旁路的蒸汽减压阀减温减压后排到凝结器。

同时使停机不停炉得以实现，为机组的迅速
恢复提供了可能。

当电网或机组故障跳闸甩负荷，主蒸汽压力超过设定值时，旁路装置快
速打开，实现了带厂用电或空转或停机及维持锅炉最小负荷运行功能，使机组能随时重新
并网恢复正常运行。

三、调节负荷
旁路能适应机组定压运行和滑压运行两种方式，当汽机负荷低于锅炉最低稳燃负荷时（不投油稳燃负荷），通过旁路装置的调节，使机组允许稳定在低负荷状态下运行。

机组
减负荷期间，用低压旁路装置调节各种负荷下中压缸入口相应的蒸汽压力。

旁路系统在机
组启动和接带负荷以及RB、FCB时投入使用，以缩短起动时间和维持机组稳定和安全运行。

四、回收工质，减少噪音。

4.旁路阀结构
高压旁路系统装置由一级旁路蒸汽转换阀（一级旁路蒸汽减温减压阀、高压旁路蒸汽减
温减压阀）和二级旁路蒸汽转换阀（二级旁路蒸汽减温减压阀、低压旁路蒸汽减温减压阀）组成
A:高压蒸汽转换阀
由于高低压旁路减温减压阀的特殊作用，决定了它的结构形式。

汽机旁路阀门，特别是高旁减温减压阀，在材料选用和结构等方面都充分考虑了耐温耐压、耐交变应力。

该型阀门大多为笼罩式结构，此结构的特点是只要不能通过阀芯减压孔的杂物必将滞留在阀座的密封面处。

其后果是使上下密封面将受到严重的损伤而使阀门泄漏。

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B:高压喷水调节阀
高压旁路喷水调节阀是高压旁路系统重要配套设备之一，电力、石油、化工等行业的高压旁路系统都配备有高压旁路喷水调节阀，它可以根据经减压后要求降低到设定的温度信号，来自动调整喷水量，从而使蒸汽温度控制在系统要求的范围之内。

高旁喷水调节阀工作条件很差，大多在节流状态下运行，甚至会发生汽蚀现象而使调节性能变差，进一步产生泄漏现象，失去喷水调节的作用，使系统参数无法保证正常运行。

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阀门结构图
C:高压减温水隔离阀
当高压旁路系统停止运行或热力系统发生故障时，利用减温水隔离阀将减温水系统与
高压旁路系统隔绝，故减温水系统必须加装隔离阀，来保证设备安全运行。

高压旁路系统
减温水隔离阀工作条件很差，都在温差很大的状态下运行，当减温水隔绝阀在隔绝状态时，温差甚至可达300℃，由此可见，设计制造出隔绝效果好，耐温差性能优越，结构简单，
性能可靠的高旁减温水隔绝阀是非常重要的。

阀门结构图
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5.高、低压旁路阀泄漏原因：
? 阀门密封面所受紧力不够,在安装过程中,有可能出现“机械零位”和“热工零位”
重合或热工零位确定后,出现阀门密封面紧力不足的现象,导致阀门内漏； ? 阀座下垫片
压缩量过大,在运行过程中,可能出现垫片变形过大,这也是导致阀门密封面紧力不足的一
个间接原因； ? 阀座变形,如果阀座下垫片变形量过大,间接导致阀座
密封面变形,进而导致阀门内漏；
? 安装工艺出现问题,如.阀座下垫片及阀芯垫片装得不正； ? 在对阀座、阀芯密封
面损坏部分进行补焊时,焊接材料硬度不够或焊后出现变形，致使阀杆、阀芯同轴度超
标。

? 在机组检修过程中锅炉省煤器、过热器、再热器等受热面、蒸汽管、给水管等管
道的检修，残存在系统中金属杂质较多。

在机组启动提升参数过程中，较大的
杂 ? ? ? ? ?
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?
? 质颗粒夹在阀芯与阀座密封面之间，使密封面出现凹坑、缺损等缺陷。

有的还会造
成滑套与阀芯的严重损伤。

这也是造成旁路阀泄漏的最主要原因。

直到运行-检修几次过后，旁路阀才能工作稳定。

如图所示
? 阀芯内件氧化腐蚀
6.阀门泄露的危害
旁路阀是汽机旁路系统中非常重要的设备，对改善机组的启动性能、保护机组的正常
运行有非常重要的作用。

在《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中防止汽轮机
超速和轴系断裂事故一章（9.1.7）指出：在机组正常启动或停机过程中，应严格按运行
规程要求投入汽轮机旁路系统，尤其是低压旁路；在机组甩负荷或事故状态下，旁路系统
必须开启。

机组再次启动时，再热蒸汽压力不得大于制造厂规定的压力值。

阀门密封面的泄漏将使机组正常运行时过热蒸汽泄漏到阀后，设计上一级旁路系统蒸
汽转换阀后合金管道长度一般不超过5米，其余管道设计材料为#20G，此管材的管道允许
使用温度不超过425℃，而高压蒸汽转换阀的泄漏会使蒸汽转换阀后的管壁温度达到430℃以上。

因此蒸汽转换阀泄漏会使管道有超温的危险；阀后合金管道长时间超温运行会使管
道材质发生蠕变，危及机组的安全运行。

二级旁路蒸汽转换阀的泄漏，高温蒸汽直接排入
凝结器，导致机组排汽缸热负荷增加，影响凝结器的真空。

泄漏会造成高品质蒸汽的浪费，降低机组的热经济性。

我们以300MW机组为例，高旁泄露为1t/h。

使机组供电煤耗升高
0.42g/kw.h。

低旁泄露为1t/h使机组供电煤耗升高0.37g/kw.h。

高压旁路门后面疏水阀泄露为1t/h使机组供电煤耗升高0.3g/kw.h。

综合以上三种和其他因素情况，泄露总量和达到5t/h，则机组的供电煤耗升高2g/kw.h，机组一年运行7000h,负荷率为70%计算，年
增加机组运行费用为80万元左右。

7.泄露处理
? 在对长时间泄漏的旁路阀进行检修时，会看到阀芯与阀座密封面出现较大面积的冲
刷凹坑，阀芯密封面已有大约75%的圆周上有冲刷凹坑，深度有2-3mm左右（如右图）。

目前，国内采用的修理方法是，先补焊缺陷；再对阀芯阀座上的缺陷进行车削加工；最后
对密封面进行研磨。

经过几次检修，阀座堆焊的密封面将减严重减薄,甚至露出阀座母材(一般要求密封面研磨
量最多3～5mm)，阀座母材硬度远远低于堆焊密封面，密封幅硬度的严重不足将使泄
漏量及泄漏频率迅速增加，对阀后管道极为不利，并有管道爆破的危险。

当出现此类似状
况时，由于密封面减薄，硬度不足，只能对阀座进行更换。

? 焊接性能分析
高压旁路阀阀芯阀座材料多为X19CrMoVNbN111，该钢的冷裂纹敏感性较低，无热裂纹和再热裂纹倾向，但对氢致裂纹较为敏感。

焊接性能较好。

? .焊接材料的选用
考虑到补焊处为阀门的密封面，因此要求堆焊的材料具有良好的耐热、耐腐蚀、耐磨性能，在650℃左右，特性不变。

因此选用钴基堆焊焊丝（司太立）堆焊层硬度为40-
45HRC。

适用于高温高压阀门密封面堆焊。

焊接操作工艺补焊前，将补焊表面的凹坑和尖角等缺陷
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