摘 要：旁路系統(tǒng)將鍋爐產(chǎn)生的蒸汽部分或全部繞過(guò)汽輪機(jī)而引到低一些的壓力和溫度的蒸汽管道或凝汽器中。旁路系統(tǒng)主要用于解決鍋爐和汽機(jī)用汽量之間的不平衡，以保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，改善機(jī)組啟停和接帶負(fù)荷的特性。而旁路系統(tǒng)中的減溫減壓閥（簡(jiǎn)稱(chēng)旁路閥）是其中的核心部件，減溫減壓閥的泄漏威脅著發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，阻止旁路閥門(mén)泄漏缺陷的發(fā)生，能夠減少發(fā)電機(jī)組因旁路閥的故障而停機(jī)的發(fā)生，能夠延長(zhǎng)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行壽命。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；旁路系統(tǒng)；內(nèi)漏；影響原因；處理方案

1 概述

目前普遍認(rèn)為，汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)類(lèi)型有以下四種：高壓旁路串聯(lián)低壓旁路，再并聯(lián)大龐路的三級(jí)旁路，高低壓二級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)，一級(jí)大龐路系統(tǒng)以及三用閥旁路系統(tǒng)。采用的具體類(lèi)型根據(jù)機(jī)組的需要而定，如華能玉環(huán)1000MW超超臨界機(jī)組旁路系統(tǒng)采用高低壓二級(jí)串聯(lián)旁路，而鄒縣1000MW超超臨界機(jī)組采用的為一級(jí)大龐路類(lèi)型。

高低壓二級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)，具有改善機(jī)組啟動(dòng)性能，保護(hù)再熱器、配合機(jī)組控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)負(fù)荷及超壓安全保護(hù)等諸多功能，在大型中間再熱機(jī)組中得到廣泛應(yīng)用。高低壓二級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)一般由旁路閥和減溫水調(diào)節(jié)閥、減溫水隔離閥所組成，二級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)圖如圖1。

2 旁路閥現(xiàn)存問(wèn)題

從目前旁路閥實(shí)際使用情況看，閥門(mén)內(nèi)漏的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，內(nèi)漏產(chǎn)生的影響主要有如下幾方面：（1）旁路閥發(fā)生內(nèi)漏后閥后管道可能超溫運(yùn)行，給系統(tǒng)的安全運(yùn)行埋下隱患。（2）旁路閥減溫水的經(jīng)常性投用可能導(dǎo)致機(jī)組啟停階段冷再熱蒸汽管道積水，存在引發(fā)水錘甚至產(chǎn)生汽輪機(jī)進(jìn)水的隱患。（3）低壓旁路閥的泄漏會(huì)使高溫蒸汽直徑排入凝汽器，增加凝汽器熱負(fù)荷，影響機(jī)組真空度，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（4）低壓旁路閥泄漏的高溫蒸汽，如果沒(méi)有得到足夠的減溫進(jìn)入凝汽器，會(huì)對(duì)凝汽器產(chǎn)生較大的熱沖擊，容易引起凝汽器內(nèi)部構(gòu)件的損壞。（5）旁路系統(tǒng)的內(nèi)漏使得高品質(zhì)蒸汽不能完成預(yù)定做功流程，對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性有較大影響。

3 問(wèn)題分析

經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為影響旁路閥門(mén)內(nèi)漏的因素：（1）濕蒸汽對(duì)密封面沖蝕的結(jié)果。在鍋爐啟動(dòng)階段，閥前蒸汽能否保證有足夠的過(guò)熱度與管道系統(tǒng)布置，有無(wú)疏水和預(yù)熱，以及啟動(dòng)運(yùn)行方式等有很大關(guān)系，否則容易產(chǎn)生濕蒸汽或凝結(jié)水，閥門(mén)小開(kāi)度時(shí)密封面易受到水蝕和沖刷。（2）閥瓣、閥座等閥門(mén)內(nèi)件產(chǎn)生熱變形。由于閥門(mén)內(nèi)介質(zhì)為高溫高壓蒸汽，閥門(mén)內(nèi)部組件包括閥瓣、閥座產(chǎn)生蠕變，疲勞等情況，導(dǎo)致材料性能縮減較快，內(nèi)件運(yùn)行中產(chǎn)生熱變形，閥瓣與閥座的密封面達(dá)不到使用的要求產(chǎn)生泄露。（3）有些旁路閥處于蒸汽管道末端，管路吹掃不干凈，存留的金屬雜質(zhì)、固體顆粒滯留導(dǎo)致閥門(mén)密封面不嚴(yán)密。（4）控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定不當(dāng)。（5）啟閉力矩小導(dǎo)致閥門(mén)密封面密封比壓不足。（6）執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整不到位。（7）閥門(mén)設(shè)計(jì)、安裝或檢修的質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到要求。

4 處理方案

（1）系統(tǒng)檢修和施工后采取防護(hù)措施保證系統(tǒng)管路的清潔。（2）在具有節(jié)流孔結(jié)構(gòu)的閥門(mén)中，可采用在閥籠底部擴(kuò)孔開(kāi)槽的方法，在密封面圓周制造更多空隙，減少管路中的雜質(zhì)、固體顆粒、氧化皮等對(duì)密封面的破壞。（3）在旁路入口管的合適位置加裝蒸汽過(guò)濾器。蒸汽過(guò)濾器為三通管件，進(jìn)出口與管道焊接，內(nèi)設(shè)濾網(wǎng)能拆卸，可以定期清理。蒸汽過(guò)濾器的使用能夠有效防止雜質(zhì)、顆粒對(duì)密封面的破壞，如圖2所示。（4）在某些發(fā)電機(jī)組的旁路設(shè)計(jì)中，旁路閥僅在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)起快開(kāi)快關(guān)功能，在鍋爐超壓時(shí)旁路閥不參與主蒸汽的調(diào)節(jié)。因此，在旁路閥前設(shè)置隔離閥，先于旁路閥開(kāi)啟和關(guān)閉，以此來(lái)改善旁路閥的工作環(huán)境。（5）對(duì)高、低壓旁系統(tǒng)的控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。（6）對(duì)旁路閥門(mén)進(jìn)行修復(fù)，對(duì)存在的缺陷進(jìn)行分析，重點(diǎn)檢查閥門(mén)內(nèi)件的表面質(zhì)量、尺寸、硬度、密封面的表面粗糙度等是否能滿(mǎn)足使用的要求，按照缺陷的性質(zhì)進(jìn)行修復(fù)或更換，按規(guī)定進(jìn)行裝配，使閥門(mén)修復(fù)和檢修后的閥門(mén)滿(mǎn)足機(jī)組運(yùn)行的要求。

5 閥門(mén)密封面的恢復(fù)

對(duì)于出現(xiàn)內(nèi)漏的旁路減溫減壓閥，盡管產(chǎn)生內(nèi)漏的原因可能是多方面的，采取的方法可能是多種多樣的，但閥門(mén)的密封面恢復(fù)仍然是不可缺少的。密封面的恢復(fù)是閥門(mén)檢修中最為困難的項(xiàng)目，必須保證閥瓣與閥座密封面在結(jié)構(gòu)、尺寸、材質(zhì)、硬度、表面粗糙度、力學(xué)性能、抗沖刷能力、抗腐蝕能力等方面滿(mǎn)足閥門(mén)使用的要求。

由于密封面堆焊司太立合金最為常見(jiàn)，現(xiàn)以基體母材A182F91堆焊鈷基硬質(zhì)合金Stellite6過(guò)程中需要注意的問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明，以此尋求修復(fù)該類(lèi)產(chǎn)品的一種可行方案，應(yīng)具有一定的代表性。

（1）控制預(yù)熱溫度和層間溫度防止氫致裂紋的產(chǎn)生。本例中，預(yù)熱溫度100～150℃，層間溫度控制在300℃以?xún)?nèi)，基體母材熱影響區(qū)（HAZ）基本上轉(zhuǎn)化為馬氏體組織，可以避免氫致裂紋的產(chǎn)生。（2）通過(guò)對(duì)焊接電流、焊接速度的控制防止熱影響區(qū)（HAZ）組織劣化。當(dāng)采用焊接速度0.1cm/s，焊接電流160A，線(xiàn)能量既能控制在25KJ以下，如果層間溫度控制在220～250℃，則熱影響區(qū)的韌性達(dá)到73J/cm以上，將獲得較好的組織性能。（3）F91堆焊結(jié)束后，應(yīng)冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束溫度以下，在焊后熱處理前完成奧氏體-馬氏體的充分轉(zhuǎn)變，以消除殘余應(yīng)力。（4）通過(guò)減少熔深，降低基體母材對(duì)堆焊金屬的充淡程度，保證堆焊后合金的硬度。（5）選擇恰當(dāng)?shù)臍鍤饬髁?，采用提前送氣、延遲斷氣來(lái)充分保護(hù)熔池金屬。（6）焊后熱處理。焊后熱處理可以降低堆焊層的應(yīng)力水平以及使其組織和性能得到均勻化。堆焊結(jié)束后應(yīng)立即進(jìn)行熱處理，熱處理的溫度、恒溫時(shí)間、升降溫速度等參數(shù)必須兼顧閥體和堆焊層兩者，隨爐冷卻至室溫再開(kāi)爐門(mén)。焊后熱處理工藝如圖3所示。

6 結(jié)束語(yǔ)

影響旁路閥門(mén)正常運(yùn)行的因素較多，準(zhǔn)確的判斷內(nèi)漏的原因經(jīng)常是困難的，如何解決旁路閥內(nèi)漏，需要專(zhuān)業(yè)人員對(duì)閥門(mén)使用工況、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析、研究的同時(shí)，還要結(jié)合機(jī)組承擔(dān)的類(lèi)型、負(fù)荷性質(zhì)、啟動(dòng)方式、自動(dòng)控制水平、密封等級(jí)等方面綜合考慮，找到最佳的解決方案。希望通過(guò)文章能為發(fā)電機(jī)組旁路閥及類(lèi)似閥門(mén)的內(nèi)漏處理提供思路和方法。

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