火电厂汽机旁路系统故障分析与改进

一、引言

在火电厂的运行体系中，汽机旁路系统占据着极为重要的地位。它能够在机组启动、停机以及运行过程中，对蒸汽流量、压力和温度进行精准调控，以此确保机组的安全稳定运行，并显著提升机组的经济性。然而，在实际运行过程中，汽机旁路系统容易受到多种因素的干扰，进而引发各类故障，对机组的正常运行造成严重影响。所以，深入开展对汽机旁路系统故障的分析与改进研究，具有至关重要的现实意义。

二、汽机旁路系统的作用

2.1 保护再热器

在汽轮机启动前以及事故停机不停炉的特殊工况下，高压缸没有排汽进入再热器。此时，旁路系统能够将蒸汽从机前经过减温减压处理后，引入再热器，从而实现对再热器的有效冷却，避免再热器因超温而损坏。

2.2 加快启动时间

在机组启动阶段，采用旁路系统能够迅速调整新蒸汽的温度，使其满足汽轮机启动的严苛要求，进而大幅缩短启动时间，降低启动过程中的能源消耗，增加电力产出。同时，汽轮机启动过程中，金属温度变化幅度和速度越慢，其寿命损耗就越少。旁路系统能够精准满足汽轮机启动时对汽温的严格要求，有效减少其寿命损耗，延长汽轮机的整体使用寿命。

2.3 回收工质与降低噪音

在锅炉点火升压后汽轮机启动前，以及事故停机不停炉的情况下，锅炉产生的蒸汽若直接排放到大气中，不仅会产生严重的噪音污染，还会造成大量水资源的浪费。而旁路系统的存在，可以将这些蒸汽进行回收，既保护了环境，又节约了宝贵的资源。

2.4 协调机炉蒸汽流量

在机组低负荷运行时，锅炉不投油稳燃负荷一般在额定负荷的 3 0 % 以上。当机组负荷低于锅炉最低稳燃负荷时，锅炉产生的多余蒸汽可以通过旁路系统，不进入汽轮机做功，从而实现机炉蒸汽流量的有效协调，节约燃油，显著提高机组的经济性。此外在机组故障时，旁路系统能够实现停机不停炉，缩短机组再次启动并网的时间，进一步节约燃油，提升电厂的经济效益。

三、汽机旁路系统常见故障类型及原因分析

3.1 阀门故障

3.1.1 阀门内漏

阀门内漏是汽机旁路系统中较为常见的故障之一。其产生的原因主要包括：阀门密封面在长期的高温、高压蒸汽冲刷下，出现磨损、腐蚀等现象，导致密封性能下降；阀门在安装过程中，密封面未能精准对中，或者密封垫损坏，使得蒸汽在阀门关闭状态下仍能泄漏。

3.1.2 阀门卡涩

阀门卡涩会导致阀门无法正常开启或关闭，严重影响旁路系统的正常运行。造成阀门卡涩的原因主要有：阀门内部的零部件因长期运行，出现变形、磨损，导致阀门运动受阻；阀门的润滑系统出现故障，如润滑油量不足、润滑油变质等，使得阀门的摩擦力增大；蒸汽中的杂质在阀门内部堆积，阻碍了阀门的正常动作。

3.2 控制系统故障

3.2.1 信号传输故障

在汽机旁路系统的控制系统中，信号传输故障较为常见。这主要是由于信号传输线路老化、破损，导致信号在传输过程中出现衰减、失真甚至中断；信号接口松动，使得信号接触不良；控制系统的抗干扰能力不足，容易受到外界电磁干扰，影响信号的准确传输。

3.2.2 控制逻辑故障

控制逻辑故障通常是由于控制系统的软件设计存在缺陷，在某些特殊工况下，控制逻辑无法准确响应，导致系统出现误动作。例如在机组负荷快速变化时，控制逻辑未能及时调整旁路阀门的开度，使得蒸汽参数失控，影响机组的安全稳定运行。

3.3 减温水系统故障

3.3.1 喷水不均

减温水系统中的喷水不均问题，会导致蒸汽降温效果不佳，甚至出现局部过热的情况，对设备造成严重损坏。喷水不均的原因主要有：减温水喷嘴堵塞，使得减温水无法均匀喷出；减温水系统的管道布置不合理，导致水流阻力不均，影响喷水效果。

3.3.2 减温水压力不足

减温水压力不足会导致减温水流量无法满足实际需求，从而无法对蒸汽进行充分的降温减压。造成减温水压力不足的原因可能是：减温水泵故障，无法提供足够的压力；减温水管道存在泄漏，导致压力下降；系统中的调节阀故障，影响了减温水的压力调节。

四、汽机旁路系统故障改进措施

4.1 阀门故障改进措施

4.1.1 优化阀门密封结构

针对阀门内漏问题，可以采用先进的密封技术和材料，对阀门密封结构进行优化升级。例如采用金属密封与软密封相结合的复合密封结构，提高密封性能；选用耐高温、耐腐蚀的密封材料，增强密封面的抗冲刷能力。同时在阀门安装过程中，严格按照安装规范进行操作，确保密封面精准对中，密封垫完好无损。

4.1.2 加强阀门维护与检修

定期对阀门进行全面的维护与检修，检查阀门内部零部件的磨损、变形情况，及时更换损坏的零部件。加强对阀门润滑系统的维护，定期添加或更换润滑油，确保阀门运动灵活。此外在机组运行过程中，加强对阀门的运行监测，通过在线监测系统实时监测阀门的开度、温度、压力等参数，及时发现并处理阀门故障隐患。

4.2 控制系统故障改进措施

4.2.1 优化信号传输线路

对信号传输线路进行全面检查和优化，更换老化、破损的线路，确保信号传输的稳定性和可靠性。采用屏蔽电缆等抗干扰措施，减少外界电磁干扰对信号传输的影响。同时定期对信号接口进行检查和紧固，确保信号接触良好。

4.2.2 完善控制逻辑

对控制系统的控制逻辑进行深入分析和优化，结合机组的实际运行工况，对控制逻辑进行精细化调整。例如在机组负荷快速变化时，增加前馈控制环节，根据主蒸汽流量等参数的变化，提前调整旁路阀门的开度，提高系统的响应速度和稳定性。此外通过仿真模拟等手段，对控制逻辑进行全面测试和验证，确保其在各种工况下都能准确、可靠地运行。

4.3 减温水系统故障改进措施

4.3.1 改进减温水喷嘴设计

对减温水喷嘴进行优化设计，采用新型的喷嘴结构，提高减温水的雾化效果和喷水均匀性。例如采用多孔式喷嘴或旋流式喷嘴，使减温水能够更均匀地与蒸汽混合，提高降温效果。同时定期对减温水喷嘴进行清洗和维护，防止喷嘴堵塞。

4.3.2 优化减温水系统管道布置

合理优化减温水系统的管道布置，减少管道的弯头和阻力，确保减温水能够均匀、稳定地输送到各个喷嘴。在管道设计过程中，充分考虑水流的分配和压力平衡，避免出现局部水流过大或过小的情况。此外加强对减温水系统管道的检查和维护，及时发现并修复管道泄漏等问题。

五、结论

汽机旁路系统的稳定运行是火电厂安全、高效发电的关键保障。本文系统梳理了阀门、控制系统及减温水系统的常见故障，明确了磨损、设计缺陷等故障根源。通过实施优化阀门密封、完善控制逻辑等改进策略，可有效提升系统可靠性，减少因故障导致的停机损失。火电厂应持续关注汽机旁路系统运行状态，将理论改进措施切实融入日常运维，从而实现降本增效，为电力生产的稳定与可持续发展筑牢基础。未来，随着智能传感技术与数字孪生系统的深度融合，汽机旁路系统的智能化运维将成为行业发展新方向，为构建高效、安全、低碳的现代电力生产体系提供更强技术支撑。这一研究成果不仅为同类机组的故障防治提供了可复制的技术路径，更对提升我国火电机组整体运行水平具有重要的工程实践价值。

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