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摘要：汽轮机旁路阀本质上是以简易调节为辅，介质隔离（关断）为主的设备。在机组启动运行初期，介质压力较低，温度不高，没有达到额定工况，此时旁路阀开启，将蒸汽减温减压；当机组达到额定工况时，汽轮机投运发电，同时旁路阀关闭。所以旁路阀动作少，大部分时间都处于关闭状态。历年来，旁路阀的结构设计都是以关断为主，调节为辅。这种使用工况，决定了旁路阀的结构设计要求。其结果是，现场的旁路阀不做任何改变直接当作长期运行的减温减压器使用时，存在着很大的隐患，主要表现为旁路阀运行时振动、噪音，易卡涩，甚至阀杆断裂。
关键词：电厂；灵活性；汽轮机
一、概述
减温减压器本质上是长期运行的设备。以蒸汽隔离为辅，以蒸汽调节为主。而且设备通常都会在额定的压力和温度下长期运行。这就决定了双减的结构设计必须是防振型的，双减必须做到运行平稳，无振动、低噪音。
二、状况分析
下面结合实际工况来具体分析旁路阀与双减的结构设计差别。
图1所示为标准的汽机旁路阀芯结构。其主要特点如下：
(1)阀芯是预启阀结构，关闭时严密无内漏；
(2)总共三级节流降压。其中，一级节流面积可调节，其余二级节流面积不可调。
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图1 旁路典型阀芯
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图2 双减典型阀芯
图2所示为标准的双减蒸汽减压阀芯结构。其主要特点如下：
(1)阀芯是平衡式结构，运行平稳、省力；但不是零泄漏；
(2)总共三级节流降压。其中，前二级节流面积可调节，最后一级节流面积不可调。
下面通过具体工况来分析两种阀芯的特点。
以超临界高旁阀参数为例：入口压力P1:24.2MPa；出口压力压力P2:3.9 MPa;t1:566℃。
对旁路(见图1)阀芯来说：
一级阀塞节流后的压力
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注：系数FF为过热蒸汽的临界压力比，数值为0.546。
当流量接近额定数值时，第二级节流降压后的压力：
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当流量接近额定数值时，第三级节流降压后的压力：
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结构分析：节流孔板的节流面积设计是以最大通流量为参数选取的，只有当流量足够大时，第二级、第三级节流孔板才起作用，其每级节流后的压力才接近如上计算的数据。当流量未达到额定流量时，第一级节流后压力仍为13.2 MPa，但后两级孔板的节流减压作用是变化的，蒸汽量越小，孔板的节流效果越差。因为对于少量的蒸汽来说，流经孔板节流孔的蒸汽速度会远低于音速，这两级孔板，相对于蒸汽来说，相当于“不存在”。此时蒸汽压力由13.2 MPa降低到3.9 MPa，而其中几乎没有任何阻力元件，此时，振动便产生了。定性地说，流量越小，振动越厉害。流量越大，振动越轻微，直至完全消失。
对双减阀芯(见图2)来说：
一级节流后的压力
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二级节流后的压力
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当流量接近额定数值时，第三级节流降压后的压力：
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结构分析：不管阀门流量多少，开度如何，一级节流后的压力P1.2始终为13.2 MPa，二级节流后的压力P1.3始终为7.2 MPa，因为这两级的节流面积是随流量变化而变化的，这样，流经节流孔的介质始终都能达到音速，实现了理论上的压降。
这种阀芯结构，不管流量多少，都会通过前两级节流把压力从24.2 MPa直接降至7.2 MPa，当流量接近额定流量时，最后一级孔板的节流减压作用是十分明显的，阀门运行平稳无振动。当流量与额定流量偏差较大时，最后一级的节流效果会减弱，尽管如此，发现双减的阀芯的节流降压效果也要好多了，消除了振动和噪音现象。
因此，很容易得出以下结论：同样的工况下，旁路阀可能会产生振动，而双减阀芯就运行平稳、无振动。
三、结语
通过以上分析得知，一个标准的汽机旁路阀，作为旁路阀使用是正常的，没有任何问题。但把旁路阀直接当做长期运行的减温减压阀来用，可能存在较大的问题，需要经旁路制造厂家的阀芯改型或确认后方可使用。
灵活性改造时，原来的旁路阀一般情况下可以通过阀芯改型来作为长期运行的双减来使用。但旁路阀芯改型后原来的通流能力会降低的，即不可能达到原来旁路的设计流量，改型后的通流能力必须经设计人员计算后确认，如果阀芯改型后流量无法满足要求，不得已的办法就是更换新的阀门。
参考文献
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