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【摘 要】本文对无旁路启动系统做了简单介绍，并对其进行了综合技术经济分析。从简化系统、节约初投资考虑，推荐本工程采用无旁路启动系统。与采用高低压两级串连旁路系统相比，单台机组可节省初投资约488万元。
【关键词】启动；无旁路启动；高低压两级串连旁路；经济技术分析
1.前言
汽机旁路系统主要作用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进行预热、加快机组启动速度。在机组甩负荷时，将锅炉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。
2.无旁路启动系统介绍
目前300MW级机组大部分设置汽机旁路系统。一般说来，要求旁路功能越全、越多，旁路容量也越大，相应造成投资增加。旁路系统的型式和容量还要结合机组特性及其在电网中的地位和任务以及汽机的启动型式、锅炉布置型式、启动系统要求等来综合确定。目前旁路系统的设置趋向简化，主要具有启动功能。
在300MW引进型机组中，也有不少机组不设置旁路而实现成功启动。
不带旁路的启动方式主要用于承担电网基本负荷或承担城市基本热负荷的大型再热机组。如果对主机及辅机的设计和运行控制方式采取一定措施，可以不设置旁路系统，它具有系统简单、费用低、运行操作简便等特点，曾一度在美国广为采用。
3.无旁路启动可行性分析
国内一些电厂运行实践表明，机组在无旁路系统的情况下能够实现正常启动，汽轮机差胀、振动及转子应力和寿命损耗均在允许范围内。锅炉岛5%启动疏水旁路能够起到加快启动速度和适应机、炉特性差异的作用，能够满足锅炉启动的要求。无旁路机组系统比较简单，投资较省。在启动过程中，由于高压缸排汽压力比带旁路系统的机组低，鼓风损失小，不用担心高压缸排汽温度的升高，因此不需配置高排通风阀。
无旁路启动过程中，主蒸汽温度和压力的调节难度有所增加，而且汽轮机冲转前，再热器完全干烧，汽机冲转之后，锅炉再热器流量来自高压缸排汽，在启动初期流量较小，再热器也基本处于干烧状态。需要控制锅炉升温升压速率来保证再热器的安全运行。由于无旁路启动过程中通过再热器的流量只有高排流量，相比两级串联旁路流量较小，再热系统管道的暖管升温时间较长，对于机组热态启动不利；因此不设旁路的机组在锅炉点火及启动时必需严格控制锅炉的燃烧率。同时，由于机组启停或降负荷时，锅炉旁路疏水及对空排汽会造成大量工质损失，增加电厂成本。
美国300MW机组大多采用无旁路启动方式。国内也有部分电厂不设旁路装置，如广东沙角C厂3×660MW亚临界机组、大港电厂2×330MW机组（意大利）、湖南益阳电厂一期工程2×300MW机组等，均不带旁路启动。因此，不带旁路启动是一种比较成熟、普遍的启动方式。
4.无旁路启动经济性分析
4.1 初投资分析
无旁路启动的机组与高低压两级串连旁路启动的机组相比，节省的初投资主要包括：旁路设备、与旁路设备相连的管道及其支吊架、配套的电气及控制系统、安装费用等；
计算条件：
1）旁路系统按高低压两级串联旁路考虑，旁路容量按35%计算。
2）旁路阀按采用国内产品计算，价格含控制系统。
3）不考虑在旁路阀前增设关断阀。
根据计算结果可以看出，与采用高低压两级串连旁路启动机组相比，无旁路启动每台机组可节省初投资488万元。
4.2 启动费用分析
与带旁路启动相比，为了保护再热器无旁路启动需要控制锅炉的升温升压速率，启动时间变长。 本期工程推荐采用等离子点火技术，锅炉能够完全做到无油点火和稳燃，因此无旁路启动不会因为启动时间的延长而过多地增加机组的启动成本。
随着电网容量的扩大，装机容量已经明显大于供电需求，特别是在用电低峰期，许多发电机组只能降负荷运行，部分机组甚至仅维持在低负荷工况下运行，与无旁路启动相比，带旁路启动虽然能够迅速升至满负荷，但受到每年发电指标数量的影响，机组不会因为能够早发电而增加发电效益。
因此，无旁路启动机组在启动费用方面与带旁路启动机组相差不大。
5.取消旁路系统后炉侧采取的措施
当机组不设汽机旁路系统时，在电厂热力系统上就须另外设置通道来处理汽机暂不能接纳的蒸汽。锅炉需采取如下措施：
5.1 保留5%MCR容量的锅炉疏水旁路
锅炉保留5%MCR容量疏水旁路来满足机组启停的需要，该旁路也被称之为“大型疏水设备的小型旁路”。即从锅炉后竖井环型集箱引出6路Φ60×8疏水管（前后墙各2路，两侧各1路），各配备DN50的电动截止阀，机组启停时可将5%容量的蒸汽排往疏水扩容器，或经减温减压送至汽机冷凝器。利用这一旁路可以迅速提高升温升压速度。使锅炉在允许的烟气温度下达到额定的过热蒸汽温度。国外许多大型电站锅炉即是采用这种系统，其运行结果表明可完全满足机组快速启停的要求。
5.2 在过热器和再热器出口设置对空排汽
在过、再热器系统出口管段上各设有一个对空排汽门，为人工电动控制，在机组启停阶段可将不符合汽机要求的蒸汽或多余的产汽快速排放，以加快机组的启停和降负荷速度。其中过热器对空排汽可达20%容量，再热器对空排汽可达10%容量。
5.3 运行人员精心组织与熟练操作
在锅炉采取上述措施后，通过运行人员良好地调整汽温，使蒸汽温度与金属温度相匹配，能够使锅炉满足汽机启停的要求。
6.结论
根据以上分析，对于高压缸启动的机组，无旁路启动在技术上是完全可行的，与高低压串联两级旁路系统相比，无旁路启动的机组具有系统简单、投资省、运行可靠的优点。按一台机组计算，采用无旁路启动，可节省初投资488万。对于以带基本负荷运行为主，机组不需要频繁啟停的城市热电厂，从简化系统、节约初投资考虑，推荐采用无旁路启动技术。
【关键词】启动；无旁路启动；高低压两级串连旁路；经济技术分析
1.前言
汽机旁路系统主要作用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进行预热、加快机组启动速度。在机组甩负荷时，将锅炉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。
2.无旁路启动系统介绍
目前300MW级机组大部分设置汽机旁路系统。一般说来，要求旁路功能越全、越多，旁路容量也越大，相应造成投资增加。旁路系统的型式和容量还要结合机组特性及其在电网中的地位和任务以及汽机的启动型式、锅炉布置型式、启动系统要求等来综合确定。目前旁路系统的设置趋向简化，主要具有启动功能。
在300MW引进型机组中，也有不少机组不设置旁路而实现成功启动。
不带旁路的启动方式主要用于承担电网基本负荷或承担城市基本热负荷的大型再热机组。如果对主机及辅机的设计和运行控制方式采取一定措施，可以不设置旁路系统，它具有系统简单、费用低、运行操作简便等特点，曾一度在美国广为采用。
3.无旁路启动可行性分析
国内一些电厂运行实践表明，机组在无旁路系统的情况下能够实现正常启动，汽轮机差胀、振动及转子应力和寿命损耗均在允许范围内。锅炉岛5%启动疏水旁路能够起到加快启动速度和适应机、炉特性差异的作用，能够满足锅炉启动的要求。无旁路机组系统比较简单，投资较省。在启动过程中，由于高压缸排汽压力比带旁路系统的机组低，鼓风损失小，不用担心高压缸排汽温度的升高，因此不需配置高排通风阀。
无旁路启动过程中，主蒸汽温度和压力的调节难度有所增加，而且汽轮机冲转前，再热器完全干烧，汽机冲转之后，锅炉再热器流量来自高压缸排汽，在启动初期流量较小，再热器也基本处于干烧状态。需要控制锅炉升温升压速率来保证再热器的安全运行。由于无旁路启动过程中通过再热器的流量只有高排流量，相比两级串联旁路流量较小，再热系统管道的暖管升温时间较长，对于机组热态启动不利；因此不设旁路的机组在锅炉点火及启动时必需严格控制锅炉的燃烧率。同时，由于机组启停或降负荷时，锅炉旁路疏水及对空排汽会造成大量工质损失，增加电厂成本。
美国300MW机组大多采用无旁路启动方式。国内也有部分电厂不设旁路装置，如广东沙角C厂3×660MW亚临界机组、大港电厂2×330MW机组（意大利）、湖南益阳电厂一期工程2×300MW机组等，均不带旁路启动。因此，不带旁路启动是一种比较成熟、普遍的启动方式。
4.无旁路启动经济性分析
4.1 初投资分析
无旁路启动的机组与高低压两级串连旁路启动的机组相比，节省的初投资主要包括：旁路设备、与旁路设备相连的管道及其支吊架、配套的电气及控制系统、安装费用等；
计算条件：
1）旁路系统按高低压两级串联旁路考虑，旁路容量按35%计算。
2）旁路阀按采用国内产品计算，价格含控制系统。
3）不考虑在旁路阀前增设关断阀。
根据计算结果可以看出，与采用高低压两级串连旁路启动机组相比，无旁路启动每台机组可节省初投资488万元。
4.2 启动费用分析
与带旁路启动相比，为了保护再热器无旁路启动需要控制锅炉的升温升压速率，启动时间变长。 本期工程推荐采用等离子点火技术，锅炉能够完全做到无油点火和稳燃，因此无旁路启动不会因为启动时间的延长而过多地增加机组的启动成本。
随着电网容量的扩大，装机容量已经明显大于供电需求，特别是在用电低峰期，许多发电机组只能降负荷运行，部分机组甚至仅维持在低负荷工况下运行，与无旁路启动相比，带旁路启动虽然能够迅速升至满负荷，但受到每年发电指标数量的影响，机组不会因为能够早发电而增加发电效益。
因此，无旁路启动机组在启动费用方面与带旁路启动机组相差不大。
5.取消旁路系统后炉侧采取的措施
当机组不设汽机旁路系统时，在电厂热力系统上就须另外设置通道来处理汽机暂不能接纳的蒸汽。锅炉需采取如下措施：
5.1 保留5%MCR容量的锅炉疏水旁路
锅炉保留5%MCR容量疏水旁路来满足机组启停的需要，该旁路也被称之为“大型疏水设备的小型旁路”。即从锅炉后竖井环型集箱引出6路Φ60×8疏水管（前后墙各2路，两侧各1路），各配备DN50的电动截止阀，机组启停时可将5%容量的蒸汽排往疏水扩容器，或经减温减压送至汽机冷凝器。利用这一旁路可以迅速提高升温升压速度。使锅炉在允许的烟气温度下达到额定的过热蒸汽温度。国外许多大型电站锅炉即是采用这种系统，其运行结果表明可完全满足机组快速启停的要求。
5.2 在过热器和再热器出口设置对空排汽
在过、再热器系统出口管段上各设有一个对空排汽门，为人工电动控制，在机组启停阶段可将不符合汽机要求的蒸汽或多余的产汽快速排放，以加快机组的启停和降负荷速度。其中过热器对空排汽可达20%容量，再热器对空排汽可达10%容量。
5.3 运行人员精心组织与熟练操作
在锅炉采取上述措施后，通过运行人员良好地调整汽温，使蒸汽温度与金属温度相匹配，能够使锅炉满足汽机启停的要求。
6.结论
根据以上分析，对于高压缸启动的机组，无旁路启动在技术上是完全可行的，与高低压串联两级旁路系统相比，无旁路启动的机组具有系统简单、投资省、运行可靠的优点。按一台机组计算，采用无旁路启动，可节省初投资488万。对于以带基本负荷运行为主，机组不需要频繁啟停的城市热电厂，从简化系统、节约初投资考虑，推荐采用无旁路启动技术。