旁路系統(tǒng)的基本功能是協(xié)調(diào)鍋爐產(chǎn)汽量與汽機(jī)耗汽量之問的不平衡關(guān)系.改善啟動和負(fù)荷特性，提高機(jī)組運(yùn)行的安全性、靈活性和負(fù)荷的適應(yīng)性.具體表現(xiàn)為：

(1)改善啟動特性在啟動和甩負(fù)荷時，可保護(hù)布置在煙溫較高區(qū)域的再熱器，防止其燒壞;在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前，鍋爐先把主蒸汽和再熱蒸汽壓力、溫度維持在預(yù)定水平，使蒸汽溫度和汽缸溫度相匹配，以滿足汽輪機(jī)冷態(tài)、溫態(tài)和熱態(tài)的啟動要求，縮短啟動時間，加快啟動速度，嚴(yán)格控制汽輪機(jī)的金屬溫升率，減少汽輪機(jī)金屬疲勞的損耗并延長其壽命。

(2)溢流能力處理負(fù)荷瞬變過渡工況時的剩余蒸汽。由于鍋爐的允許降負(fù)荷速率比汽輪機(jī)小，而其允許的最低負(fù)荷又比汽輪機(jī)大，故將剩余蒸汽通過旁路系統(tǒng)，能改善瞬變過渡工況時鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少甚至避免鍋爐安全閥動作：當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)故障時.可采用停機(jī)不停爐的運(yùn)行方式;或者電網(wǎng)故障時.機(jī)組帶廠用電運(yùn)行.有利于盡快恢復(fù)供電.縮小事故范圍.提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和機(jī)組的可用率。

(3)機(jī)組啟停時回收工質(zhì)和熱量，降低噪聲。燃煤鍋爐如不投油助燃，其最低穩(wěn)燃負(fù)荷一般不低于鍋爐額定蒸發(fā)量的30～40%.而汽輪機(jī)的空載耗汽量一般僅為汽輪機(jī)額定耗汽量的5%～10%左右。機(jī)組啟?；蛩ω?fù)荷時，鍋爐蒸發(fā)量大于汽輪機(jī)所需蒸汽量.存在大量剩余蒸汽。設(shè)置旁路系統(tǒng)，可回收這部分工質(zhì).并減少其熱損失.且可降低嚴(yán)重的排汽噪聲、改善環(huán)境。

(4)在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前.建立清潔的汽水循環(huán)系統(tǒng)。設(shè)備及管道停運(yùn)后，啟動初期蒸汽會夾雜水分、雜質(zhì)和顆粒等.比如高壓的主蒸汽中往往攜帶有四氧化三鐵(Fe304)硬粒。對汽輪機(jī)的進(jìn)汽口和葉片等處產(chǎn)生顆粒侵蝕，流速越高、侵蝕就越嚴(yán)重，特別是超超臨界機(jī)組蒸汽通過進(jìn)汽口處的壓力和流速相對比亞臨界和超臨界機(jī)組蒸汽要高，因此這些固體顆粒對進(jìn)汽口、葉片的沖蝕也更大.尤其在啟動及甩負(fù)荷運(yùn)行時更為突出。采用旁路系統(tǒng)，能有效防止此類物質(zhì)進(jìn)入汽輪機(jī).保證汽機(jī)安全。

(5)能使鍋爐獨(dú)立運(yùn)行，因而減少了大修及主要設(shè)備維修以后整個調(diào)試時間和縮短試驗周期。

(6)對配有安全功能的100%容量的高壓旁路三用閥系統(tǒng).既能在保證汽輪機(jī)壽命的前提下縮短啟動時間，又能在汽機(jī)快速降負(fù)荷時取代鍋爐安全門的作用，且可實現(xiàn)FCB功能，便于極熱態(tài)工況下恢復(fù)運(yùn)行和快速升負(fù)荷。

(7)滿足電網(wǎng)對機(jī)組各種負(fù)荷的需求，特別當(dāng)電網(wǎng)要求機(jī)組負(fù)荷低于鍋爐穩(wěn)定燃燒的負(fù)荷時。

超超臨界機(jī)組旁路系統(tǒng)選擇需考慮的主要因素

旁路系統(tǒng)的選擇包括連接型式、容量及其參數(shù)等各方面的選擇，而這些選擇主要與機(jī)組在電網(wǎng)中承擔(dān)的負(fù)荷性質(zhì)、鍋爐特點、(燃料性質(zhì)、鍋爐型式、再熱器材料及其布置、調(diào)溫方式、鍋爐啟動方式和啟動參數(shù))、汽輪機(jī)特點(汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)、沖轉(zhuǎn)方式、冷熱態(tài)沖轉(zhuǎn)參數(shù))、旁路系統(tǒng)設(shè)備特點(閥門結(jié)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型、自動控制及其聯(lián)鎖保護(hù))等因素有關(guān)。旁路系統(tǒng)的容量隨設(shè)置的目的(即要求實現(xiàn)的功能)不同而不同，旁路系統(tǒng)的功能就決定了其容量的大小。旁路系統(tǒng)的參數(shù)選擇直接影響其功能的實現(xiàn)，甚至影響到機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。。從目前形勢來看，旁路系統(tǒng)的簡化是發(fā)展趨勢。以節(jié)約投資。一般在選擇旁路系統(tǒng)時主要考慮以下幾方面因素：

(1)原則上，如果汽輪機(jī)采用中壓缸啟動方式，則必須設(shè)置旁路系統(tǒng)，以滿足中壓缸啟動時的供汽循環(huán)需要，與此同時.可對布置于煙氣高溫區(qū)的再熱器在點火或低負(fù)荷時進(jìn)行通汽冷卻保護(hù)若汽輪機(jī)不采用中壓缸啟動且再熱器所用的材質(zhì)較好或布置在煙氣低溫區(qū).能允許干燒若干時間或不要求通汽冷卻，則根據(jù)機(jī)組運(yùn)行方式及功能要求等具體情況亦可不設(shè)置旁路系統(tǒng)，但不設(shè)旁路需采取以下措施：

a.加大最后一級過熱器的疏水管徑，使其通過的容量為鍋爐蒸發(fā)量的5%～l5%，即設(shè)置啟動疏水旁路，以此解決啟動過程中汽溫上升過慢的問題，從而縮短啟動時間。

b.增加向空排汽PCV閥的容量，使過熱器能快速向空排汽。

(2)負(fù)荷性質(zhì)：國內(nèi)1000MW 機(jī)組均承擔(dān)基本負(fù)荷，啟停次數(shù)較少，一般是冷態(tài)或溫態(tài)啟動，并且又采用滑參數(shù)啟動，沖轉(zhuǎn)壓力低且鍋爐蒸發(fā)量少，選擇較小旁路容量已能基本滿足要求。若偶爾采用熱態(tài)啟動，可通過提高沖轉(zhuǎn)壓力或向空少量排汽(PCV閥排汽)來彌補(bǔ)。因此一般可選擇容量較小的旁路，來滿足啟動和保護(hù)再熱器的需要。承擔(dān)中間負(fù)荷特別是承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)的機(jī)組，啟停頻繁，常處于多種工況交替如低負(fù)荷運(yùn)行、停機(jī)不停爐或帶廠用電運(yùn)行等狀態(tài).啟動過程中通過向空排汽或延長啟動時間，對于經(jīng)常熱態(tài)啟動的機(jī)組，需容量較大的旁路.并適當(dāng)投油助燃，以滿足鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷的要求。目前國內(nèi)百萬超潮臨界機(jī)組.主要承擔(dān)基本負(fù)荷，適當(dāng)承擔(dān)系統(tǒng)內(nèi)調(diào)峰任務(wù)，在汽機(jī)旁路系統(tǒng)的設(shè)計考慮中可在滿足旁路系統(tǒng)基本功能的情況下盡量簡化.達(dá)到優(yōu)化設(shè)計、節(jié)省投資的目的。對于機(jī)組停機(jī)不停爐工況.即在額定參數(shù)下汽輪機(jī)跳閘，鍋爐維持不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷運(yùn)行。由于國內(nèi)1000MW 超超臨界鍋爐，最低穩(wěn)燃負(fù)荷一般為30%BMCR左右，在此負(fù)荷時主蒸汽壓力的降低，蒸汽體積流量增大，而使高壓旁路的通流能力降低。停機(jī)不停爐的處理事故方法，人們應(yīng)集中注意力在最必要、最重要的操作上，不希望在處理事故的緊張關(guān)頭分出精力來投油槍助燃.而投油槍又需要嚴(yán)密監(jiān)視以免發(fā)生爆炸擴(kuò)展事故，而僅希望依靠聯(lián)鎖，在電氣或汽機(jī)跳閘時，把燃料量切至保證穩(wěn)定燃燒所需的最小值，同時依靠聯(lián)鎖把旁路系統(tǒng)投入，因此旁路容量應(yīng)以不投油助燃尚能保證鍋爐穩(wěn)定燃燒的最低出力為依據(jù)?？紤]到燃料發(fā)熱量的波動，燃燒的穩(wěn)定性.磨煤機(jī)運(yùn)行的可靠程度、出事故時把燃料量降至最低是不妥的，再加5%余量，故最少需選用40%BMCR容量。根據(jù)電廠運(yùn)行經(jīng)驗，由于煤種的變化，鍋爐實際運(yùn)行的最低穩(wěn)燃負(fù)荷均大于鍋爐設(shè)計最低穩(wěn)燃負(fù)荷，故旁路的容量在5O%以上才能實現(xiàn)停機(jī)不停爐工況。隨著電網(wǎng)容量增大，電網(wǎng)安全性不斷提高，一旦汽輪機(jī)跳閘，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷需要，其它機(jī)組將升負(fù)荷運(yùn)行，電網(wǎng)調(diào)度一般不允許該機(jī)組幾天內(nèi)并網(wǎng).因而該功能設(shè)置的必要性不大。

另外。如果機(jī)組帶廠用電運(yùn)行工況，即鍋爐維持不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷，汽機(jī)帶廠用電運(yùn)行，發(fā)電機(jī)快速減負(fù)荷至約5%廠用電工況，由于帶廠用電運(yùn)行工況是一個極惡劣的運(yùn)行工況，是以犧牲機(jī)組壽命為代價的，且發(fā)生機(jī)率極少，運(yùn)行時間短。帶廠用電運(yùn)行工況不單取決于旁路的設(shè)計，還取決于鍋爐及輔機(jī)的可控性，控制和保護(hù)系統(tǒng)的正確性和可靠性.汽輪機(jī)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。對某一電網(wǎng)而言，只要其中有一臺或兩臺機(jī)組有FCB的功能，就可以在電網(wǎng)解列時.使整個電網(wǎng)快速得到恢復(fù)，而不需要每個電廠都有這個功能。對于超超臨界大容量機(jī)組.實現(xiàn)帶廠用電運(yùn)行功能，旁路系統(tǒng)容量增大，還需設(shè)置復(fù)雜的控制系統(tǒng)，投資增加，且利用率很低，另外1000MW 超超i臨界機(jī)組在電網(wǎng)中宜帶基本負(fù)荷，所以其旁路系統(tǒng)設(shè)置一般可以不考慮帶廠用電運(yùn)行功能。

(3)鍋爐特點：機(jī)組正常運(yùn)行時再熱器進(jìn)口煙溫一般均在860oC以上，如果此時再熱器不允許干燒，則必須考慮設(shè)置兩級串聯(lián)旁路或其他旁路型式保證蒸汽流經(jīng)再熱器，以此對再熱器進(jìn)行保護(hù);如果再熱器允許干燒，則可考慮只設(shè)置一級大旁路或不設(shè)旁路。旁路容量等則需考慮多種因素而定，但是若要滿足鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷運(yùn)行要求，旁路容量就需加大，投資也相應(yīng)增大，對于帶基本負(fù)荷且啟停次數(shù)較少的機(jī)組是很不經(jīng)濟(jì)的。對1000MW 超超臨界機(jī)組具體情況而言，鍋爐不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷一般為<~40%BMCR，如果選擇容量為30%的旁路系統(tǒng).可考慮用PCV閥向空排放或部分投油加旁路的方法來滿足停機(jī)不停爐運(yùn)行。

(4)汽輪機(jī)特點：機(jī)組采用高壓缸啟動方式，則可考慮只設(shè)置一級大旁路或不設(shè)旁路;如果機(jī)組采用中壓缸啟動或高、中壓缸聯(lián)合啟動方式，則必須采用兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)或其他型式旁路系統(tǒng)，以保證蒸汽循環(huán)。機(jī)組啟動時，旁路容量應(yīng)根據(jù)各種工況下高壓缸或中壓缸所允許的進(jìn)汽參數(shù)來選取。旁路容量的大小直接關(guān)系到切換時機(jī)組的負(fù)荷值和啟動時間。旁路容量小.切換時負(fù)荷低.啟動時間長，機(jī)組啟動經(jīng)濟(jì)性差;旁路容量增大，切換時負(fù)荷高，可提高鍋爐的燃燒率，縮短啟動時間，機(jī)組啟動經(jīng)濟(jì)性好，但投資增加。由于凝汽器的結(jié)構(gòu)尺寸并不是隨著機(jī)組容量的增大而成正比的增加，要消除大量蒸汽流量的動能并使之冷凝.必然會導(dǎo)致對凝汽器的設(shè)計和結(jié)構(gòu)提出特殊的要求。同時，旁路來的蒸汽因未膨脹做功，溫度很高，需耗大量的減溫水，使得初投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)增加。由于旁路的實際通流能力必然受到凝汽器允許熱負(fù)荷的限制，因此單純的增大旁路容量并不能達(dá)到預(yù)期效果，應(yīng)結(jié)合凝汽器、凝結(jié)水泵容量、鍋爐安全門配置等多方因素，根據(jù)綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較而定。

(5)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：旁路系統(tǒng)的控制操作機(jī)構(gòu)，主要有電動、氣動和液動幾種。液動或氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩大，動作時間快，但需專用設(shè)備，投資費(fèi)用高，維護(hù)工作量大。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩小，動作時間較長，但運(yùn)行靈活.投資少，工作可靠性高且維修較簡單。針對動作時間較長這一不足。也有部分進(jìn)口旁路系統(tǒng)配有雙電機(jī)，即高速和慢速執(zhí)行機(jī)構(gòu)，慢速用于機(jī)組啟動過程，快速用于迅速啟閉旁路閥。

(6)旁路參數(shù)：盡管旁路系統(tǒng)的連接型式及容量基本決定了其功能.但旁路系統(tǒng)的參數(shù)選取對于機(jī)組特別是具有調(diào)峰功能的機(jī)組運(yùn)行同樣有著很大的影響。當(dāng)機(jī)組處于調(diào)峰負(fù)荷時，若需旁路裝置動作，高旁參數(shù)選取不當(dāng)將引起高壓缸排汽不暢、高壓缸排汽壓力增高而危及汽機(jī)的安全運(yùn)行等。旁路系統(tǒng)參數(shù)的選擇，主要指高壓旁路閥出口參數(shù)的確定，高壓旁路閥后參數(shù)決定了機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時旁路系統(tǒng)的出力，同時直接影響到汽機(jī)在低負(fù)荷下的正常運(yùn)行。

目前，國內(nèi)發(fā)電廠使用最多旁路系統(tǒng)為美國CCI公司、德國(Bopp and Reuther)等國外知名公司的產(chǎn)品。