摘 要：介紹減溫減壓裝置的組成和形式，以及它在汽輪機(jī)不同系統(tǒng)里的應(yīng)用。在汽輪機(jī)各系統(tǒng)里，減溫減壓裝置設(shè)置應(yīng)滿足合理性和必要性，以提高汽輪機(jī)組和整個(gè)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：減溫減壓；應(yīng)用；合理；必要

減溫減壓裝置的作用是將壓力和溫度相對(duì)高的蒸汽降為需要的低溫低壓蒸汽。它廣泛應(yīng)用于熱電、石化、輕功、紡織等企業(yè)，實(shí)現(xiàn)蒸汽的層級(jí)利用，同時(shí)也廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)各系統(tǒng)。

在汽輪機(jī)的不同系統(tǒng)里，減溫減壓裝置發(fā)揮著不同的作用，有的是滿足汽輪機(jī)組的用汽需求，有的是滿足汽輪機(jī)排汽的工藝需要，有的是解決汽輪機(jī)抽汽與負(fù)荷的不匹配問題，有的是保護(hù)汽輪機(jī)組或者整個(gè)系統(tǒng)，所以減溫減壓裝置在汽輪機(jī)系統(tǒng)里發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但它的設(shè)置應(yīng)滿足合理性和必要性，達(dá)到既節(jié)能、合理又保障機(jī)組的安全、可靠。

1 減溫減壓裝置

減溫減壓裝置一般由減溫系統(tǒng)、減壓系統(tǒng)、主蒸汽管體、安全保護(hù)系統(tǒng)、熱力控制系統(tǒng)等組成。結(jié)構(gòu)組件由減壓閥、節(jié)流孔板、蒸汽混合管道（帶噴嘴）、安全閥、給水調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、截止閥、止回閥、減溫水管、法蘭、標(biāo)準(zhǔn)件等組成。

按減溫減壓實(shí)現(xiàn)方式劃分，有分體式減溫減壓（圖1）和一體式減溫減壓（圖2）；按減溫減壓效果劃分，有同時(shí)減溫減壓和只減溫不減壓；按減溫減壓過程劃分，有單級(jí)減溫減壓和一二級(jí)串聯(lián)減溫減壓。減溫減壓裝置的控制方式也較靈活，可以電動(dòng)、氣動(dòng)或者手動(dòng)。

2 應(yīng)用于汽輪機(jī)汽封系統(tǒng)

凝汽式汽輪機(jī)由于排汽處于真空狀態(tài)，所以排汽端汽封需要通蒸汽密封，以防止空氣漏入排汽缸破壞真空。在正常運(yùn)行情況下，由汽輪機(jī)前汽封漏出的蒸汽通到后汽封，就可以保證后汽封的封汽效果，但在汽輪機(jī)啟動(dòng)階段和小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)進(jìn)汽量小，輪室壓力還沒有建立起來，前汽封僅有少量蒸汽漏出，這時(shí)前汽封漏給后汽封的蒸汽，不足以密封后汽封，這就需要外部蒸汽進(jìn)行密封，所以凝汽式汽輪機(jī)汽封系統(tǒng)都是需要外部密封蒸汽的。

凝汽式汽輪機(jī)需要的密封蒸汽參數(shù)，壓力一般在0.13～0.15MPa（a）左右，溫度要求過熱但過熱度不能太低也不能太高。壓力控制在略高于大氣壓，可以保證空氣不會(huì)漏入，若壓力過高，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)前后汽封有大量蒸汽冒出，前后軸承座腔室也可能進(jìn)入蒸汽導(dǎo)致油中含水，前汽封上部汽缸保溫材料也會(huì)被漏出蒸汽熏黑破壞保溫效果，同時(shí)大量蒸汽冒出也造成了密封蒸汽的浪費(fèi)，既不合理也不經(jīng)濟(jì)。溫度控制在保持一定的過熱度，若溫度過低，到達(dá)或接近飽和，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)前后汽封進(jìn)水，前后汽封端面可能會(huì)有水漏出，在停機(jī)后馬上熱啟動(dòng)，也會(huì)因軸封蒸汽溫度過低可能導(dǎo)致機(jī)組局部驟冷，振動(dòng)過大無法熱啟動(dòng)，嚴(yán)重的話會(huì)導(dǎo)致動(dòng)靜碰擦發(fā)生塑性變形等；若溫度過高，也可能會(huì)發(fā)生動(dòng)靜熱脹不均，導(dǎo)致動(dòng)靜碰擦等惡劣情況。

由于凝汽式汽輪機(jī)的主蒸汽參數(shù)和用戶可提供的其它等級(jí)汽源條件多種多樣，一般都不能直接使用，所以汽輪機(jī)廠家和設(shè)計(jì)院，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等因素進(jìn)行綜合考慮，設(shè)置合理的汽封系統(tǒng)，必要時(shí)配置減溫減壓裝置，最終滿足凝汽式汽輪機(jī)汽封系統(tǒng)的用汽需求。常見減溫減壓裝置用于凝汽式汽輪機(jī)汽封系統(tǒng)見圖3。

2.1 不需配置減溫減壓裝置情況

當(dāng)主蒸汽溫度小于350℃時(shí)，一般無需配置，主蒸汽直接經(jīng)節(jié)流降壓接入到凝汽式汽輪機(jī)汽封系統(tǒng)即可。

當(dāng)主蒸汽溫度大于350℃小于470℃時(shí)，機(jī)組前后軸承跨距較短且轉(zhuǎn)子剛性較好時(shí)，一般無需配置，主蒸汽或者其它合適的汽源直接經(jīng)節(jié)流降壓接入到凝汽式汽輪機(jī)汽封系統(tǒng)即可。

當(dāng)主蒸汽溫度等于或者大于535℃時(shí)，用戶有其它合適的低等級(jí)汽源，一般無需配置，其它合適的低等級(jí)汽源直接經(jīng)節(jié)流降壓接入到凝汽式汽輪機(jī)汽封系統(tǒng)即可。

2.2 必需配置減溫減壓裝置情況

當(dāng)主蒸汽溫度大于350℃小于470℃時(shí)，用戶無其它合適的汽源，機(jī)組前后軸承跨距較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)子是饒性轉(zhuǎn)子，這時(shí)必需配置減溫減壓裝置，減溫減壓后的蒸汽參數(shù)一般在0.13～0.15MPa（a）/250～300℃左右。

當(dāng)主蒸汽溫度等于或者大于535℃時(shí)，用戶無其它合適的汽源，這時(shí)必需配置減溫減壓裝置，減溫減壓后的蒸汽參數(shù)一般在0.13～0.15MPa（a）

/280～320℃左右。

3 應(yīng)用于汽輪機(jī)排汽系統(tǒng)

減溫減壓裝置應(yīng)用于汽輪機(jī)排汽系統(tǒng)，一般指的是用于背壓式汽輪機(jī)排汽系統(tǒng)，僅用于排汽減溫。背壓式汽輪機(jī)排汽壓力高于大氣壓，具體壓力范圍由用戶根據(jù)低壓管網(wǎng)或者工藝用汽情況所決定，排汽溫度由機(jī)組效率所決定。

背壓式汽輪機(jī)的效率一般在50～85%范圍內(nèi)，進(jìn)排汽參數(shù)、轉(zhuǎn)速、功率等不同會(huì)導(dǎo)致機(jī)組效率差別很大，一般情況下用戶僅對(duì)排汽壓力有要求，排汽溫度無需調(diào)整處理。

根據(jù)工藝需要，用戶對(duì)背壓式汽輪機(jī)排汽溫度提出明確要求時(shí)，汽輪機(jī)廠家和設(shè)計(jì)院應(yīng)對(duì)排汽系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)置。

當(dāng)背壓式汽輪機(jī)的排汽溫度低于要求溫度時(shí)，可以通過犧牲汽輪機(jī)效率來實(shí)現(xiàn)，如果還不能滿足的話，可以由主蒸汽直接旁路降壓到排汽來滿足。

當(dāng)背壓式汽輪機(jī)的排汽溫度高于要求溫度時(shí)，首先是通過提高汽輪機(jī)效率來實(shí)現(xiàn)，若機(jī)組效率做到極限還無法滿足，這時(shí)排汽系統(tǒng)就必需配置減溫裝置來滿足溫度要求。

4 應(yīng)用于汽輪機(jī)抽汽系統(tǒng)

這里指減溫減壓裝置應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)抽背式汽輪機(jī)（圖4）和驅(qū)動(dòng)抽凝式汽輪機(jī)（圖5）抽汽系統(tǒng)，解決汽輪機(jī)抽汽與負(fù)荷的不匹配問題。

驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)是為被驅(qū)動(dòng)機(jī)械服務(wù)的，一般具有變轉(zhuǎn)速變功率的工況特點(diǎn)，從提高系統(tǒng)可靠性的角度，汽輪機(jī)廠家一般建議，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)最好做成純背機(jī)和純凝機(jī)，這樣汽輪機(jī)效率高、系統(tǒng)簡(jiǎn)單故障點(diǎn)少，整個(gè)系統(tǒng)更加安全可靠。

但隨著市場(chǎng)形勢(shì)的變化，用戶降本增效的壓力趨于緊張，為了減少設(shè)備投資，原來兩臺(tái)進(jìn)汽相同排汽不同的背壓機(jī)或者進(jìn)汽相同的一臺(tái)背壓機(jī)和一臺(tái)冷凝機(jī)，現(xiàn)在都傾向于合并成一臺(tái)抽背機(jī)或者一臺(tái)抽凝機(jī)，得益于汽輪機(jī)設(shè)計(jì)水平的提高，部分此種要求項(xiàng)目的汽輪機(jī)，在結(jié)構(gòu)上是可以實(shí)現(xiàn)的。

抽背式汽輪機(jī)和抽凝式汽輪機(jī)，根據(jù)抽汽量大小的不同，可分為非調(diào)抽汽和可調(diào)抽汽，一般情況下，抽汽量占總進(jìn)汽量的三分之一以下設(shè)計(jì)成非調(diào)抽汽，大于三分之一的設(shè)計(jì)成可調(diào)抽汽?？烧{(diào)抽汽汽輪機(jī)，汽缸分為前后兩個(gè)，抽汽參數(shù)的不同，會(huì)導(dǎo)致前后缸流量不同、做功能力不同，也就是通流能力不同。一般情況下，機(jī)組的正常工況運(yùn)行點(diǎn)，會(huì)作為汽輪機(jī)最佳效率的設(shè)計(jì)點(diǎn)，同時(shí)還要滿足全工況范圍內(nèi)，最小流量汽輪機(jī)不鼓風(fēng)和最大流量不超過末級(jí)的通流能力。

可調(diào)抽汽機(jī)組，當(dāng)抽汽量大而機(jī)組負(fù)荷小，也就是前缸通流能力遠(yuǎn)大于后缸通流能力時(shí)，當(dāng)抽汽系統(tǒng)因工藝需要用汽量大量減少而機(jī)組負(fù)荷不變時(shí)，前缸通流需求減小，后缸通流需求增大可能就會(huì)超過最大通流能力，就會(huì)出現(xiàn)汽輪機(jī)抽汽與負(fù)荷的不匹配問題，這時(shí)抽汽系統(tǒng)就有必要配置減溫減壓裝置，增大前缸做功減少后缸做功，讓多余的抽汽排到低等級(jí)管網(wǎng)或者凝汽系統(tǒng)中，保護(hù)機(jī)組安全。當(dāng)然也可以采取更簡(jiǎn)單的辦法，將多余的抽汽直接排空，但是會(huì)造成蒸汽浪費(fèi)和熱污染，一般不建議采用此方式。

5 應(yīng)用于汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)

汽輪機(jī)采用單元制系統(tǒng)，也就是一爐一機(jī)制系統(tǒng)，則必需配置旁路系統(tǒng)，保障汽輪機(jī)組和整個(gè)系統(tǒng)的安全。旁路系統(tǒng)由減溫減壓裝置來實(shí)現(xiàn)，將高參數(shù)的蒸汽降溫降壓后送入低一級(jí)的蒸汽管道或者凝汽系統(tǒng)。旁路系統(tǒng)是汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，它能降低機(jī)組在冷態(tài)、溫態(tài)和熱態(tài)的啟動(dòng)時(shí)間，協(xié)調(diào)機(jī)組在各種負(fù)荷下的可靠運(yùn)行，減少由于鍋爐和汽輪機(jī)容量變化而產(chǎn)生的誤差；在容量配置合適時(shí)，可實(shí)現(xiàn)停機(jī)不停爐工況；在汽輪機(jī)突然跳閘時(shí)，汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)能在2～3內(nèi)全程開啟，保護(hù)機(jī)組安全，延長(zhǎng)機(jī)組壽命。當(dāng)配置100%容量汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)時(shí)，該系統(tǒng)就成為具有安全功能的復(fù)合系統(tǒng)。常見旁路系統(tǒng)見圖6。對(duì)于中間再熱式汽輪機(jī)，旁路系統(tǒng)設(shè)置多樣，主要有3種，見圖7、圖8、圖9。旁路系統(tǒng)的最終設(shè)置，汽輪機(jī)廠家和設(shè)計(jì)院，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，綜合考慮系統(tǒng)復(fù)雜程度、設(shè)備投資高低和運(yùn)行維護(hù)難易等因素，設(shè)置合理的旁路系統(tǒng)。

6 結(jié)論與建議

減溫減壓裝置在汽輪機(jī)系統(tǒng)里發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，應(yīng)結(jié)合蒸汽條件、汽輪機(jī)型式、工藝需求和整個(gè)系統(tǒng)特點(diǎn)來進(jìn)行合理和必要的設(shè)置，達(dá)到既節(jié)能、合理又保障機(jī)組和系統(tǒng)的安全、可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張杰.減溫減壓裝置的原理和設(shè)計(jì).江蘇鍋爐，2010年第2期.

[2] 高澍芃，等.汽輪機(jī)設(shè)備檢修技術(shù)問答.中國(guó)電力出版社.第一版.2004年12月.

作者簡(jiǎn)介：姚洪國(guó)（1984-），男，漢族，遼寧盤錦人，就職于杭州中能汽輪動(dòng)力有限公司，主要從事汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)和開發(fā)工作。