国内300MW容量亚临界机组，旁路设计一般采用高低压二级串联旁路，其主要功能为启动旁路，容量在30%~40%之间。当汽轮发电机组出现故障需停运，若保证锅炉在满足最低稳燃负荷下继续运行，此时，能否通过旁路系统，将锅炉产生的蒸汽减温减压至适当参数，用于提供采暖供热，成为了研究的课题。
一、旁路系统设计介绍
汽机旁路主要型式可分为一级旁路、高低压二级串联旁路、三用阀旁路和凝疏水系统等4种型式。
大多数电厂旁路系统设计为高低压二级串联旁路，其容量为40%BMCR。高、低压二级串联旁路由高压旁路和低压旁路组成。其中，主蒸汽绕过高压缸，经高旁阀减压减温后排入低温再热管道的系统称为高压旁路，高压旁路阀后的设计参数与低温再热蒸汽管道的设计参数一致。锅炉再热器加热后的高温再热蒸汽绕过中低压缸，经低旁阀减压减温后排入空冷排汽装置的系统称为低压旁路，旁路阀后蒸汽参数大多为0.6MPa(a)，180℃。高、低压二级串联旁路系统的优点是能满足机组在冷态、温态、热态和极热态条件下快速启动，有效地回收工质，并防止再热器干烧；高、低压二级串联旁路系统示意图见下图。
二、旁路系统供热介绍
当汽轮发电机组出现故障停机时，锅炉维持在最低稳燃负荷以上运行。汽轮机主汽门、联合汽门关闭，汽缸停止进汽，高低压旁路阀处于开启状态。锅炉产生的过热蒸汽绕过高压缸，进入高压旁路阀，经减温减压后，进入冷再热系统。锅炉再热器产生的高温再热蒸汽绕过中低压缸，进入低压旁路阀，减温减压至采暖蒸汽参数（0.4MPa，180℃），作为热网加热器的加热蒸汽汽源，疏水回至除氧器。高压旁路阀减温水来自高压给水系统，低压旁路阀减温水来自相邻机组凝结水系统或热网加热器疏水系统。冷再热蒸汽通过减压后作为除氧器加热蒸汽汽源。
三、主要设备、系统运行介绍
汽轮发电机组出现故障时，汽轮机主汽门快速关闭，汽轮机汽缸停止进汽，旁路阀开启，锅炉保持在低负荷继续运行。
因汽轮机失去汽源，空冷排汽装置不再接收汽轮机低压缸排汽，故空冷排汽装置设备停运，与之关联的凝结水泵、真空泵等主要设备也随之停运。凝结水系统、抽真空系统停运。
因汽轮机失去汽源，汽轮机各级抽汽系统随之停运，高、低压加热器等主要设备此时被切掉，高压给水通过高压加热器旁路系统运行。
因汽轮机失去汽源，同时空冷排汽装置设备停运，给水泵汽轮机需要停运，故汽动给水泵此时也需要停运，给水系统需要由电动给水泵提供。电动给水泵为定速启动给水泵，其容量为35%BMCR。此工况下，能够满足锅炉在最低稳燃负荷35% BMCR下运行。因为电动给水泵的容量已确定，通过旁路系统对外提供的供热量将受到限制。开、闭式水系统需要投运，以保证其它设备运行时所需要的冷却水。磨煤机、送风机、一次风机等锅炉主要辅助设备均需要在低负荷下投运，以保证锅炉稳定运行。
四、旁路系统供热能力分析
旁路系统供热能力主要受到旁路容量、锅炉最低稳燃负荷以及锅炉电动给水泵容量等因素的制约。
通过高、低压旁路阀蒸汽量的多少，取决于旁路容量的选择。旁路容量的选择又与旁路系统的功能有直接关系。本工程旁路的功能为启动旁路，不具备溢流、安全阀及保护功能。其作用仅为改善机组的启动性能，满足机组在冷态、温态、热态和极热态等各种条件下滑参数启动的要求，缩短启动时间和减少汽轮机循环寿命的损耗。根据汽轮机-锅炉联合启动曲线，本工程旁路容量选择为40%BMCR，即可满足机组启动要求。因此，通过旁路系统的蒸汽量便随着旁路容量的确定，从而决定了旁路系统的供热能力。
根据给水泵选型分析，例如某工程锅炉给水泵的配置方式为每台机组配置1台100%容量的汽动给水泵，2台机组公用1台35%BMCR容量的电动启动给水泵。利用旁路系统供热时，机组利用电动启动给水泵为锅炉提供高压给水，因此，电动启动给水泵的容量确定了锅炉的给水流量，同时也决定了锅炉蒸发量，进而影响了旁路系统供热的能力。
锅炉最低稳燃负荷是指锅炉不需要投入额外燃料，燃烧设计煤种，能够稳定燃烧时锅炉的最小蒸发量。本工程锅炉最低稳燃负荷为35%BMCR，因此，利用旁路系统供热时，电动启动给水泵的容量满足锅炉最低稳燃负荷，供热能力受锅炉最低稳燃负荷时锅炉蒸发量影响。
由上诉分析可见，旁路系统的供热能力受旁路容量、电动给水泵容量及锅炉最低稳燃负荷影响，其中，电动启动给水泵容量的设置，对供热能力的影响较大。
结束语：
综合上述内容，当汽轮发电机组出现故障停机时，利用旁路系统提供采暖供热的方案是可行的。供热能力受到旁路容量、电动给水泵容量及锅炉最低稳燃负荷等因素影响，根据锅炉最低稳燃负荷，合理配置电动给水泵与旁路阀的容量，合理优化旁路阀减温水系统，合理优化热网加热器疏水系统，在减少投资的基础上，可以获取最大的供热能力。
参考文献:
[1]刘畅,耿林霄,王珩,苗海权,商忠宝,曾立飞. 高低旁路联合供热改造控制策略研究[J]. 热力发电,2020,v.49;No.408(11):126-132.
[2]周国强,赵树龙. 汽轮机高、低压旁路联合供热应用研究[J]. 东北电力技术,2019,v.40;No.437(11):1-4.
[3]薛朝囡,杨荣祖,王汀,谷伟伟,高庆,张永海. 汽轮机高低旁路联合供热在超临界350 MW机组上的应用[J]. 热力发电,2018,v.47;No.378(05):101-105.
