锅炉汽包水位的变化及控制

锅炉汽包水位的变化及控制[摘要]对影响汽包水位变化的因素进行了全面分析，针对机组在启动过程中及机组事故过程中水位的变化特点，提出了合理的汽包水位控制方案，从而进一步保证了机组的运行安全。

【关键词】汽包水位；给水流量；蒸汽量；自动调整前言沙角A电厂＃4、5机组的锅炉为亚临界压力一次中间再热控制循环汽包炉，正压直吹式制粉系统，锅炉最大连续蒸发量1025T/H，是上海锅炉厂引进美国CE公司技术生产的。

锅炉采用两台汽动给水泵及一台电动给水泵上水，给水系统流程如下：汽包水位是锅炉正常运行中最主要的监视参数之一。

水位过高过低都可能造成设备损坏事故，影响机组安全。

运行中，必须加强对汽包水位的监视和调整。

我厂#4、5炉汽包水位的控制范围：正常值:0±50mm，报警值:＋127/－178mm，跳闸值(MFT): +320/－380mm。

1. 影响汽包水位变化的因素锅炉在运行中，汽包水位是经常变化的，引起汽包水位发生变化的原因主要是锅炉的外扰和内扰。

当出现外扰和内扰时，将使蒸发设备的物质平衡关系(即蒸发量与给水量之间的平衡关系)发生破坏，或者工质状态发生变化(当锅炉压力变化时，水和蒸汽的比容发生变化)，从而造成汽包水位发生变化。

汽包水位变化的剧烈程度，不仅与扰动量的大小有关，而且还与扰动速度有关。

影响汽包水位变化因素主要有：1.1锅炉负荷的变化汽包水位的变化与锅炉负荷(蒸发量)的变化有密切关系，因为蒸汽是从给水进入锅炉以后逐渐受热汽化而产生的。

当负荷变化时，蒸发受热面中水消耗量发生变化，必然引起汽包水位的变化。

当负荷增加时，如果给水量不变或增加不及时，则蒸发设备中的水量逐渐被消耗，其最终结果将使水位下降；反之，水位上升。

所以水位变化的幅度反映了锅炉蒸发量与给水量之间平衡关系相称程度。

当外界负荷突增或突减时，会引起锅炉汽压骤变，汽包水位会出现虚假水位，若安全门动作又会使水位升高。

所以，当负荷骤变时，必须严密监视水位，预防水位事故的发生。

1.2燃烧工况的变化燃烧工况的改变对水位的影响也很大。

在外界负荷及给水量不变的情况下，当燃料量突然增加，水位暂时升高而后下降；燃料突减，水位暂时降低而后升高。

因此，水位波动的大小取决于燃烧工况改变的强烈程度以及运行调节的及时性。

1.3给水压力的变化给水压力变化时，将使给水流量发生变化，从而破坏了给水量与蒸发量的平衡，引起水位变化。

给水压力波动过大，将使给水自动调节器失调。

水压过低，则汽包进水困难，若给水压力低于汽包压力，给水将无法进入汽包，会造成锅炉严重缺水。

给水泵故障、给水管道破裂、给水门故障等均能使给水压力降低，故应对给水压力和给水流量严加监视，注意控制给水流量与蒸汽流量相适应。

1.4锅炉汽水管泄漏或下联箱放水门误开锅炉受热面管损坏(如水冷壁管泄漏、省煤器泄漏等)，将消耗大量的蒸汽和水，如果负荷过大给水不能满足要求时，将造成汽包水位的逐渐下降，如果损坏严重将会造成锅炉严重缺水。

锅炉下联箱放水门误开时，泄漏大量的炉水，也将会造成汽包水位下降，致使汽包发生缺水事故。

1.5炉水品质恶化当锅炉给水品质不合格长期运行时，或化学监督不当，炉水处理或加药不当，以及锅炉排污不及时等，将使得炉水含盐量过大，不但会造成蒸汽的污染，而且会在水冷壁受热面上结垢，甚至会腐蚀受热面，同时由于炉水中的油脂、悬浮物或含盐浓度过高时，蒸汽泡的表面含有杂质而不易被撕破，在汽包水面上产生大量泡沫，出现汽水共腾，使汽包水位急剧升高并产生强烈的波动现象。

1.6汽包水位计不准确若水位计指示不准确，则在运行中将无法判断汽包水位的真实性。

若水位计汽连通管堵塞或泄漏时，则水位计指示偏高；若水位计水连通管堵塞或泄漏时，则水位计指示偏低或不动。

另外电接点水位计电源中断或云母水位计泄漏等均影响水位计的准确性，易造成误判断。

所以对水位计的监视、校对、冲洗、维护特别重要。

发现水位计有缺陷，应及时通知检修人员予以消除，保证各水位计指示准确。

1.7给水自动调节失灵或运行人员手动调节不及时运行中由于汽包水位变送器或热工卡件故障造成给水自动调节系统故障而没有及时发现，或在进行手动调节时，对水位的变化趋势及给水量与蒸汽量的匹配重视不够，使得给水量猛增或猛减，都会导致水位水位事故。

2.运行中应该对汽包水位进行监视并及时调节，主要有以下几种情况2.1锅炉启动过程中对汽包水位的控制锅炉上水前应将电动给水泵启动，在冷态下使给水泵处于打循环状态（除氧器水箱水温在21－40℃，水质合格），用电泵出口旁路电动调门向锅炉上水，当汽包水位上至-50－0mm时停止上水，关闭主给水电动门，将电泵转速控制输出降至最低。

锅炉点火后随着油枪数量的增多，炉内的热负荷在不断增加，炉水温度在升高，水的体积在不断扩大，当炉水温度达100℃时，水中开始产生汽泡，炉水体积开始膨胀，水位开始升高，此时可用下水包放水电动门对水位进行控制。

在汽轮机冲转前，随着锅炉压力的不断升高，由于5％旁路及一、二级旁路的开启将使蒸汽不断损耗，水位开始有所下降，此时应根剧汽包水位的变化，及时进行上水（一定要先开主给水电动门，再将电泵升速）。

汽轮机冲转前应将汽包水位降低一些，防止冲转时水位升得太高，引起汽包满水及蒸汽带水。

汽轮机冲转并网后，由于蒸汽经汽轮机开始做功，蒸汽量在不断增加，因此所需给水量开始逐渐增多，因此应根据汽包水位、主汽压力的变化在保证合适的电泵转速的情况下及时开大出口旁路电动门，维持汽包水位稳定。

在机组负荷60MW时电动给水泵出口电动门会自动打开，旁路电动门调节已不起作用，这时应注意给水流量的变化，及时调整电动给水泵转速。

在机组低负荷暖机期间可对A、B汽动给水泵进行暖管、疏水、冲转，使A、B汽动给水泵在3000转备用。

电泵的容量只能满足50%以下额定出力，因此，在机组负荷140MW左右时必须完成电泵与一台汽泵的并列工作，在汽包水位及负荷稳定的情况下，将待并泵(假如A汽泵)的转速逐渐提高，慢慢降低电泵转速，使A汽泵与电泵的出口压力及流量基本相等，视汽包水位及给水流量的变化趋势，进行A、C泵同时调节，维持水位稳定。

当需要启动磨煤机增加负荷时，此阶段水位最难控制，当给煤机启动后，根据主汽压力的变化，应采用合适的速率在DEH上及时开大汽门增加负荷，尽量使主汽压力变化缓慢，根据蒸汽量及汽包水位的变化及时增加给水泵的转速提高给水量以控制汽包水位稳定。

当负荷在30%(90MW)以上时给水为三冲量控制，有条件的可投入水位三冲量自动调节。

当机组负荷不断升高，达150MW以上，在水位稳定的情况下，可进行另一台汽泵的并泵工作。

将B泵的转速逐渐提高，慢慢降低C泵转速，注意汽包水位、蒸汽流量、给水流量变化趋势，当B泵出口压力接近于A泵出口压力时，将C泵转速降至最低备用。

监视给水量的变化，如给水量有所增加或降低，可改变A泵或B泵的转速以维持给水量不变，从而保持汽包水位的稳定。

当汽包水位基本稳定，两台汽泵出力接近，水位实际值与设定值相差不大时，将给水投入三冲量自动控制。

当机组负荷200MW以上，水位自动调节稳定时，可将电泵停止运行，停定后投入联锁备用状态。

此时可逐渐启动磨煤机加负荷直至机组带额定负荷。

2.2 机组发生事故时对汽包水位的控制2.2.1当机组正常运行中某台磨煤机跳闸时对汽包的水位影响一般不是特别大，给水自动正常下能及时调节。

此时应加强对水位自动的监视，退出机组LDC 控制（协调控制），将负荷目标降低，加强燃烧调整，必要时可投油助燃，调整好其他参数。

如果水位自动跟踪良好应保持水位处于自动调整状态，但应注意虚假水位，以防汽包满水。

2.2.2当锅炉发生RB时对水位的控制。

当锅炉运行中的一台风机跳闸发生RB时，跟据情况应及时投油稳燃，注意LDC调节情况。

否则退出LDC控制运行，将机组的出力减至一台风机所能承受的最大负荷，此时密切注意水位的变化，一般情况水位先低而后升高，因此当水位自动好用的情况下注意当水位回升时及时将水位设定值调低，以防水位自动过调导致水位升高。

一台一次风机跳闸时影响较大，一次风压只能保持两台磨煤机运行，机组带120－130MW负荷。

2.2.3当一台汽泵跳闸导致机组RB时对水位的调节。

机组正常运行是两台汽泵运行，电泵备用。

运行中当一台汽动给水泵跳闸时，电泵应该同时联锁启动。

此时对汽包水位影响较大，尤其在机组满负荷时。

因为电泵联启后转速输出是需要人为增加的，而此时如负荷较大的话，另一台汽泵的转速将会快速上升以满足汽包水位，可能会因冲击过大，该汽泵转速控制退出“CCS IN”或超速跳闸，因此将会对水位的调整增加了难度。

在这种情况下，当一台汽泵跳闸时，为了最大限度地保持水位而不致跳机，当电泵联启后就应该立即增加电泵转速，尽快提高电泵出口压力使电泵尽快带负荷。

如运行的汽泵“CCS IN”黄色消失表示已退出“CCS IN”，立即调出小机控制画面，将小机的控制方式投入“CCS IN”方式控制，以便及时控制小机转速，也可以在小机控制画面通过改变转速目标增加小机负荷，同时加大电泵的转速，密切注意汽包水位的变化趋势，尽全力控制汽包水位在规定范围内。

如果电泵没有联动，应立即手动合闸电泵，升速带负荷，控制机组负荷在280MW以下，稳定汽包水位。

2.3.4当锅炉受热面泄漏时对水位的控制。

机组运行中由于设计、制造、安装以及受热面超温等各种因素造成受热面泄漏时，如水冷壁管泄漏，省煤器管泄漏，过热器、再热器及管道泄漏等均会造成蒸汽量与给水量的不平衡导致汽包水位的变化。

此时应该加强上水，观察泄漏情况变化，注意燃烧的调整，如能维持汽包水位可适当降低机组负荷运行，报告上级申请停炉处理，等待停炉期间应加强监盘及巡回检查，留意泄漏情况。

但如果不能维持汽包水位，造成汽包缺水时必须立即停炉。

因水冷壁泄漏停炉的应全停炉水泵，省煤器泄漏停炉的将省煤器再循环门关闭，且停炉后不应再上水，以免浪费水太大。

结束语影响汽包水位变化的因素很多，只要我们能够认真监视水位的变化，及时发现问题并迅速采取有效措施，一般情况下能够将水位控制在规定的范围内，只有保证汽包水位在正常的范围内运行机组的安全方能得到保证。