直流炉启动过程中给水流量的调整

直流炉启动过程中给水流量的调整

摘要：在直流锅炉启动过程中工况变化情况复杂，给水流量调整与正常运行有较大区别。这要求人员及时调整给水流量，避免因给水调整不当造成分离器满水或锅炉缺水。

关键词：火电厂；直流锅炉给水流量

引言：随着机组容量的升高，蒸汽参数的提高导致直流炉逐渐取代汽包炉，直流炉的特性是在正常运行时工质一次通过蒸发部分。而直流炉在启动初期，由于蒸汽量少、给水流量偏低，导致水冷壁得不到充分冷却，此外较低的给水流量也会导致各受热管水量分配不均，容易造成热偏差。因此锅炉启动流量的大小直接影响到锅炉启动的安全性和经济性。启动流量越大，工质流经受热面的质量流速也越大，这对受热面的冷却、改善水动力特性都是有利的，但工质的损失及热量损失也相应增加，启动旁路系统的设计容量及电动给水泵的容量也要加大。反之，启动流量过小，受热面冷却和水动力稳定就得不到保证。因此，选择启动流量是在保证受热面得到可靠冷却和工质流动稳定的条件下尽可能选择得小一些。超临界直流锅炉的启动流量一般选取为额定流量的25％-35％。[1]直流炉在启动初期为湿态运行，利用炉水循环泵将一部分炉水在系统内循环，此时工况与汽包炉类似，需要运行人员通过给水流量的控制调节好分离器及储水箱水位，如控制不当会造成水位过低、过高，水位过低会导致炉水循环泵跳闸，水冷壁得不到良好冷却，水位过高会导致汽机进水，因此运行人员要根据工况不同，及时调整给水流量控制好分离器水位。而机组正常运行中直流炉一般处于干态运行方式，不涉及分离器及储水箱的水位调整，导致运行人员缺乏此方面的调节经验。机组启动过程中工况变化复杂，人员在准备不足的情况下存在分离器水位调整不当的风险。在此总结某电厂锅炉启动过程中给水流量及分离器水位的控制方法及各节点操作对水位调节带来的影响及如何处理。

一、水位调节方法及影响因素。

在直流炉处于湿态运行方式时，不能仅仅通过省煤器入口流量来判断进入系统的实际给水流量，此时因炉水循环泵的运行，省煤器入口流量高于实际进入系统的给水量。在某厂运行中，以湿态给水量作为调节依据，该给水量去除了炉水循环泵带来的流量变化，可以帮助运行人员准确判断给水量。湿态给水流量的计算方法是省煤器入口流量=炉水循环泵出口流量＋蒸汽流量－过热汽减温水量－过冷水流量。在调节时通过给水泵出力调整、上水旁路开度调整控制给水量，炉水泵出力调整正常仅用于防止省煤器汽化，不参与正常锅炉工质平衡的调节。同时通过高低旁流量及锅炉外排量辅助调节。需要注意的是部分单位未针对高低旁及外排量配置流量计，此时该部分流量应避免大幅度调整为流量计算带来干扰，仅在水位大幅波动时作为辅助调节手段。

目前对调节水位的不利因素：1、为减少工质外排，在炉水水质合格后，会尽量减少机组长时间大流量外排，当工况改变时外排调节余量较小；2、为节能考虑，在机组启动时优先使用汽动给水泵而非电动给水泵，汽动给水泵响应较电动给水泵偏慢，在紧急情况时出力改变的迟滞性较大。3“虚假水位”的影响是汽包内某一瞬间过程的真实水位，虚假不是水位虚假，而是表示这一瞬间的水位和后来的水位变化相反。当工质状态发生改变时，即使能保持物质平衡，水位仍可能发生变化。[2]

二、汽机挂闸冲转的注意事项

在汽机挂闸冲转时，因汽机各汽门打开进汽，主汽压力会有一个明显下降的过程，此时炉水饱和温度下降到压力较低时的饱和温度，使炉水大量放出热量来进行蒸发。于是炉水内的汽泡增加，汽水混合物体积膨胀，促使水位很快上升，形成虚假水位，受此影响分离器水位会有一个上涨的过程。因此，在调节时可以适当降低给水量、增加外排量以降低分离器水位，待压力趋于稳定后应及时增加给水量同时减少外排以适应主蒸汽流量的增加，在主汽压力趋于稳定后即可恢复正常水位。要点是选择好挂闸时机，避免在分离器高水位时进行挂闸操作。

三、汽机定速3000转后跳闸（超速试验、喷油试验等）注意事项

在此类试验时，因主汽门在短时间内快速关回，导致主汽压力迅速上升。主

汽压力对应炉水饱和温度提高，一部分热量被用于加热炉水，而用来蒸发炉水的

热量则减少，炉水中气泡量减少，使汽水混合物的体积收缩，促使水位快速下降。而汽机定速3000转时主蒸汽流量已较大，因此汽门关闭带来的压力上涨也较为

显著，需及时作出调整，避免分离器水位下降过多。

上图为某机组在做喷油试验时，飞锤飞出、汽轮机跳闸后分离器液位快速下降，给水流量手动增加但因响应较慢增长幅度较小，在开启高旁阀位后，主汽压

力上涨趋势得到缓解，分离器水位下降速度得到缓解，转而快速上涨，而汽机挂

闸开启汽门后主汽压力再次降低导致分离器水位进一步上涨。

四、其它阶段注意事项

锅炉升温升压过程中，主汽压力持续上涨，但可通过优化燃烧调整避免主汽

压力的突然变化，这样可以有效抑制住虚假水位的产生及幅度，同时在加强燃烧前，可提前增加给水量，提前做好准备。

关闭疏水的过程也会导致主汽压力的突然上涨，如果调节人员在短时间内连

续关闭多个疏水门，会导致主汽压力在短时间内连续上涨，此时会导致分离器水

位短时间内急剧下降，造成被动局面。只要运行人员在调节时注意控制疏水关闭

节奏，避免短时间内连续关闭，可大大减轻调节压力及风险。

在汽机升速过程中，随着汽门不断开启，主汽压力也会随之下降，为了控制

主汽压力的下降燃烧率也在持续提升，同时高低旁也会根据需要实时调整开度控

制流量。受多方面影响主汽压力变化情况较为复杂，对此应尽量控制主汽压力稳

定并缓慢上涨，以负荷机组启动曲线，同时通过机组外排及炉水循环量改变短时辅助调整。

五、总结

在直流炉启动过程中分离器水位控制的要点是掌握各阶段操作对水位带来的影响，从而可以进一步提前作出应对。主要注意以下几个方面：1、维持主汽压力稳定，在工况变化时，主汽压力的改变会迅速的对分离器水位变化造成较大的影响，对此可以通过高低旁调阀开度的调节来降低主汽压力的变化幅度；2、熟悉各种操作会对主汽压力造成何种幅度的影响，汽机挂闸、冲车等操作会造成主汽压力的降低，汽机打闸及锅炉疏水的关闭会导致主汽压力的上涨；3、针对水位变化趋势，提前控制高水位或低水位，同时短时增加溢流量通过改变外排量的方法进一步控制水量平衡；4、增加机炉操作配合，控制燃烧稳定可以在稳定工况时稳定水位变化减轻人员负担，同时在机组因试验打闸后及时挂闸对于汽压的稳定也有着较大的影响。

随着机组容量增加、自动化程度提高，运行人员也从原先的机电炉专职转为了集控值班员，在技能及知识面更广的情况下深度较以往有所下降，同时机组可靠性的增加和社会用电需求的不断增加使得机组维持长时间运行，运行人员对机组启动过程中的水位调节经验不足，我们需吸取以往启机过程中的经验教训，结合理论知识，形成良好的水位调节思维，保障机组的安全稳定。

参考文献：

[1] 何振东,王岩. 超临界直流锅炉的启动系统及启动特点[J]. 黑龙江电力,2004,26(6):411-414.

[2]沈悦. 汽包虚假水位探析[J]. 硅谷,2014(21):237-237,235.