300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)1.鍋爐啟動(dòng)過程中的汽包水位變化

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)2.汽包水位緩慢上升

投入爐底部加熱后，輔汽在爐水中凝結(jié)成為爐水，使汽包水位緩慢上升。鍋爐點(diǎn)火初期，由于冷風(fēng)帶走的熱量和燃油燃燒釋放的熱量相等，汽包水位無大的變化。

當(dāng)1.8t/h的油槍增投至兩支及以上時(shí)，由于熱量平衡的破壞，使?fàn)t內(nèi)溫度上升，爐水吸熱開始產(chǎn)生汽泡，汽水混合物的體積膨脹，汽包水位開始緩慢上升產(chǎn)生暫時(shí)的虛假水位，隨爐水吸熱量的增加，當(dāng)水冷壁內(nèi)水循環(huán)流速加快后，大量汽水混合物進(jìn)入汽包后汽水分離，飽和蒸汽進(jìn)入過熱器，使汽包水位開始明顯下降。

隨著汽包壓力的升高，這種蒸發(fā)速度會(huì)降低，但在實(shí)踐中觀察該現(xiàn)象不太明顯。

當(dāng)?shù)竭_(dá)沖轉(zhuǎn)參數(shù)（主蒸汽壓力4.2Mpa，主蒸汽溫度320℃）關(guān)閉35%旁路的過程中，蒸發(fā)量下降，單位工質(zhì)吸收的熱量增加，微觀分析，分子運(yùn)動(dòng)速度加快，對(duì)汽包、水冷壁、過熱器的撞擊次數(shù)增多，宏觀觀察，汽包壓力又進(jìn)一步升高，送一方面使汽水混合物比容減小，另一方面飽和溫度升高，很多已生成的蒸汽凝結(jié)為水，水中氣泡數(shù)量減小汽水混合物的體積縮小，促使汽包水位迅速下降，造成暫時(shí)的虛假水位，這時(shí)在給水量未變的情況下由于鍋爐耗水量下降汽包水位會(huì)迅速回升。

在掛閘沖轉(zhuǎn)后水位的變化相反。

機(jī)組并網(wǎng)后負(fù)荷50Mw給水主副閥切換時(shí)，由于給水管路直徑的變大使給水流量加大汽包水位上升很快。

其它階段只要給水量隨負(fù)荷的上升及時(shí)增加汽包水位的變化不太明顯。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)3.汽包水位的變化

引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)跳閘后汽包水位的變化

鍋爐的上述四大轉(zhuǎn)機(jī)任意跳閘1臺(tái)，相當(dāng)于爐內(nèi)燃燒減弱，水冷壁吸熱量減少，爐水體積縮小，汽泡減少，使水位暫時(shí)下降。從實(shí)際事故中觀察，跳1臺(tái)引風(fēng)機(jī)后的10s內(nèi)，給水自動(dòng)以2t/s的速度增加，其水位下降速率仍然高達(dá)6.2mm/s。同時(shí)氣壓也要下降，飽和溫度相應(yīng)降低，爐水中汽泡數(shù)量又將增加，水位又會(huì)上升，還由于負(fù)荷的下降，給水量不變，如果人工不干預(yù)，水位最終會(huì)上升。這就是平時(shí)所說的先低后高。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)4.高加事故解列后汽包水位的變化

高加事故解列，就是汽輪機(jī)的一二三段抽汽量突然快速為零的過程。對(duì)于鍋爐來說，發(fā)生了2個(gè)工況的變化，一個(gè)是蒸汽流量減少壓力升高，另一個(gè)是給水溫度降低100℃引起的爐水溫度降低，水位將先低后高。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)5.突然掉大焦和一次風(fēng)壓突升后汽包水位變化

這種情況相當(dāng)于燃燒加強(qiáng)的結(jié)果，水冷壁吸熱量增加，爐水體積膨脹，汽泡增多，使水位暫時(shí)上升：同時(shí)氣壓也要升高，飽和溫度相應(yīng)升高，爐水中汽泡數(shù)量又將減少，水位又會(huì)下降；隨后蒸發(fā)量增加，但給水未增加時(shí)，水位又進(jìn)一步下降，即水位先高后低。

從實(shí)際生產(chǎn)中觀察，上升不明顯，但下降較快，事故發(fā)生10s后，雖然給水以1t/s的速度增加，水位仍以1.7mm/s的速度下降。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)6.鍋爐安全門動(dòng)作和負(fù)荷突變后水位的變化

當(dāng)鍋爐安全門動(dòng)作或負(fù)荷突增時(shí)，汽包壓力將迅速下降，送時(shí)一方面汽水比容增大，另一方面使飽和溫度降低，促使生成更多的蒸汽，汽水混合物體積膨脹，形成虛假高水位。但是由于負(fù)荷增大，爐水消耗增加，爐水中的湯泡逐漸逸出水面后，水位開始迅速下降，即先高后低。

當(dāng)安全門回座或負(fù)荷突降時(shí)，水位變化過程相反。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)7.鍋爐啟動(dòng)過程中汽包水位的調(diào)整

（1）經(jīng)過高加水側(cè)鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)上水正常后，投入底部加熱之前給電子水位計(jì)測(cè)量筒進(jìn)行灌水，使電子水位能正確顯示，防止在啟動(dòng)過程中水位誤差過大造成汽包水位無法投入和MFT誤動(dòng)事故。

（2）鍋爐底部加熱投入后，要及時(shí)投入汽包水位保護(hù)。當(dāng)水位升高時(shí)，由保護(hù)打開和關(guān)閉汽包事故放水門，維持水位。

（3）鍋爐點(diǎn)火后，茁于給水流量太小，沒有充滿主給水管道而不能正確顯示數(shù)值，'大多都顯示為零。當(dāng)流量超過80～100t/H時(shí)流量表才正確顯示數(shù)值。在這個(gè)階段，最好的上水方法是借助汽包水位的變化和給水泵轉(zhuǎn)速的大小及定排量的大小來連續(xù)給鍋爐上水，穩(wěn)定汽包水位。

（4）當(dāng)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前關(guān)閉高壓旁路時(shí)，先將汽包水位穩(wěn)定在較高水位80～100mm，用點(diǎn)動(dòng)的方式關(guān)閉高壓旁路。當(dāng)汽包水位下降較快時(shí)，立即停止操作，待穩(wěn)定后方可繼續(xù)操作，直至高壓旁路全部關(guān)閉。

（5）汽輪機(jī)升速過臨階轉(zhuǎn)速時(shí)，產(chǎn)生虛假高水位，應(yīng)立即降低給水流量。當(dāng)汽包水位顯示值的小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字開始下降時(shí)，立即加大給水流量；當(dāng)該數(shù)字再一次開始上升時(shí)，立即將給水流量降至平衡值，穩(wěn)定汽包水位。

（6）15%給水旁路切主路

1）進(jìn)行給水旁路至主路切換過程中，應(yīng)先適當(dāng)降低給水泵出口壓力，使給水泵出口壓力大于省煤器入口壓力2MPa，然后開啟給水主電動(dòng)門并及時(shí)調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速，保持給水流量和省煤器入口壓力不變，防止水位擾動(dòng)。水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定后關(guān)閉給水旁路門。

2）進(jìn)行給水主路至旁路切換操作過程中，應(yīng)先開旁路調(diào)節(jié)閥前后電動(dòng)截止門，待旁路調(diào)節(jié)閥前后電動(dòng)截止門全開后關(guān)閉主給水電動(dòng)門，同時(shí)調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速和給水旁路調(diào)節(jié)閥，保持給水流量和省煤器入口壓力不變，防止水位擾動(dòng)。

3）為防止主給水電動(dòng)門開關(guān)中撓動(dòng)過大，可利用就地點(diǎn)開/關(guān)的方式進(jìn)行操作。為防止對(duì)主給水電動(dòng)門造成磨損，不得用主給水電動(dòng)門進(jìn)行水位調(diào)整，不得長(zhǎng)時(shí)節(jié)流運(yùn)行。

（7）盡早啟動(dòng)1臺(tái)汽泵。但由于各種原因沒有備用裹，機(jī)組負(fù)荷120MW時(shí)停止升負(fù)荷，否則將造成缺水停機(jī)事故。其它各負(fù)荷階段，按照汽水平衡調(diào)節(jié)即可。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)（1）正常運(yùn)行時(shí)

，保持給水壓力高于汽包壓力l.5～2.0Mpa，汽包水位應(yīng)保持±20mm，最大允許波動(dòng)范圍±50mm。汽包水位達(dá) 120mm時(shí)自動(dòng)開啟事故放水閥，汽包水位降至0mm時(shí)自動(dòng)關(guān)閉事故放水閥。汽包水位允許高限為 120mm（報(bào)警），低限一180mm（報(bào)警），汽包水位達(dá)千240mm或一330mm時(shí)MFT動(dòng)作緊急停爐。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)（2）小流量閥正常情況下

給水泵最小流量閥正常情況下應(yīng)投入自動(dòng)，在自動(dòng)故障情況下，最小流量閥開度不應(yīng)小于10%，當(dāng)給水泵出口流量小于148t/h時(shí)應(yīng)打開最小流量閥，防止給水泵軸向推力過大或給水泵汽化。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)（3）當(dāng)給水泵最小流量閥內(nèi)漏嚴(yán)重關(guān)閉時(shí)

當(dāng)給水泵最小流量閥內(nèi)漏嚴(yán)重關(guān)閉手動(dòng)門時(shí)，最小流量閥不得投入自動(dòng)，防止給水泵在出口流量小于148t/h時(shí)，給水泵不跳閘，造成給水泵軸向推力過大或給水泵汽化。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)（4）給水泵在機(jī)組穩(wěn)定的情況下

給水泵在機(jī)組穩(wěn)定的情況下，應(yīng)投入自動(dòng)，但不能過于依賴自動(dòng)。運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視，掌握自動(dòng)跟蹤情況。當(dāng)自動(dòng)運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)立即切至手動(dòng)調(diào)節(jié)。在機(jī)組調(diào)峰、啟動(dòng)、停止、事故、磨煤機(jī)切換、給水泵切換、單臺(tái)給水泵跳閘、高加解列、給水流量變送器故障等不穩(wěn)定工況下必須注意觀察和手動(dòng)調(diào)節(jié)。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)（5）無論在任何情況下

無論在任何情況下，水位調(diào)節(jié)必須有專人負(fù)責(zé)調(diào)整，并且有1臺(tái)CRT為水位調(diào)節(jié)專用不得有其它畫面將水位調(diào)節(jié)畫面覆蓋，影響水位及給水泵運(yùn)行工況監(jiān)視。在正常情況下水位調(diào)節(jié)應(yīng)以電子水位計(jì)為準(zhǔn)，在事故或電子水位計(jì)故障情況下應(yīng)以就地雙色水位計(jì)為準(zhǔn)。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)（6）當(dāng)2臺(tái)給水泵并列運(yùn)行時(shí)

當(dāng)2臺(tái)給水泵并列運(yùn)行時(shí)，應(yīng)盡量保持2臺(tái)泵出力平衡，調(diào)節(jié)過程中單臺(tái)泵不得大幅度增、減出力，防止給水泵搶水，特別是1臺(tái)汽泵1臺(tái)電泵運(yùn)行很容易發(fā)生搶水事故。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)（7）一般情況

一般情況在1臺(tái)汽泵、1臺(tái)電泵并列運(yùn)行的工況，不允許汽包水位投自動(dòng)。投自動(dòng)時(shí)只能投入1臺(tái)電泵，因?yàn)殡妱?dòng)給水泵與汽動(dòng)給水泵調(diào)節(jié)特性不同，同時(shí)投入自動(dòng)時(shí)水位調(diào)節(jié)擾動(dòng)較大，只投入汽泵會(huì)造成給水流量突降事故。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)（8）在調(diào)節(jié)過程中

在調(diào)節(jié)過程中如果汽泵跳“就地”，應(yīng)立即聯(lián)系汽機(jī)將汽泵切至“遙控”，可通過MEHP幫助調(diào)節(jié)，必要時(shí)可啟動(dòng)電動(dòng)給水泵。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)（9）給水泵切換

1）給水泵切換前應(yīng)解列水位自動(dòng)，進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。

2）給水泵切換過程中水位調(diào)節(jié)應(yīng)由一定水位調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3）備用泵啟動(dòng)后應(yīng)空轉(zhuǎn)檢查運(yùn)行10-30min正常后方可進(jìn)行切換。

4）在進(jìn)行啟動(dòng)泵與預(yù)停泵負(fù)荷切換過程中，應(yīng)保持“兩個(gè)”不變。其一，保持鍋爐負(fù)荷不變，即不得進(jìn)行影響負(fù)荷的其他重大操作。其二,保持總給水流量基本不變，緩慢增加啟動(dòng)泵轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速每升高一定速率，應(yīng)聯(lián)系汽機(jī)側(cè)檢查啟動(dòng)泵運(yùn)行狀況。當(dāng)啟動(dòng)泵出口壓力與待停泵接近，其出口己有少量流量時(shí)！降低待停泵轉(zhuǎn)速，使待停泵負(fù)荷轉(zhuǎn)移至啟動(dòng)泵，同時(shí)增加啟動(dòng)泵出力，保持汽包水位正常。

5）進(jìn)行啟動(dòng)泵與預(yù)停泵負(fù)荷切換結(jié)束之后，預(yù)停泵應(yīng)繼續(xù)保持較高轉(zhuǎn)速和泵的出口壓力，同時(shí)對(duì)啟動(dòng)泵進(jìn)行帶負(fù)荷檢查，當(dāng)確認(rèn)啟動(dòng)泵運(yùn)行正常后，方可降低預(yù)停泵轉(zhuǎn)速后停止運(yùn)行，以防止啟動(dòng)泵運(yùn)行不正常跳閘后能及時(shí)將汽動(dòng)給水泵帶負(fù)荷。

6）切換中注意最小流量閥開度變化，在泵出口流量小于148t/h，最小流量閥未開（>5%），延時(shí)10s給水泵跳閘。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)（10）在汽動(dòng)給水泵運(yùn)行的情況下

電動(dòng)給水泵應(yīng)處于良好備用狀態(tài)，且做好定期試轉(zhuǎn)工作。當(dāng)單臺(tái)汽泵跳閘電泵不聯(lián)動(dòng)時(shí)，應(yīng)立即單操啟動(dòng)電動(dòng)給水泵。.

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)（11）汽動(dòng)、電動(dòng)給水泵的調(diào)節(jié)特性差異

汽動(dòng)給水泵的調(diào)節(jié)特性為：升速率較慢、遲延性大，汽動(dòng)給水泵在連續(xù)升速操作狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速控制指令以每秒3%（即90rpm/s）的速度增加，但目標(biāo)轉(zhuǎn)速只能以15rpm/s的速度增加。通過計(jì)算，操作員大約需要30min就可將汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速指令從3000rpm/s增加到最高轉(zhuǎn)速5700rpm/s，而目標(biāo)轉(zhuǎn)速?gòu)?000rpm/s升至5700rpm/s大約需要3min其遲延達(dá)2.5min。

另外，汽動(dòng)給水泵的實(shí)際轉(zhuǎn)速滯后于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，滯后量隨給水泵轉(zhuǎn)速增加而增大。

根據(jù)汽動(dòng)給水泵運(yùn)行的綜合要求，汽動(dòng)給水泵在升速過程中，目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值不得大于1000rpm/s，否則，汽動(dòng)給水泵的控制方式將從“remote”自動(dòng)切換至“l(fā)ocal〃，操作人員將無法進(jìn)行調(diào)節(jié)。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)水泵轉(zhuǎn)速

電動(dòng)給水泵的轉(zhuǎn)速是通過液力偶合器進(jìn)行調(diào)節(jié)，在連續(xù)升速操作狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速控制指令以勺管開度每秒4%的速度增加，指令在25s就可達(dá)到100%，給水泵大約在70～80s可以達(dá)到滿出力。2100433B

鍋爐的汽包水位由于調(diào)整不當(dāng)，將造成兩種水位事故。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)一種是汽包滿水事故

指鍋爐汽包水位嚴(yán)重高于汽包正常運(yùn)行水位的上限值，使鍋爐蒸汽嚴(yán)重帶水，蒸汽溫度急劇下降，發(fā)生水沖擊，損壞管道和汽輪機(jī)組。

300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)整技術(shù)另一種是汽包缺水事故

指鍋爐水位低于能夠維持鍋爐正常水循環(huán)的水位，蒸汽溫度急劇上升，水冷壁管得不到充分的冷卻而發(fā)生過熱爆管。這種事故的發(fā)生輕者造成機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，嚴(yán)重時(shí)可造成汽輪機(jī)和鍋爐設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。在機(jī)組正常啟停和運(yùn)行中通過科學(xué)的判斷分析和正確的高水平的調(diào)整汽包水位，才能很好的防止惡性事故的發(fā)生和間接地降低發(fā)電廠的生產(chǎn)成本。

鍋爐汽包水位數(shù)學(xué)模型rr}aThemratical model of boiler drum ir}r}l鍋爐汽包水位數(shù)學(xué)模型描述的是汽包水位的動(dòng) 態(tài)特性，它是為汽包水位 控制設(shè)計(jì)而用的。

引起汽包水位變 化的因素很多，但主要是給水量和蒸汽量(負(fù)荷)。因此鍋爐 汽包水位數(shù)學(xué)模型主羅描述汽包水位、給水流量和蒸氣流量 之間的變化關(guān)系:2100433B

《300MW循環(huán)流化床鍋爐調(diào)整試運(yùn)》在介紹國(guó)內(nèi)外各類300MW循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司和上海鍋爐廠有限公司分別設(shè)計(jì)和制造的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的300MW循環(huán)流化床鍋爐的調(diào)試全過程進(jìn)行了詳細(xì)介紹，主要內(nèi)容包括循環(huán)流化床鍋爐的烘爐、冷態(tài)試驗(yàn)、吹管和安全門整定、168h滿負(fù)荷試運(yùn)前的整套啟動(dòng)調(diào)試、168h滿負(fù)荷試運(yùn)行、甩負(fù)荷試驗(yàn)等，對(duì)調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行了重點(diǎn)分析，全面總結(jié)了300MW循環(huán)流化床鍋爐調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。書中還對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的性能試驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并附有實(shí)例。

汽包水位是鍋爐運(yùn)行中的一個(gè)重要參數(shù)。它反映了鍋爐蒸汽流量與給水量之間的平衡關(guān)系,保持汽包水位正常是鍋爐安全運(yùn)行的必要條件。

汽包水位測(cè)量的方法很多，如過去的浮力法、靜壓法、電容法和超聲波法等，但由于使用溫度、壓力和可靠性等條件限制，在鍋爐汽包水位測(cè)量中很少應(yīng)用。工業(yè)鍋爐汽包水位的測(cè)量，最傳統(tǒng)的是采用連通器式差壓測(cè)量法。隨著化工自動(dòng)化儀表的發(fā)展，汽包液位測(cè)量可以采用浮筒液位變送器、磁致伸縮液位變送器，更出現(xiàn)了更為先進(jìn)的新型智能鍋爐汽包液位計(jì)或液位開關(guān)。