300MW機組鍋爐汽包水位調整技術概述

鍋爐的汽包水位由于調整不當，將造成兩種水位事故。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術一種是汽包滿水事故

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

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術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)生輕者造成機組非計劃停運，嚴重時可造成汽輪機和鍋爐設備的嚴重損壞。在機組正常啟停和運行中通過科學的判斷分析和正確的高水平的調整汽包水位，才能很好的防止惡性事故的發(fā)生和間接地降低發(fā)電廠的生產成本。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術1.鍋爐啟動過程中的汽包水位變化

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術2.汽包水位緩慢上升

投入爐底部加熱后，輔汽在爐水中凝結成為爐水，使汽包水位緩慢上升。鍋爐點火初期，由于冷風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1.8t/h的油槍增投至兩支及以上時，由于熱量平衡的破壞，使爐內溫度上升，爐水吸熱開始產生汽泡，汽水混合物的體積膨脹，汽包水位開始緩慢上升產生暫時的虛假水位，隨爐水吸熱量的增加，當水冷壁內水循環(huán)流速加快后，大量汽水混合物進入汽包后汽水分離，飽和蒸汽進入過熱器，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)速度會降低，但在實踐中觀察該現(xiàn)象不太明顯。

當?shù)竭_沖轉參數(shù)（主蒸汽壓力4.2Mpa，主蒸汽溫度320℃）關閉35%旁路的過程中，蒸發(fā)量下降，單位工質吸收的熱量增加，微觀分析，分子運動速度加快，對汽包、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，造成暫時的虛假水位，這時在給水量未變的情況下由于鍋爐耗水量下降汽包水位會迅速回升。

在掛閘沖轉后水位的變化相反。

機組并網后負荷50Mw給水主副閥切換時，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荷的上升及時增加汽包水位的變化不太明顯。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術3.汽包水位的變化

引風機、送風機、一次風機、磨煤機跳閘后汽包水位的變化

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

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術4.高加事故解列后汽包水位的變化

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

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術5.突然掉大焦和一次風壓突升后汽包水位變化

這種情況相當于燃燒加強的結果，水冷壁吸熱量增加，爐水體積膨脹，汽泡增多，使水位暫時上升：同時氣壓也要升高，飽和溫度相應升高，爐水中汽泡數(shù)量又將減少，水位又會下降；隨后蒸發(fā)量增加，但給水未增加時，水位又進一步下降，即水位先高后低。

從實際生產中觀察，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機組鍋爐汽包水位調整技術6.鍋爐安全門動作和負荷突變后水位的變化

當鍋爐安全門動作或負荷突增時，汽包壓力將迅速下降，送時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。

當安全門回座或負荷突降時，水位變化過程相反。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術7.鍋爐啟動過程中汽包水位的調整

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

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

（3）鍋爐點火后，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。當流量超過80～100t/H時流量表才正確顯示數(shù)值。在這個階段，最好的上水方法是借助汽包水位的變化和給水泵轉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）當汽輪機沖轉前關閉高壓旁路時，先將汽包水位穩(wěn)定在較高水位80～100mm，用點動的方式關閉高壓旁路。當汽包水位下降較快時，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閉。

（5）汽輪機升速過臨階轉速時，產生虛假高水位，應立即降低給水流量。當汽包水位顯示值的小數(shù)點后第一位數(shù)字開始下降時，立即加大給水流量；當該數(shù)字再一次開始上升時，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）進行給水旁路至主路切換過程中，應先適當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門并及時調節(jié)給水泵轉速，保持給水流量和省煤器入口壓力不變，防止水位擾動。水位調節(jié)穩(wěn)定后關閉給水旁路門。

2）進行給水主路至旁路切換操作過程中，應先開旁路調節(jié)閥前后電動截止門，待旁路調節(jié)閥前后電動截止門全開后關閉主給水電動門，同時調節(jié)給水泵轉速和給水旁路調節(jié)閥，保持給水流量和省煤器入口壓力不變，防止水位擾動。

3）為防止主給水電動門開關中撓動過大，可利用就地點開/關的方式進行操作。為防止對主給水電動門造成磨損，不得用主給水電動門進行水位調整，不得長時節(jié)流運行。

（7）盡早啟動1臺汽泵。但由于各種原因沒有備用裹，機組負荷120MW時停止升負荷，否則將造成缺水停機事故。其它各負荷階段，按照汽水平衡調節(jié)即可。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術（1）正常運行時

，保持給水壓力高于汽包壓力l.5～2.0Mpa，汽包水位應保持±20mm，最大允許波動范圍±50mm。汽包水位達 120mm時自動開啟事故放水閥，汽包水位降至0mm時自動關閉事故放水閥。汽包水位允許高限為 120mm（報警），低限一180mm（報警），汽包水位達千240mm或一330mm時MFT動作緊急停爐。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術（2）小流量閥正常情況下

給水泵最小流量閥正常情況下應投入自動，在自動故障情況下，最小流量閥開度不應小于10%，當給水泵出口流量小于148t/h時應打開最小流量閥，防止給水泵軸向推力過大或給水泵汽化。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術（3）當給水泵最小流量閥內漏嚴重關閉時

當給水泵最小流量閥內漏嚴重關閉手動門時，最小流量閥不得投入自動，防止給水泵在出口流量小于148t/h時，給水泵不跳閘，造成給水泵軸向推力過大或給水泵汽化。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術（4）給水泵在機組穩(wěn)定的情況下

給水泵在機組穩(wěn)定的情況下，應投入自動，但不能過于依賴自動。運行人員應加強監(jiān)視，掌握自動跟蹤情況。當自動運行不穩(wěn)定時，應立即切至手動調節(jié)。在機組調峰、啟動、停止、事故、磨煤機切換、給水泵切換、單臺給水泵跳閘、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調節(jié)。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術（5）無論在任何情況下

無論在任何情況下，水位調節(jié)必須有專人負責調整，并且有1臺CRT為水位調節(jié)專用不得有其它畫面將水位調節(jié)畫面覆蓋，影響水位及給水泵運行工況監(jiān)視。在正常情況下水位調節(jié)應以電子水位計為準，在事故或電子水位計故障情況下應以就地雙色水位計為準。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術（6）當2臺給水泵并列運行時

當2臺給水泵并列運行時，應盡量保持2臺泵出力平衡，調節(jié)過程中單臺泵不得大幅度增、減出力，防止給水泵搶水，特別是1臺汽泵1臺電泵運行很容易發(fā)生搶水事故。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術（7）一般情況

一般情況在1臺汽泵、1臺電泵并列運行的工況，不允許汽包水位投自動。投自動時只能投入1臺電泵，因為電動給水泵與汽動給水泵調節(jié)特性不同，同時投入自動時水位調節(jié)擾動較大，只投入汽泵會造成給水流量突降事故。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術（8）在調節(jié)過程中

在調節(jié)過程中如果汽泵跳“就地”，應立即聯(lián)系汽機將汽泵切至“遙控”，可通過MEHP幫助調節(jié)，必要時可啟動電動給水泵。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術（9）給水泵切換

1）給水泵切換前應解列水位自動，進行手動調節(jié)。

2）給水泵切換過程中水位調節(jié)應由一定水位調節(jié)經驗的人員進行調節(jié)。

3）備用泵啟動后應空轉檢查運行10-30min正常后方可進行切換。

4）在進行啟動泵與預停泵負荷切換過程中，應保持“兩個”不變。其一，保持鍋爐負荷不變，即不得進行影響負荷的其他重大操作。其二,保持總給水流量基本不變，緩慢增加啟動泵轉速，轉速每升高一定速率，應聯(lián)系汽機側檢查啟動泵運行狀況。當啟動泵出口壓力與待停泵接近，其出口己有少量流量時！降低待停泵轉速，使待停泵負荷轉移至啟動泵，同時增加啟動泵出力，保持汽包水位正常。

5）進行啟動泵與預停泵負荷切換結束之后，預停泵應繼續(xù)保持較高轉速和泵的出口壓力，同時對啟動泵進行帶負荷檢查，當確認啟動泵運行正常后，方可降低預停泵轉速后停止運行，以防止啟動泵運行不正常跳閘后能及時將汽動給水泵帶負荷。

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10s給水泵跳閘。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術（10）在汽動給水泵運行的情況下

電動給水泵應處于良好備用狀態(tài)，且做好定期試轉工作。當單臺汽泵跳閘電泵不聯(lián)動時，應立即單操啟動電動給水泵。.

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術（11）汽動、電動給水泵的調節(jié)特性差異

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

另外，汽動給水泵的實際轉速滯后于目標轉速，滯后量隨給水泵轉速增加而增大。

根據(jù)汽動給水泵運行的綜合要求，汽動給水泵在升速過程中，目標轉速與實際轉速的差值不得大于1000rpm/s，否則，汽動給水泵的控制方式將從“remote”自動切換至“l(fā)ocal〃，操作人員將無法進行調節(jié)。

300MW機組鍋爐汽包水位調整技術水泵轉速

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

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

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

《300MW循環(huán)流化床鍋爐調整試運》在介紹國內外各類300MW循環(huán)流化床鍋爐技術的基礎上，對東方鍋爐（集團）股份有限公司和上海鍋爐廠有限公司分別設計和制造的具有自主知識產權的300MW循環(huán)流化床鍋爐的調試全過程進行了詳細介紹，主要內容包括循環(huán)流化床鍋爐的烘爐、冷態(tài)試驗、吹管和安全門整定、168h滿負荷試運前的整套啟動調試、168h滿負荷試運行、甩負荷試驗等，對調試過程中出現(xiàn)的各種問題進行了重點分析，全面總結了300MW循環(huán)流化床鍋爐調試的經驗和教訓。書中還對循環(huán)流化床鍋爐的性能試驗進行了詳細介紹，并附有實例。

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

汽包水位測量的方法很多，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，在鍋爐汽包水位測量中很少應用。工業(yè)鍋爐汽包水位的測量，最傳統(tǒng)的是采用連通器式差壓測量法。隨著化工自動化儀表的發(fā)展，汽包液位測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)了更為先進的新型智能鍋爐汽包液位計或液位開關。