唐兆祥

摘要：鍋爐汽包水位的調(diào)整是運(yùn)行工作中的重中之重，以下闡述了300MW機(jī)組在不同工況下，鍋爐汽包水位的變化機(jī)理，提出了機(jī)組在啟動(dòng)過程中以及在正常運(yùn)行過程中的幾種異常工況下鍋爐汽包水位的調(diào)整技術(shù)，對(duì)在正常運(yùn)行中汽包水位的一些關(guān)鍵問題從各個(gè)不同的角度進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：鍋爐 汽包水位 調(diào)整

1 汽包水位的變化機(jī)理

1.1 鍋爐啟動(dòng)過程中的汽包水位的變化 鍋爐點(diǎn)火初期，冷風(fēng)帶走的熱量基本等同于燃油燃燒釋放的熱量，因而汽包水位變化幅度不大。油槍逐漸增投時(shí)，爐水開始產(chǎn)生汽泡，汽水混合物體積逐漸膨脹，汽包水位逐步抬升，同時(shí)產(chǎn)生暫時(shí)的虛假水位。水冷壁內(nèi)水循環(huán)加速后，汽包水位快速下降。達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)，關(guān)閉旁路，汽包水位迅速下降，出現(xiàn)暫時(shí)的虛假水位，此時(shí)汽輪機(jī)調(diào)門開啟，用汽量增加，鍋爐汽壓下降，水位回升。在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)，用汽量增大，汽壓下降過快，汽包內(nèi)水的飽和溫度降低，汽泡量迅速增加，產(chǎn)生虛假水位，造成水位會(huì)上升過快。其他階段由于負(fù)荷增加，主路調(diào)節(jié)品質(zhì)變好，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。

1.2 引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)、磨煤機(jī)跳閘后的汽包水位的變化 上述四大轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械任意一臺(tái)跳閘，鍋爐內(nèi)燃燒就會(huì)減弱，水冷壁吸熱量受限，氣泡減少，體積變小，最終導(dǎo)致水位暫時(shí)性降低。根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)勘察情況發(fā)現(xiàn)，事故發(fā)生后的10秒間，給水自動(dòng)的補(bǔ)水量比水位下降速度慢很多。

1.3 高加事故解列后汽包水位變化 高加事故解列，汽輪機(jī)的一、二、三段抽汽量突然快速為0，對(duì)機(jī)組實(shí)際發(fā)生的此類事故，若機(jī)組負(fù)荷不變，其汽包水位變化明顯，因?yàn)榇藭r(shí)給水溫度的突降，勢(shì)必造成鍋爐的燃料量的大幅度增加，壓力升高，汽包水位先低后高。

1.4 排粉機(jī)風(fēng)壓突升后汽包水位的變化 排粉機(jī)風(fēng)壓突升，造成一次風(fēng)速加快，瞬時(shí)進(jìn)入爐膛里的煤粉增大，鍋爐燃燒瞬時(shí)加強(qiáng)，水冷壁吸熱量逐漸增大，爐水體積增大，汽泡變多，水位暫時(shí)上升。同時(shí)，汽壓瞬時(shí)升高，飽和溫度升高，爐水中相對(duì)應(yīng)的汽泡量減少，最終造成水位下降。當(dāng)爐水水位下降時(shí)，蒸發(fā)量逐漸增大，進(jìn)而加劇了水位下降速率，這就形成了水位先高后低的現(xiàn)象。

2 鍋爐汽包水位調(diào)整

2.1 鍋爐啟動(dòng)過程中汽包水位的調(diào)整 ①鍋爐點(diǎn)火后，根據(jù)汽包水位的升降情況，參考給水泵的轉(zhuǎn)速和定排量，對(duì)鍋爐持續(xù)加水，使汽包水位趨穩(wěn)；②當(dāng)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前關(guān)閉高壓旁路時(shí)，必須待汽包水位達(dá)到80～100mm并趨于穩(wěn)定后，通過點(diǎn)動(dòng)方式將高壓旁路閉鎖；當(dāng)汽包水位急劇下降時(shí)即刻停止關(guān)閉操作，水位趨穩(wěn)后再繼續(xù)操作，直到關(guān)閉所有的高壓旁路；③當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)，密切關(guān)注汽壓的變化，可以在并網(wǎng)時(shí)，根據(jù)需要適當(dāng)增加燃料量，并網(wǎng)過后，根據(jù)汽壓變化的幅度，細(xì)調(diào)燃料量，保證汽包水位的平穩(wěn)。④給水旁路切換至主路過程中，應(yīng)先適當(dāng)降低給水泵的出口壓力，使給水泵的出口壓力大于省煤器入口壓力2MPa，然后開啟主給水電動(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。

2.2 正常運(yùn)行中汽包水位的調(diào)整 ①正常運(yùn)行中，汽包水位反映了蒸汽量與給水量之間的平衡關(guān)系。汽包水位調(diào)節(jié)的目的是根據(jù)鍋爐負(fù)荷的變化，調(diào)整給水量與蒸發(fā)量相適應(yīng)，以維持汽包水位在規(guī)定范圍內(nèi)，保證鍋爐水循環(huán)的穩(wěn)定，從而保證鍋爐運(yùn)行的安全，所以應(yīng)經(jīng)常校對(duì)各水位計(jì)，保證其指示正確一致，汽包水位應(yīng)控制在0±50mm。②正常運(yùn)行時(shí)，為兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵運(yùn)行并投入自動(dòng)調(diào)節(jié)，電動(dòng)給水泵處于備用狀態(tài)。不得隨意解除給水自動(dòng)，在給水調(diào)節(jié)過程中，若發(fā)現(xiàn)自動(dòng)失靈，應(yīng)切至手動(dòng)調(diào)節(jié)，控制汽包水位在正常范圍內(nèi)。在手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)根據(jù)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性超前調(diào)節(jié)，幅度不可過大，以免水位劇烈波動(dòng)，并注意汽壓等主要參數(shù)的變化。在進(jìn)行手/自動(dòng)切換時(shí)，應(yīng)將汽包水位調(diào)至正常，然后投入自動(dòng)，防止調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生大的擾動(dòng)。當(dāng)發(fā)生給水泵跳閘時(shí)，該泵將接受超弛信號(hào)使給水泵轉(zhuǎn)速指令置零。③在鍋爐負(fù)荷≤30%MCR時(shí)，給水自動(dòng)調(diào)節(jié)為單沖量控制方式，僅接受汽包水位為被調(diào)量，通過電泵出口旁路閥開度控制和電泵轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)對(duì)汽包水位的自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)鍋爐負(fù)荷>30%MCR時(shí)，給水調(diào)節(jié)自動(dòng)切換到三沖量控制方式，即以汽包水位作為主被調(diào)量、給水流量為副被調(diào)量、蒸汽流量作為前饋信號(hào)，通過給水泵轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)對(duì)汽包水位的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

2.3 異常工況下汽包水位的調(diào)整

2.3.1 二臺(tái)泵運(yùn)行，一臺(tái)泵備用，單臺(tái)泵跳閘后汽包水位的調(diào)整 ①如果備用泵正常啟動(dòng)，并自動(dòng)進(jìn)行超弛搶水，此時(shí)應(yīng)密切監(jiān)視蒸發(fā)量和給水流量的匹配關(guān)系，在搶水過程中，停止一切不必的操作如：排污、吹灰、制粉系統(tǒng)的調(diào)整和啟停，做好機(jī)爐側(cè)的協(xié)調(diào)工作。當(dāng)水位回升時(shí)，應(yīng)根據(jù)水位變化的速度，觀察自動(dòng)給水流量調(diào)節(jié)是否減小，防止給水流量過大造成鍋爐滿水事故，否則應(yīng)立即切除自動(dòng)，人為手動(dòng)調(diào)整。②如果備用泵啟動(dòng)不成功，或啟動(dòng)后不搶水，此時(shí)應(yīng)立即手動(dòng)搶水，在搶水時(shí)注意給水流量應(yīng)大于此時(shí)負(fù)荷的蒸汽流量，當(dāng)水位下降速度減小或開始回升時(shí)，應(yīng)根據(jù)搶水時(shí)的給水流量大小，適當(dāng)?shù)臏p少給水量，盡量維持給水量與蒸汽流量相平衡，盡量避免水位來回高低大幅波動(dòng)，以導(dǎo)致?lián)屗Ш?，造成鍋爐滿水或缺水的事故發(fā)生。

2.3.2 引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)、磨煤機(jī)跳閘后汽包水位的調(diào)整 這是一個(gè)爐內(nèi)發(fā)熱量急劇減少的過程，根據(jù)其變化規(guī)律，先低后高進(jìn)行緊急處理，才能防止發(fā)生機(jī)組非停。處理時(shí)應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視給水自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)給水流量快速增大，同時(shí)注意汽包水位下降的速度，若水位下降速度趨于緩慢或是開始回升時(shí)，應(yīng)注意給水自動(dòng)調(diào)節(jié)應(yīng)減小給水流量。在此過程中若給水自動(dòng)調(diào)節(jié)失靈或調(diào)節(jié)跟不上變化時(shí)，應(yīng)立即切除自動(dòng)，手動(dòng)調(diào)節(jié)。

2.3.3 排粉機(jī)風(fēng)壓突升后汽包水位的調(diào)整 ①這是一個(gè)爐內(nèi)發(fā)熱量瞬時(shí)急劇增加的過程，根據(jù)其變化規(guī)律，先高后低進(jìn)行緊急處理。處理時(shí)應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視給水自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)給水流量快速減少給水流量，同時(shí)注意汽包水位上升的速度，若水位上升速度趨于緩慢或是開始下降時(shí)，應(yīng)注意給水自動(dòng)調(diào)節(jié)應(yīng)增大給水流量。在此過程中若給水自動(dòng)調(diào)節(jié)失靈或調(diào)節(jié)跟不上變化時(shí)，應(yīng)立即切除自動(dòng)，手動(dòng)調(diào)節(jié)。②若是在啟動(dòng)初期，如果停爐方式是緊急停爐，此時(shí)一次風(fēng)管中有可能存在大量的煤粉。在啟動(dòng)排粉機(jī)時(shí)，如果不控制好啟動(dòng)方式及風(fēng)壓的大小，很有可能使一次風(fēng)管中的煤粉瞬時(shí)進(jìn)入爐膛，造成汽包缺水因而觸發(fā)鍋爐MFT。所以在啟動(dòng)排粉機(jī)前，先做好機(jī)爐側(cè)聯(lián)系，先保持汽包高水位，然后開啟二只或四只一次風(fēng)擋板（我廠是八只一次風(fēng)擋板）。排粉機(jī)啟動(dòng)后，提升風(fēng)壓要緩慢平穩(wěn)，并根據(jù)汽包水位的實(shí)際情況增減給水流量，保證汽包水位正常。

2.3.4 高加事故解列時(shí)汽包水位的調(diào)整 高加事故解列后，汽壓的變化是先高后低，汽包水位的變化是先低后高。在高加解列后，在負(fù)荷不變的情況下，給水溫度突降，汽泡數(shù)量急劇減少，汽水混合物的體積減小，使汽包水位迅速下降，造成暫時(shí)的虛假水位，此時(shí)應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視給水自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)給水流量增大。為了維持蒸發(fā)量的需求，鍋爐必然會(huì)加大燃料量，汽泡數(shù)量增多，汽包水位開始回升。在此類事故處理時(shí)，汽溫波動(dòng)大，減溫水量波動(dòng)大，對(duì)給水的調(diào)節(jié)影響很大，此時(shí)汽包水位一定要有專人調(diào)節(jié)，根據(jù)汽壓的波動(dòng)快慢，做好超前調(diào)節(jié)，從而保證汽包水位的穩(wěn)定。

2.3.5 鍋爐缺水時(shí)汽包水位的調(diào)整 正常運(yùn)行中若發(fā)現(xiàn)汽包水位突降時(shí)，應(yīng)立即切除給水自動(dòng)，手動(dòng)搶水。在不影響鍋爐燃的情況下，快速減少燃料量，嚴(yán)重時(shí)增開備用電泵或停止一臺(tái)爐水循泵，維持汽包水位回升正常。若搶水調(diào)整無(wú)效時(shí)，汽包水位低至-380mm時(shí)，MFT動(dòng)作，MFT未動(dòng)作時(shí)，應(yīng)手動(dòng)緊急停爐。停爐后對(duì)爐本體及爐水循環(huán)泵進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無(wú)異常后進(jìn)水至啟動(dòng)水位，鍋爐重新啟動(dòng)。

2.3.6 鍋爐滿水時(shí)汽包水位的調(diào)整 正常運(yùn)行中若發(fā)現(xiàn)汽包水位突升時(shí)，應(yīng)立即切除給水自動(dòng)，手動(dòng)快速減小給水流量。在不影響鍋爐燃燒的情況下，快速增加燃料量，嚴(yán)重時(shí)停運(yùn)一臺(tái)給水泵，使汽包水位恢復(fù)正常。若經(jīng)調(diào)整無(wú)效時(shí)，汽包水位高至+250mm時(shí)，MFT動(dòng)作，MFT未動(dòng)作時(shí)，應(yīng)手動(dòng)緊急停爐。停爐后開啟省煤器再循環(huán)閥；全開過熱器，主蒸汽管疏水閥；檢查關(guān)閉減溫水門；分析滿水原因，控制水位正常；汽包水位降至正常后，對(duì)汽水系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)正常后，可重新點(diǎn)火啟動(dòng)，啟動(dòng)過程中應(yīng)密切注意水位及蒸汽品質(zhì)的變化。

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