研究300MW锅炉汽包水位优化调整的技术方法

廖伟涛

【摘要】300MW锅炉汽包水位在机组进行冷态启动时，会发生剧烈变化，水位很难被准确控制，若水位过高会导致蒸汽因带水而品质下降，甚至发生满水造成事故；水位过低可能导致干锅。此外，当水位高三值时机组会采取保护动作，即汽机跳闸，由于存在虚假水位现象，在启动中可能发生多次水位保护动作，这不仅会拖延启动时间，还会给汽机的工作带来安全隐患。调整、优化锅炉汽包水位并控制水位，有其必要性，需要一定的技术方法。

【关键词】300MW锅炉；汽包水位；优化调整

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

在锅炉的运作过程中，保持锅炉汽包水位，才能保证锅炉以及汽轮机运行的安全性，因此工作人员需要及时调整水位，避免水位过高或过低。对300MW锅炉而言，汽包水位的正常起伏范围是±50mm，报警的水位范围是±150mm，超过该范围可能发生事故或降低工作效率。本文将对如何优化调整300MW锅炉汽包水位的技术方法进行探讨。

1汽包水位波动的原因

锅炉汽包起压时，气压发生变化，引起对应的饱和温度随之变化，汽包内和水冷壁内气泡发生增减，使汽包水位在短时间内变化幅度很大，造成虚假水位。另外，在风量大幅调整、煤两大幅增减、投停油枪时，因为改变了锅炉的热负荷，水体积发生改变，也会造成汽包水位的波动。启动汽泵和电泵时，若时间太晚，汽泵、电泵还未做好充分准备，锅炉就已经起压，会造成水位过低。此外，手动调节水位时，蒸汽和水的流量失衡，或进行水位调控的幅度过大，补水、放水量超出规定范围，也会导致水位波动。

2调整锅炉启动时汽包水位

2.1启动前期的调节

在锅炉启动过程中，可将锅炉热负荷升高速度、锅炉连排开启量、锅炉5%旁路等情况当做依据，据此判断所需给水量，按需给水，维持汽包水位正常。开启汽机疏水阀时，汽机内部高压内缸一段抽汽处的上、下缸温差可能骤然增大，点火初期可以采用将本体疏水阀和主蒸汽疏水阀两者交替开启的方法来避免。此外，在开启瞬间汽压会突然变化，可能出现虚假水位，因此点火初期要注意严密监视锅炉5%旁路和汽机主蒸汽管道。

2.2启动中后期的调节

开启一段时间后，汽包压力逐渐上升，机组负荷也在不断增大。一旦使用15%旁路调控汽包水位的裕度开始减小，就要把给水泵切换到给水主电动门来运行。切换时给水流量要保持恒定值，在开启给水主电动门过程里，为了避免因流量突增而出现满水事故，或因给水泵入口压力过小而跳泵，造成缺水事故，要观察给水流量，根据其变化逐渐调节给水泵转速。如果冲转用的是高压主汽门，那么机组冲转、并网之前要将汽轮机从旁路退出，同时水位可能因燃烧强弱变化而出现一个虚假的下降过程。机组冲转、并网中，由于机侧阀门开启，还可能出现水位虚假上升。因此给水量要比实际蒸汽流量略大，才能拉回水位，补足所消耗水量。

3调整正常运行时汽包水位

当锅炉及相关设备正常运行时，汽包水位在常态下，可反映给水量、蒸汽量之间的关系。此时根据锅炉负荷大小变化调节汽包水位是为了使给水量和蒸发量相符合，保证汽包水位一直不超出规定正常范围，维持锅炉内稳定的水循环，保证其运行安全性。调节方法如下。

3.1自动调节切换为手动调节

首先，要经常检查相关仪表设施，并定时校对各个水位计，保证水位计的显示数据正确一致，300MW锅炉的汽包水位应保持在0±50mm范围内。第二，锅炉机组运行正常时，运行两台汽动给水泵，并进行自动调节，电动给水泵是用来备用的设备，不能任意解除给水泵的自动调节状态。只有当出现自动调节系统在给水调节中失灵，才能将自动调节解除，切换为手动调节，人工将汽包水位控制到正常范围以内。进行手动调节的人员要分析对象的动态特性并做出评估，进行超前调节，调节要稳，不可幅度过大，避免水位出现剧烈起伏，调节时注意重要参数（如汽压）的变化。

3.2手动调节切换为自动调节

在将手动调节切换回自动调节时，应先调节汽包水位到正常范围，以免扰乱调节系统。当锅炉负荷低至30%MCR以下，给水泵是以单冲量的控制方式进行自动调节，汽包水位只有作为被调量才能被接受，这时要自动调节汽包水位，必须控制电泵转速以及电泵出口旁路阀开度才能实现。而锅炉负荷在30%MCR以上时，给水调节的控制方式会自动切换成三冲量，主被调量是汽包水位，副被调量是给水流量，蒸汽流量则是前馈信号，通过控制给水泵的转速来自动调节汽包水位。

4调整异常运行时汽包水位

4.1发生RB时的调节

在实际操作中，异常运行的情况较多，这里主要讨论两点。当机组发生RB，会导致给煤机突然跳闸，燃烧强度骤降，引起汽包水位下降。跳闸的给煤机数量越多，水位下降幅度越大。此时要控制水位，就需要将燃烧量提高到正常水平，其主要措施是投油稳燃。加入燃料后燃烧变强，就要密切关注水位，当水位升高到一定程度，要将设定值适当调低，避免过调。当汽泵在额定工况下发生RB，要马上将电泵转速加快，并检查润滑油温度和工作油温是否正常。如果电泵出现故障，没有自启，2台给煤机一同跳闸，机组负荷将骤降，会严重影响汽泵出力。这时应马上将同机组的连排、供热和辅汽全部关闭，尽量减少工质的额外损失。还可以切换机组控制为基本级，将燃烧强度迅速减弱，同时要注意维持燃烧的稳定性，并手动将高压阀门关小，降低机组的负荷，以达到控制汽包进、出平衡的目的。

4.2发生高加出系时的调节

另一种常见异常情况是高加出系。所谓高加出系即汽轮机第一、二、三段的抽汽量突然迅速变为零的情况。在此情况下，锅炉工况会发生两种变化。第一是蒸汽流量变少，锅炉压力增高后降低；第二是给水的温度降低100℃，导致炉水温度随之骤降，汽包水位先降低再升高。由于蒸汽流量虚假上升，汽包水位骤降，形成虚假水位，因此要求设备能做出有效的自动调节。在自动调节下，汽包水位下降时给水量会增加，蒸汽流量下降后给水流量也将持续上升，直到汽包水位降低到一定程度并呈现回升的趋势或已经开始出现回升，自动调节再开始进行干预，给水流量才被调低。这样就能避免人工手动调节时被虚假水位影响判断而过调。

5结束语

在锅炉的运作中，调节控制好汽包水位十分重要，它关系着锅炉工作的安全性和效率。由于虚假水位等复杂情况的扰乱，汽包水位的调整工作有一定难度。但只要掌握技术方法，能避免许多事故的发生。在锅炉开启过程中，前期要严密监测蒸汽管道和锅炉旁路，中后期要注意规避虚假水位；正常运行中要注意自动调节与手动调节状态的互换；异常运行情况较复杂，应总结常见异常情况并熟练掌握处理方法，操作时具体问题具体分析。

【参考文献】

[1]雷婷，虎恩典，刘勇.火电厂300MW汽包锅炉给水控制系统.自动化技术与应用，2014（11）：12-17+27.

[2]袁俊文，张富柱.超高压锅炉汽包水位动态特性分析.东北电力技术，2014（07）：39-41.