300MW电站锅炉汽包水位波动大原因分析及治理措施

摘要：针对某300MW锅炉汽包水位波动大问题，通过观察锅炉运行状态判断锅炉燃烧不稳导致汽包水位波动。检查锅炉检修前后燃烧器喷口浓淡风速比数据，判断电厂检修燃烧器时对浓缩叶片和分流板修复不当，导致燃烧器浓淡风速比偏高，造成锅炉燃烧不稳。在机组无法及时停机检修状况下，通过配风调整，提高了锅炉燃烧稳定性，有效降低了汽包水位波动，为同类型锅炉汽包波动问题提供了借鉴。

关键词：汽包;水位;燃烧器;水平浓淡风速比

1.前言

汽包作为亚临界锅炉的关键部件，其水位高低直接影响机组的安全运行。汽包水位过高，使汽包蒸汽空间高度减小，汽水分离效果下降，将引起蒸汽带水，严重时，导致过热蒸汽温度急剧下降，蒸汽管道、汽轮机等金属温度发生剧变，产生热应力和热变形，甚至发生水冲击造成设备损坏。汽包水位过低，则会导致锅炉下降管带汽，循环流动压头降低，严重时会引起水循环破坏，使水冷壁管超温过热。严重缺水时，还可能造成汽包干锅水冷壁管烧损等严重事故[1]。基于此，电站锅炉普遍设置有汽包水位过高或过低则锅炉跳闸的保护，运行中出现的汽包水位波动大问题则给机组的安全运行带来了极大挑战。

本文针对某亚临界330MW机组锅炉汽包水位波动大问题展开分析，并提出了解决方案，以保证机组的安全稳定运行。

2.设备概况

某电厂的锅炉为东方锅炉股份有限公司制造的DG1025/17.4-Ⅱ4型锅炉，该炉为亚临界、自然循环、单炉膛的汽包锅炉，设计煤种为贫煤。配300MW汽轮发电机组。

锅炉燃烧器采用四角切圆的燃烧方式，经低氮燃烧器改造，燃烧设备为采用MAS—LNCT低氮燃烧技术[2]的水平浓淡燃烧器，分A、B、C、D、E五层。炉膛水平浓淡燃烧及一次风喷口示意图如下所示。

3.汽包水位波动概况

机组在检修后发生汽包水位波动大问题，机组启动阶段汽包波动范围最大可达±200mm，正常运行阶段，当负荷低于180MW时，汽包水位波动范围大于±50mm，负荷越低波动范围约大，当负荷低于170MW时，汽包水位波动范围大于±100mm。为减小汽包水位波动，运行人员在负荷低于180MW时投油运行，机组安全性、经济性极差。

4.原因分析

检查锅炉运行状况发现，锅炉燃烧稳定性极差，主要表现在以下几个方面：（1）180MW以下負荷不投油运行时炉膛负压波动范围约为

-200～0Pa，负荷越低炉膛负压波动越大，高负荷炉膛负压波动范围约为-75～0Pa，燃烧相对稳定。（2）180MW以下负荷运行时A/B/C层燃烧器火检信号均有变弱趋势，其中个别火检模拟量强度多次衰减至约10%。（3）150MW现场看火发现，部分火嘴存在火焰忽明忽暗，燃烧不稳现象。（4）低负荷飞灰含碳量约11%，明显偏高，也说明燃烧状况较差。

由于低负荷燃烧稳定性差，炉膛燃烧强度波动导致进入汽包的汽水混合物含汽率不断变化，含汽率高时汽包水位增大，含汽率低时汽包水位降低，进而产生汽包水位波动现象。

机组检修期间更换了大部分燃烧器，更换后动力场试验数据表明

B/C/D/E各层浓淡风速比均值均大于2.15（A层为微油燃烧器，无水平浓淡分级），浓淡风速比显著偏高。当燃烧器叶片间距比减小、叶片遮盖率增大、阻塞率增大、分流板开度过大时，易造成燃烧器出口浓淡风速比偏高，即浓侧风速偏高、淡侧风速偏低，运行中会出现着火点偏远，燃用低挥发分煤种时燃烧不稳。查阅检修前燃烧器对应的动力场试验数据，

B/C/D/E层浓淡风速比范围为1.4～1.7，浓淡风速比合适。基于此，判断电厂检修燃烧器时对浓缩叶片和分流板修复不当，未准确复原其尺寸或位置，导致燃烧器浓淡风速比偏高，锅炉燃烧不稳。

5.处理措施及效果

为解决燃烧不稳问题需对燃烧器浓缩叶片、分流板进行准确修复，恢复其原始位置和尺寸，降低燃烧器出口浓淡风速比。

由于机组无法在短期内停机检修，对锅炉燃烧配风方式进行了调整，将低负荷锅炉二次风均等配风调整为倒宝塔配风方式，提高燃烧稳定性，同时适当提升主燃区氧量加强燃烧。经运行调整，机组在180MW以下可不投油燃烧，汽包水位波动范围小于±50mm，燃烧稳定性增强。

6.结论

汽包水位波动主要原因为电厂检修燃烧器时对浓缩叶片和分流板修复不当，未准确复原其尺寸或位置，导致燃烧器浓淡风速比偏高，锅炉燃烧不稳，炉膛燃烧强度波动导致汽包水位波动。

参考文献：

[1]唐道朋.台山电厂2号炉汽包水位波动大原因分析及控制措施[J].机电信息，2021，12.009.

[2]白岩.低氮燃烧+SCR技术在燃煤电厂改造工程实践[J].山东化工，2015，44（17）：5.

作者简介：逯朝锋（1990-1），男，汉族，河南省巩义市，工程师，硕士研究生，大唐中南电力试验研究院，研究方向：电站锅炉试验、调试、设备治理改造等。