300MW机组汽包水位的调节

1300MW机组汽包水位的调节我厂300MW机组投产以来，多次出现汽包水位事故造成机组非计划停运，对我们的安全、经济运行构成较大威胁，发电部在收集相关资料，收集部分有经验运行同志意见的基础上整理出此份技术方案，供集控值班员参考。一、保持汽包水位的重要性维持锅炉汽包水位是保证锅炉和汽机安全运行的重要条件之一。当汽包水位过高时，由于汽包蒸汽容积和空间高度减小，蒸汽携带锅水将增加，因而引起蒸汽品质恶化，容易造成过热器积盐垢，引起管子过热损坏；同时盐垢使传热热阻增大，引起传热恶化，过热汽温降低。汽包严重满水时，除引起汽温急剧下降外，还会造成蒸汽管道和汽轮机的水冲击，甚至打坏汽轮机叶片。汽包水位过低，则会破坏炉水的正常循环，使水冷壁的安全受到威胁；如果出现严重缺水而又处理不当，则可能造成水冷壁爆管。300MW单元机组的锅炉，汽包的相对水容积变小（我厂300MW机组汽包水容积为54m3，正常运行时水空间容积仅为23m3左右），容许变动的水量就更少，如果锅炉给水中断而继续运行，在几秒到十几秒内汽包水位计中的水位就会消失。即使是给水量与蒸发量不相平衡，在几分钟内也可能出现锅炉满水或缺水事故，可见对于容量较大的锅炉，汽包水位在任何时候都是必须严密监视的重要参数。二、影响汽包水位变化的主要因素1、负荷变化对水位的影响2负荷变化缓慢，锅炉燃烧调整和给水调整也协调配合时，水位变化是不明显的。但当负荷突然变化时，水位会迅速大幅度变化。当负荷突然增加时，汽压将迅速下降，这时一方面使汽水混合的比容增大，另一方面使饱和温度降低，炉水和水冷壁金属放出部分热量，促使生成更多蒸汽，汽包水空间汽泡数量剧增，汽水混合物体积迅速膨胀，促使水位上升，形成虚假水位；虚假水位是暂时的，因为负荷增加，炉水消耗增加，炉水中的汽泡逐渐逸出水面后，汽水混合物体积又将收缩，所以如果给水量未随负荷增加时，水位又将迅速下降。反之，当负荷突然下降时，水位波动过程相反。实际上虚假水位只有在锅炉工况变化较大，速度较快时才能明显察觉出来，在锅炉出现灭火和安全阀起座等情况下，虚假水位将达到很大程度，如果处理不当就会发生水位事故。2、燃烧工况对水位的影响燃烧工况的变化对水位的影响也很大。如燃料量突然增加，燃烧加强，水冷壁吸热量增加，炉水体积膨胀，汽泡增多使水位暂时上升，同时产汽量增加又会使汽包压力升高，饱和温度相应升高，炉水中汽泡数量将减少，水位又会下降；汽压升高又引起蒸汽流量增大，在汽机调速系统未动作之前，发电机有功负荷增大，如果不加以人为干预，水位进一步降低。所以正常情况下应尽量投入机组协调控制，保证机组负荷稳定。如果炉内燃烧减弱，对水位影响与上述过程相反。3、给水压力如果给水系统运行不正常使给水压力变化时，将使送入锅炉的给3水量发生变化，从而破坏了给水量和蒸发量的平衡，则必将引起汽包水位的波动，在其他条件不改变的情况下。给水压力高使给水量加大时，水位升高；给水压力低使给水量减少时，水位下降。4、汽包的相对水容积汽包越大，汽包内正常水位情况下储水量就越多，水位变化速度就越慢。由于300MW机组相对水容积大大减少，水位变化速度很大。锅炉负荷越高，即产汽量越大，水位变化速度也越大。影响汽包水位的因素还很多，是一个复杂的过程，需要在实际工作中不断探索总结。三、给水调节系统给水三冲量调节系统调节器接受汽包水位、蒸汽流量、给水流量三个信号，其中汽包水位是主信号，给水量是反馈信号，蒸汽量是前馈信号。在给水自动投入时，当蒸汽量增加，调节器立即动作，相应增大给水量，能有效克服或减小虚假水位所引起的调节器误动作。当水位变化或蒸汽量变化引起调节器动作时，给水流量信号是调节器的反馈信号；然而当给水流量自发变化时（如给水压力波动），调节器也能立即动作调节机构，使给水量迅速恢复到原来的数值，从而使汽包水位基本不变，从这个意义上讲，给水流量还起着前馈作用，所以给水信号在三冲量给水调节系统中既具有反馈信号作用，同时对给水流量的扰动来说，又具有前馈信号的作用。因此，在给水手动的情况下，在监视汽包水位主信号的同时，还应监视调节蒸汽流量、给水流量之间数值的平衡，不应偏差过大。4四、水位的监视和调节1、充分理解影响汽包水位的因素只有充分理解了影响汽包水位的因素，才能正确认识汽包水位波动的机理，根据相应情况作出相应的调整。2、认识水位调整重要性在开、停机、事故处理和并、退泵时必须专人控制调整汽包水位，在操作中认真监视水位，相互提醒。给水系统相关设备、自动调节、水位计、水位信号等出现问题应立即联系检修处理。3、了解给水系统设备性能、调节特点我厂给水系统配两台50％额定容量汽动给水泵，一台50％额定容量的电动给水泵，正常运行中两台汽泵运行，电泵投备用。给水操作台设有DN300主给水管路、DN125给水旁路和DN50上水与水压试验管路，正常运行使用DN300管路。锅炉负荷＜25％时给水为单冲量自动调节，用调门控制给水（注意：低负荷时不可同时投入给水泵和调门自动控制）；负荷＞25％时，给水自动切为三冲量自动调节，用给水泵转速控制给水量。汽动给水泵调节速度低于电泵调节速度。给水投自动时，水位设定值与实际值偏差大于15自动将跳手动。4、正确认识虚假水位运行中对虚假水位要有思想准备。如果负荷突然增加时，首先增加风量和燃料量，强化燃烧恢复汽压，然后再加大给水，以满足蒸发量的要求。但如果虚假水位很严重，不加以限制可能会造成满水事故时，则应适当减少给水量，同时强化燃烧，恢复汽压，在水位停止上5升时，再加大给水量，恢复正常水位。调节过程中注意蒸汽量、给水量的平衡。5、开、停机过程中的水位控制（1）在开、停机过程中应用调整燃烧率来控制汽压上升或下降速度，应尽力维持燃烧稳定，增投或减少油枪、给粉机应缓慢，维持合适的汽压上升或下降速度，保证水位控制稳定。（开机过程还可以用向空排气、旁路系统作为辅助手段来控制汽压上升速度）。（2）目前在开机过程中大都采用开一台汽泵，电泵备用的方式。在低负荷期间应适当保证汽泵处于较高转速，将汽泵再循环切为手动，保持再循环一定开度，用汽泵再循环来控制给水压力，要熟悉给水泵再循环的逻辑关系：当电泵、汽泵流量低于152t/h，不论再循环是否在自动，将自动开启再循环，当流量继续下降至120t/h，若再循环在5s内开度小于5％，则给水泵跳闸；当给水量大于200t/h时，再循环阀自动关小至全关闭。由于汽泵调节速度低于电泵，当出现给水流量小于蒸汽流量较多，汽包水位下降速度过快，应手动启动电泵参与给水量调节；当汽泵运行时出现给水量大于蒸汽流量，来不及调整汽泵转速，可将汽泵任一再循环解手动开启，参与给水调节，调整过程中始终注意给水量与蒸汽流量之间的平衡。汽泵汽源由辅汽切为四抽运行时应充分疏水暖管，防止管道振动及小机水冲击，考虑由四抽切为辅汽时，辅汽不能充分疏水，一般不由四抽切回辅汽运行。（3）切换给水管路时应注意给水流量波动不要太大。当需要由旁路切为主路运行时，可先适当关小旁路调节门，减少部分给水量，6再开启主路电动门，关闭旁路电动门，同时注意给水压力变化，调整泵的转速维持给水压力；由主路切旁路运行时，应先开启旁路电动门、调节门，使给水量略高于蒸汽流量，再关闭主给水电动门。切换过程中应仔细，防止给水流量中断和给水压力不稳；还应考虑给水压力对减温水量的影响，防止减温水中断。（4）并泵时负荷不要太低，一般最好不低于130MW，并泵操作前应维持汽包压力、锅炉负荷稳定，并泵操作应缓慢小心，严格按照并泵操作的规定执行，未达到并泵条件不得轻易并泵，防止给水压力大幅波动引起给水量波动。6、事故处理过程中水位控制事故处理过程中应严密监视汽包水位，给水自动调节失灵时应解为手动调节，调整幅度不应过大，始终注意主蒸汽流量与给水流量之间的平衡关系，根据负荷情况及时进行泵切换，让电泵参与调节。当出现RB动作的任意条件之一（RB动作条件，单侧空预器跳闸延时5min；单侧引送风机跳闸；两台汽泵运行一台跳闸，电泵未联动），应参照以下处理方式来合理控制水位，，此时应立即投入AB层四只油枪，紧急停止A排粉机，将锅炉燃烧自动解为手动，减弱燃烧，此时保持机组协调为“机控压”方式（在此方式下汽机控制机前压力不变，减负荷速度取决于锅炉热负荷下降的速度，即锅炉燃烧减弱越快，机组减负荷速度越快，还可以人为改变汽机阀位开度来协调负荷和压力的关系），根据燃烧稳定情况和负荷下降情况还可停止部分其它层给粉机或增投油枪，处理过程中注意小机CCS跳闸和前7置泵电流不超流，尽力保证运行汽泵在较高出力，将机组负荷迅速减至180MW以下（若RB动作正常应注意观察其动作行为是否正确）。事故处理过程中汽包水位达到MFT动作条件而不动作时应手动MFT，保证设备安全。在RB任意事故情况，处理的总原则是在满足燃烧稳定的情况下，尽快减少燃料，降低汽包压力，根据主汽压力降低负荷，而不是率先快减负荷，避免汽包压力过高，进水困难。降低负荷过程中只要汽泵能正常运行，不推荐采用调节转速来改变给水量，尽量采用再循环调门来控制给水量最快也最直接。以上技术方案仅供集控值班员参考，各值班员在工作中应认真思考、不断总结给水调节的经验，相互交流，提高在给水控制方面的操作技术水平，尽力防止出现锅炉汽包水位事故。发电部2007-5-25