锅炉汽包水位调整与控制

锅炉汽包水位调整与控制汽水系统简介公司二厂锅炉汽水系统包括：给水管路、省煤器、汽水循环系统、过热系统和再热系统。汽水循环系统包括汽包、集中下降管、炉水引入管、下集箱、水冷壁管和汽水引出管。过热系统包括：顶棚管过热器、尾部包墙过热器、低温过热器、分隔屏过热器、后屏过热器。再热系统包括：壁式再热器、屏式再热器、高温再热器。锅炉正常运行汽水系统水容积210.5m3其中省煤器42.1m3、汽包28.4m3、水管系统140m3。汽水系统简介给水泵省煤器汽包饱和蒸汽汽水分离装置下降管屏式过热器对流过热器再热器下联箱炉膛辐射热汽机高压排气（再热蒸汽）过热蒸汽至高压缸水冷壁锅炉汽水流程图给水和汽水循环系统流程一、保持汽包正常水位的重要性锅炉的汽包水位能够间接反映锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系，保持汽包正常水位是保证锅炉和汽轮机安全运行的重要条件之一，锅炉汽包水位的调整直接关系到整个机组的运行安全，调整操作不当将造成两种事故。1、汽包满水事故（高三值+250mm锅炉MFT）：汽包水位过高，严重超过上限水位，使汽包内蒸汽空间缩小，将会增加蒸汽带水，使蒸汽品质恶化，容易造成过热器积盐和汽轮机通流部分结垢。蒸汽带水严重时，蒸汽温度急剧下降，发生水冲击，损坏蒸汽管道和汽轮机叶片损坏的事故。2、汽包缺水事故（低三值-300mm锅炉MFT）：汽包水位过低会引起锅炉水循环的破坏，使水冷壁管超温过热；严重缺水而又处理不当时，则会造成炉管大面积爆破的重大事故。自然循环汽包锅炉的汽包水位变化200mm的飞升时间约为6～8秒。因此，锅炉运行中保持水位正常是一项极为重要的工作，绝对不能有丝毫的疏忽大意。二、汽包水位调节原则1、正常运行时保持给水压力高于汽包压力1.5～2.0MPa。2、汽包水位应保持±20mm，最大允许波动范围±50mm。水位达到±100mm时，发出高低报警信号。3、水位升高至＋120mm时，事故放水门自动打开，水位降至+50mm时，事故放水门自动关闭；水位降至0mm时，事故放水门保护关闭；水位升高+250mm、延时3秒，锅炉MFT动作。水位低至-300mm、延时3秒，锅炉MFT动作。二、汽包水位调节原则4、正常运行中两台汽动给水泵运行、电泵备用；两台汽动给水泵转速应尽可能一致，负荷平衡。正常情况下汽包水位调节由自动装置完成。运行人员加强水位监视。5、汽包水位自动调节以差压水位计为基准。6、正常运行中监视汽包水位以就地双色水位计为准。正常情况下应清晰可见，且轻微波动。否则应及时冲洗或联系检修处理。运行中至少有两只指示正确的低位水位计供监视、调节水位。每班就地对照水位不少于一次，就地双色水位计指示与其它水位计差值≯30mm.三、影响汽包水位变化的主要因素锅炉在正常运行中，汽包水位是经常变化的，引起汽包水位变化的主要因素有：（一）锅炉负荷的变化（二）燃烧工况的变化（三）给水压力的变化（四）设备泄漏或故障的影响（一）锅炉负荷的变化对汽包水位的影响汽包水位的变化与锅炉负荷的变化有密切关系，因为负荷的变化不仅影响蒸发受热面中水的消耗量，而且由此引起汽压变化，将使锅水状态发生变化，其容积也相应变化。汽包水位是否稳定，取决于锅炉负荷即蒸发量的变动量及其变化速度。当负荷增加时，如果给水量不变或增加不及时，则蒸发设备中的水量逐渐被消耗，其最终结果将使汽包水位下降；反之，其最终结果将使汽包水位上升。水位的变化反映了锅炉蒸发量（负荷）与给水量之间的平衡关系。当不考虑排污、漏水、漏汽等的影响时，如果给水量大于蒸发量,则水位上升；如果给水量小于蒸发量，则水位下降。只有给水量等于蒸发量，即蒸发设备中保持物质平衡时，水位才能保持稳定。（一）锅炉负荷的变化对汽包水位的影响当外界负荷突然增加，在给水量和燃烧工况不变的情况下，将引起锅炉汽压骤降，造成锅水饱和温度下降，汽包水空间内部分水汽化，产生大量的汽泡，使汽包水位瞬间升高，形成虚假水位，这时为了恢复汽压而过分加强燃烧，会引起蒸汽带水，恶化蒸汽品质；反之，如果外界负荷突减，引起锅炉汽压骤升，汽包水位骤减，如此时大大减弱燃烧，则促使水位更低，若安全门动作又会使水位升高。所以，当负荷骤变时，必须严密监视水位，预防水位事故的发生。（二）燃烧工况的变化对汽包水位的影响燃烧工况的改变对水位的影响也很大。在外界负荷及给水量不变的情况下，当炉内燃料量突然增加时，炉内放热量增加使锅水吸热量增加，汽泡增多，体积膨胀，而使水位暂时升高。又由于产生的蒸汽量不断增加，使汽压上升，饱和温度也相应地提高了，锅水中汽泡数量又随之减少，又导致水位下降。此时，对于单元机组，由于汽压上升使蒸汽做功能力上升，在外界负荷不变的情况下，汽轮机调节汽门将关小，进汽量减少，而此时因锅炉的蒸发量减少而给水流量没有变化，故汽包水位上升。反之，汽包水位变化情况与上述相反。因此水位波动的大小，取决于燃烧工况改变的强烈程度以及运行调节的及时性。（三）给水压力的变化对汽包水位的影响汽包水位的变化与给水压力有关，给水压力变化，将使给水流量发生变化，从而破坏了给水量与蒸发量的平衡，引起水位变化。在锅炉负荷和燃烧工况不变的条件下，当给水压力增加时，给水流量增大，水位上升；给水压力下降时，给水流量减少，水位下降。给水压力过低，则汽包进水困难，若给水压力低于汽包压力，给水将无法进入汽包，会造成锅炉严重缺水。给水泵故障、给水管道破裂、给水门故障等均能使给水压力降低，故应对给水压力和给水流量严格监视，注意控制给水流量与蒸汽流量相适应。（四）设备泄漏或故障对汽包水位的影响运行中如发生高压加热器、省煤器、水冷壁泄漏或给水系统主要设备故障等情况，都会造成汽包水位的变化。锅炉汽水管道损坏、下联箱放水门不严或连续排污门不严时，将消耗大量的蒸汽和水，如果此时外界负荷和锅炉的给水量没有做出相应的调整，将造成水位的逐渐下降，如果损坏严重将会造成锅炉严重缺水事故。当给水处理不当以及锅炉排污不及时等造成炉水品质不合格而长期运行时，使炉水含盐量过大，不但会造成蒸汽的污染，而且会在水冷壁受热面上结垢，甚至会腐蚀受热面，同时由于炉水中的油脂、悬浮物或含盐浓度过高，汽泡的表面含有杂质而不易破裂，在汽包水面上产生大量泡沫，使汽包水位急剧升高并产生强烈波动现象。四、部分工况下汽包水位变化机理1、锅炉启动过程中汽包水位的变化锅炉点火初期，由于冷风带走的热量和燃料燃烧释放的热量相等，汽包水位无大的变化，当燃料增加、着火基本稳定，炉膛温度缓慢升高时，炉水开始产生汽泡，汽水混合物的体积膨胀，汽包水位开始缓慢上升，产生暂时的虚假水位，当水冷壁内水循环流速加快后，大量汽水混合物进人汽包进行分离，饱和蒸汽进入过热器，使汽包水位开始明显下降。当到达冲转参数(主蒸汽压力3.5-4.2MPa,主蒸汽温度320-360℃)、关闭30%旁路的过程中，蒸发量下降，很多已生成的蒸汽凝结为水，汽水混合物的体积缩小，促使汽包水位迅速下降，造成暂时的虚假水位，这时在给水量未变的情况下由于锅炉耗水量下降汽包水位会迅速回升。在挂闸冲转后水位的变化相反。机组并网后负荷加至100MW进行给水主、旁路阀切换时，由于给水管路直径的变大使给水流量加大，汽包水位上升很快。其它阶段只要给水量随负荷的上升及时增加，汽包水位的变化不太明显。四、部分工况下汽包水位变化机理2、引风机、送风机、一次风机、磨煤机跳闸后汽包水位的变化上述四大转机任意1台跳闸，相当于锅炉内燃烧减弱，水冷壁吸热量减少，汽泡减少，炉水体积缩小，使水位暂时下降。同时，汽压下降，饱和温度降低，炉水中汽泡数量又增加，水位又上升，即水位先低后高。3、高加事故解列后汽包水位的变化高加事故解列，即汽轮机的一、二、三段抽汽量突然快速为0。对于锅炉而言，蒸汽流量减少，主汽压力升高，同时给水温度降低，汽包水位将先低后高。四、部分工况下汽包水位变化机理4、炉内突然掉大焦和一次风压突升后汽包水位的变化这种情况相当于燃烧加强的结果，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，汽压升高，饱和温度相应升高，炉水中汽泡数量减少，水位又会下降。随后蒸发量增加但给水未增加时，水位又进一步下降，即水位先高后低。5、锅炉安全门动作和负荷突变后汽包水位的变化当锅炉安全门动作或负荷突增时，汽包压力将迅速下降，这是一方面汽水比容增大，另一方面饱和温度降低，促使生成更多的蒸汽，汽水混合物体积膨胀，形成虚假高水位。但是由于负荷增大，炉水消耗增加，炉水中的汽泡逐渐溢出水面后，水位开始迅速下降，即先高后低。当安全门回座或负荷突降时水位变化过程相反。五、遇有下列情况时应注意水位变化(必要时将给水自动切至手动调节)1、给水压力、给水流量波动较大时。2、负荷变化较大时。3、事故情况下。4、锅炉启动、停炉时。5、给水自动故障时。6、锅炉排污时。7、安全门起、回座时。8、给水泵故障时。9、切换给水泵时。10、锅炉燃烧不稳定时。六、汽包水位的调整1、当电负荷缓慢增加，主蒸汽流量增加，主蒸汽压力下降、水位降低时，应根据情况适当增加给水流量，使之与主蒸汽流量相适应，保持水位正常。2、当电负荷缓慢降低时，主蒸汽流量降低，主蒸汽压力升高，水位将升高，应根据情况适当减小给水流量。使之与主蒸汽流量相适应，保持汽包水位正常。3、当电负荷急剧增加，主蒸汽流量增加，主蒸汽压力下降，此时汽包水位先上升，但很快会下降，切不可过多减少给水流量，待水位即将有下降趋势时立即增加给水流量。使之与主蒸汽流量相适应，保持汽包水位正常4、当电负荷急剧降低，主蒸汽流量下降，主蒸汽压力升高，此时汽包水位先降低，但很快会上升，切不可过多增加给水流量，待水位即将有上升趋势时立即减小给水流量。使之与主蒸汽流量相适应，保持汽包水位正常。六、汽包水位的调整5、出现虚假水位时还应根据实际情况操作，例如当负荷急剧增加或安全门动作时，水位上升幅度很大，上升速度很快，实际操作时应先适当地关小给水量，以避免满水事故发生。待水位即将开始下降时，再立即增加给水量，恢复正常水位，当负荷急剧下降或甩负荷时，水位下降幅度很大，下降速度很快，应先适当稍开给水量，以避免减水事故发生，待水位即将开始上升时，再立即减小给水量，恢复正常水位。6、燃烧工况突变，对水位影响很大。在外界负荷不变的情况下，启动制粉系统增加磨煤机通风量，水位暂时上升(虚假水位)而后下降，若汽压继续升高而负荷未变，此时汽机调速汽门关小，使蒸汽流量减少而给水量未变，使水位有要升高。因此，要根据实际情况适当调整。锅炉灭火时，水位先低(虚假水位)后高。7、低负荷运行时，应注意给水泵流量变化，防止给水泵最小流量再循环开启而引起汽包水位急剧波动。七、滑压运行和汽泵运行中的调整（机侧）1、机组负荷在330MW-190MW时，保持两台汽动给水泵的运行，A、B小机的供汽采用机组四段抽汽。辅助蒸汽供A、B小机供汽电动门前疏水保持一定开度，辅汽联箱疏水门保持一定开度，保证随时能将辅汽供A、B小机汽源投入。电动给水泵联锁投入。2、当接到调度命令减负荷至190MW以下时，应向调度解释给水泵运行状况，延缓减负荷的速度，辅助蒸汽供A、B小机管道充分暖管，才能将A、B小机的供汽由四段抽汽切换为辅汽，稳定后再将负荷减至目标值。3、机组负荷至165MW及以下，保持一台小机运行，小机的供汽为辅汽，另外一台小机保持3000r/min做热备用。电动给水泵联锁投入。4、机组启动过程中，辅汽联箱由临机供或启动锅炉可以满足辅汽联箱用汽时，采用一台汽动给水泵向锅炉上水、机组启动、带部分负荷。机组负荷至165MW时，启动另外一台汽动给水泵，机组负荷至200MW，四段抽汽压力达到0.5Mpa以上，机组运行稳定后，将A、B小机的供汽由辅汽切换为四段抽汽。七、滑压运行和汽泵运行中的调整（机侧）5、机组启动过程中，若邻机停用，启动锅炉不能满足辅汽联箱用汽时，采用电动给水泵向锅炉上水、机组启动、带部分负荷。机组负荷至165MW时，用辅汽启动一台小机，机组负荷至200MW，四段抽汽压力达到0.5Mpa以上，机组运行稳定后，用四段抽汽启动另外一台小机，并将先前用辅汽启动的小机汽源倒为四段抽汽供。机组运行稳定后，停用