熱電聯(lián)產(chǎn)機組鍋爐汽包水位工況分析與控制

廉根寬,李宏毅,張東風

（國網(wǎng)技術(shù)學院,山東 泰安 271000）

0 引言

鍋爐在穩(wěn)定負荷下運行時，鍋爐的燃料量、給水量、蒸發(fā)量必須同鍋爐負荷相適應(yīng)，既必須維持物質(zhì)平衡和熱量平衡。當鍋爐負荷發(fā)生變化時，這種平衡將被破壞，鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力、蒸汽溫度等運行參數(shù)將發(fā)生變化，此時若能及時進行調(diào)節(jié)，則鍋爐的運行參數(shù)不會有較大的變化。否則，鍋爐的運行參數(shù)就不能維持在規(guī)定的范圍內(nèi)，嚴重時會危及鍋爐和汽輪機的安全運行。此外，即使鍋爐負荷不變，鍋爐本身設(shè)備和運行工況的變化也會使運行參數(shù)發(fā)生變化，如：煤質(zhì)的變化、煤粉細度的變化、給水溫度的變化、受熱面積灰等均也會引起鍋爐運行參數(shù)的變化，因而也必須隨時進行調(diào)整。以保證鍋爐的安全經(jīng)濟運行。

1 維持汽包水位正常的意義

汽包水位過高，會使蒸汽中水分增加，蒸汽品質(zhì)惡化，易造成過熱器管內(nèi)積鹽、超溫和汽輪機通流部分結(jié)垢；汽包嚴重滿水時，還會造成蒸汽大量帶水，引起主蒸汽溫度急劇下降，甚至造成管道和汽輪機水沖擊。

汽包水位過低，容易造成下降管中帶有蒸汽，破壞正常的水循環(huán)，造成水冷壁超溫爆管；嚴重缺水時，還會引起大面積爆管事故發(fā)生。汽包水位過低還會使強制循環(huán)鍋爐的爐水循環(huán)泵進口汽化引起泵組劇烈振動。

2 影響水位變化的主要因素

2.1 負荷變化對水位的影響

正常情況下，機組負荷正常變化時，如果能及時調(diào)整鍋爐燃燒和給水，鍋爐汽包水位一般不會發(fā)生較大變化。但當負荷驟變時（特別是在爐跟機下運行時），若汽壓有較大幅度的變化，則會引起汽包水位迅速波動。如出現(xiàn)虛假水位嚴重現(xiàn)象時，不加限制會造成鍋爐滿水或缺水時，則應(yīng)先適當減小或增加給水量，同時調(diào)節(jié)燃燒，恢復(fù)汽壓，當水位停止變化時，再適當加大或減小給水，維持汽包正常水位。

2.2 燃燒工況對水位的影響

當燃燒加強時，爐內(nèi)放熱量增加，蒸發(fā)設(shè)備中含汽量增多，爐水體積膨脹，水位上升；但蒸發(fā)量的增加又使汽壓上升，提高了蒸發(fā)設(shè)備中工質(zhì)的飽和溫度，水位有會逐漸下降。當汽壓升高時，若保持外界負荷不變，則必須關(guān)小調(diào)節(jié)汽門，此時若不及時調(diào)節(jié)燃燒，則汽壓會進一步升高，水位繼續(xù)下降。燃燒減弱時對水位的影響與上述情況相反。燃燒工況變動時，水位變化的程度，取決于燃燒工況變化的程度和運行調(diào)節(jié)的及時性。

2.3 給水壓力變化對水位的影響

其它條件不變時，給水壓力變化將會引起給水量的變化，從而引起水位的變化。當給水壓力增加時，會使給水量增加，從而水位會上升；反之水位會下降。

3 汽包水位的控制

目前，大容量熱電聯(lián)產(chǎn)機組均采用了較成熟的全程給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)。機組啟動時，由于汽、水流量不平衡，故采用單沖量調(diào)節(jié)，此時僅引入水位沖量，根據(jù)水位變化調(diào)節(jié)給水量；正常運行時，采用三沖量調(diào)節(jié)，此時，引入蒸汽流量作前饋信號，給水流量作反饋信號進行粗調(diào)節(jié)，汽包水位作為校正信號。

為了消除虛假水位對給水調(diào)節(jié)的影響，鍋爐采用三沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即根據(jù)過熱蒸汽流量、汽包水位、給水流量三個信號來控制給水調(diào)門。蒸汽流量可以作為前饋信號，借以消除虛假水位的影響；給水流量可作為反饋信號，避免過調(diào)，或用以消除因給水壓力變化等引起的給水擾動；汽包水位信號是主信號，它也起校正作用，最后使水位維持在規(guī)定值。

[1]張磊,廉根寬.《大型熱電機組運行與管理》[J].中國水利水電出版社，2010(08).

[2]李勇.淺析330MW機組鍋爐汽包水位的影響因素及調(diào)整方案[J].機電信息，2012(36).

[3]陳紅光.論300MW機組鍋爐汽包水位調(diào)節(jié)[J].黑龍江科技信息，2011(04).