300MW機組鍋爐汽包水位調節技術

摘 要：結合湖北襄陽發電有限責任公司一期工程300MW機組鍋爐的運行維護實踐，闡述了汽包水位監測和調整的重要意義，探討了典型工況下汽包水位調節的技術方法和預防措施。

關鍵詞：300MW機組；汽包水位；預防措施

引言

300MW發電機組是目前我國火力發電的主力機組之一，鍋爐、汽輪機和發電機是其三大組成設備。其中，鍋爐是三大機組中最基礎的能量轉換設備，其可靠穩定的工作是機組安全運行最根本的保證。汽包水位間接地反映了鍋爐負荷與給水平衡之間的關系，是鍋爐運行中最重要的監測與調整參數之一。當水位高出正常水位時，蒸汽室高度和容積的減小將導致蒸汽帶水增加，蒸汽品質下降，易造成熱器管壁和汽輪機葉片的大量積垢，致使管子過熱，嚴重情況下的水沖擊將使汽輪機葉片破壞；當水位低于正常水位時，水循環遭到破壞，汽包嚴重缺水時將使鍋爐發生災難性的爆管事故。因此，發電機組工作過程中，加強鍋爐水位的監視和控制對其安全運行極其重要。

湖北襄陽發電有限責任公司一期鍋爐為上海鍋爐廠生產的型號為SGl025/17.53-M842，單汽包、半露天島式布置、亞臨界壓力自然循環煤粉鍋爐，單爐膛Ⅱ型布置，平衡通風、全鋼結構，爐膛采用全膜式水冷壁結構。下面以該型號鍋爐的運行維護經驗為依據，討論典型工況下鍋爐汽包水位的調整技術。

1 調整原則

實際運行中，該鍋爐配置有兩只彼此獨立的就地汽包水位計和兩只遠傳汽包水位計，運行人員以差壓式（帶壓力修正回路）水位計為基準控制汽包水位，依據不同類型水位計的示值及相互之間的關系來判斷汽包內部的實際水位，按照寧低勿高的原則做出相應的調整。當各水位計偏差大于30mm時，運行人員會立即向上匯報，并查明原因予以消除。當兩種類型水位計不能同時正常運行時，做停爐處理。

2 啟動及低負荷水位調節方法

投入爐底部受熱后，汽包水位將逐步上升。點火最初，由于空氣散失的熱量與燃燒釋放的熱量幾乎相等，汽包水位變化并不大；當油槍投入增加時，氣泡逐漸產生，水位將緩慢上升，出現暫時的虛假水位，隨著工作時間的延長，水循環流速加快，汽包水位開始明顯下降。當蒸汽壓力和溫度到達沖轉參數，關閉5%旁路時，蒸發量的下降和汽水混合物體積的縮小，使水位迅速下降，又形成暫時的虛假水位。此時保持給水量不變的情況下，鍋爐耗水量的降低使水位迅速回升。并網后負荷升至90MW以上，切換給水主副閥后，供水管內徑的增大使給水流量加大，汽包水位快速上升。其他情況下，保證給水量與負荷的同步變化，汽包水位將無明顯變化。

該階段具體的調節方法為：（1）在汽包上水階段，按照規程執行，控制上水速度和汽包壁溫度差，注意上水完畢開啟省煤器再循環；（2）鍋爐起壓，汽包水位下降需要連續上水后應有專人調節。水位波動超過正常水位時應及時調整，避免水位過高或過低后大幅度的調整，出現汽泵（電泵）轉速高、上水調節門開度小導致給水母管壓力高的情況。給水走旁路上水，嚴禁汽泵（電泵）投自動，避免水位波動大導致汽泵（電泵）轉速高，特別是汽泵，一旦高壓進氣門開啟后轉速很難減下來；（3）在水循環建立階段，開始連續小流量上水：使用給水旁路調節門控制流量，給水泵流量一定要控制在130-260t/h之間，否則給水泵再循環會在130t/h強開和260t/h強關，上水流量引起很大波動；（4）在汽機沖轉階段，蒸汽流量100t/h以內，除上述方法外，可以用保留高低旁路開度增加蒸汽流量，便于給水調節；（5）低負荷上水注意給水旁路調節門開度在50%-70%，給水泵再循環配合前置泵出口流量，主要用電泵（汽泵）轉速控制上水流量。（6）并網后負荷升至40MW以上，蒸汽流量150t/h以上，逐漸關閉給水泵再循環門，可以投入給水旁路自動；維持給水母管壓力高于汽包壓力1-2MPa，汽泵（電泵）轉速控制在3500rpm以內。轉速大于3500rpm，水位調整應切為手動調節，汽包水位高時應采用降低汽泵轉速的方法減少給水流量，嚴禁關小旁路門至50%以下，防止上水調節門開度過小后給水母管壓力大于20MPa。（7）組負荷升至80MW以后，可以在-50mm水位切為給水主路上水，投入電動給水泵自動；（8）在汽動給水泵沒有并入給水系統之前，機組負荷盡量控制在150MW以下；注意電泵油溫和推力瓦溫度超限。（9）負荷150MW以上可以進行并泵操作，在并入兩臺汽動給水泵時電泵均在自動控制狀態。退電泵時，如果電泵勺管調節遲緩時立即切為手動操作，防止汽包事故放水門頻繁動作，注意蒸汽流量與給水流量匹配；（10）每次汽動給水泵并入系統后及時切換再熱器減溫水抽頭電動門。

3 汽動給水泵跳閘時水位調節預案

汽動給水泵跳閘時，鍋爐內燃燒被削弱，水冷壁吸熱量減少，氣泡量降低，爐水體積變小，鍋爐水位出現暫時下降。但隨著氣壓的下降和飽和溫度的降低，氣泡的產生量又增加，水位回升，即水位先低后高的現象。

跳閘出現后，應迅速派專人調整水位，對應的鍋爐水位調節方法為：（1）確認電泵聯啟正常，勺管位置50%；（2）確認另一臺汽動給水泵自動切為手動運行，工作正常，防止過負荷跳閘；（3）機組高負荷時，增加電動給水泵勺管指令，反之根據負荷減少出力，注意再循環已關閉；（4）根據汽包水位和蒸汽流量，將總給水流量調整與之匹配，原則上控制電動給水泵出力比汽動給水泵小，保護電泵不過負荷；（5）水位±50mm內投入電動給水泵自動，檢查給水三沖量投入，自動失靈水位波動大，立即切為手動控制，通知熱工處理；（6）切換再熱汽溫電泵抽頭減溫水；（7）根據機組負荷及時分配兩臺給水泵出力；（8）如果事故放水動作，高負荷應在水位回頭后立即關閉；（9）如果電動給水泵聯動不成功，立即手動強啟一次，再按照上述方式及時加大流量并入給水系統；（10）如果電動給水泵不能啟動，RB動作，按照RB自動動作后手動干預。

整個過程機組負荷應保持不變，燃燒穩定，燃料不必增減，控制主汽壓力平穩，為汽包水位調整減少外擾，正確判斷虛假水位。

4 事故狀態下汽包水位調整措施

事故狀態下的鍋爐，蒸汽流量減少，壓力升高，同時給水溫度降低，汽包水位將出現先低后高的現象。對應的水位調節方法為：（1）運行中當汽包水位大幅波動時，通過觀察水位變化的趨勢，調節給水流量與蒸汽流量的平衡以調整汽包水位正常，給水流量出現過調，水位有明顯好轉趨勢時，應立即將給水流量控制在與蒸汽流量平衡的范圍內；（2）當汽包水位、給水流量波動大時，水位調整應在鍋爐給水總控制畫面上進行相應調整，注意監視給水泵指令與反饋偏差，防止汽泵切至“轉速自動”及“手動”方式下鍋爐無法調整給水量，同時注意監視給水壓力、電泵電流以及汽泵再循環調門，防止再循環調門全開汽泵不出水等，當汽包水位、給水量波動的持續時間長，波動的幅度、頻率增大時，應果斷切手動調整給水流量維持水位穩定；（3）當給水流量大幅低于蒸汽流量，調整無效，并且汽包水位開始快速下降時，應立即啟電泵，增加給水流量，調整汽包水位正常（4）運行中當一臺汽泵跳閘，應檢查電泵聯動，如未聯動應立即手動啟電泵調整給水流量，維持水位正常。

參考文獻

[1]周強泰.鍋爐原理[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]陳鴻偉，許振宇，等.鍋爐汽包水位影響因素分析[J].電站系統工程，2007，23（2）：32-33.