300MW机组汽包水位的调整运行培训讲课课件

300MW锅炉汽包水位的调整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，一种是汽包满水事故（汽包水位高锅炉MFT，机组掉闸），严重超过上限水位，使蒸汽带水严重，温度急剧下降，发生水冲击，损坏蒸汽管道和汽轮机组；另一种是汽包缺水事故；即水位低于能够维持锅炉正常水循环的水位，蒸汽温度急剧上升，水冷壁管得不到充分的冷却而发生过热爆管。，本次着重讲解汽包水位在不同情况下的调整，仅供参考：1、汽包水位的变化机理汽包水位三冲量正常运行时，汽包水位是由三冲量进行控制的，汽包水位定值是主调，蒸汽流量作为前馈信号加入调节系统中，使水位波动时，调整量参考蒸汽流量的变化，防止“虚假水位”使调节器错误动作，如果蒸汽流量变化大时，则给水调节也相应增大调节幅度，给水流量作为反馈信号进入调节系统1、可以抵消给水流量自身波动带来的汽包水位波动，防止给水流量波动大时造成汽包水位调节波动大，2、使调节器在汽包水位未变化时，根据蒸汽流量情况信号，消除干扰，使调整过程稳定，起到稳定给水流量作用。该控制系统实质上就是前馈加反馈控制系统，它能有效地克服假液面和给水干扰对控制系统的影响。影响汽包水位变化的主要因素：正常情况下引起水位变化的基本因素主要有两个：一是物质平衡遭到破坏，当给水量与蒸发量不相等时，必然会引起水位的变化；二是工质的状态发生改变时，即使能够保持物质平衡，水位也仍有可能发生变化。何为汽包的虚假水位（890根水冷壁管，相对于汽包的体积大得多，其产生的汽水混合物全部进入汽包）“虚假水位”就是暂时的不真实水位。当工质状态发生改变时，即使能保持物质平衡，水位仍可能发生变化。这种水位变化不是因汽包内存水量的变化造成的，而是由于汽包压力变动引起工质密度、饱和温度等状态的改变，使得炉水比

容和水容积中汽泡数量发生变化，造成炉水体积膨胀或收缩，从而引起水位变化，这种水位变化是暂时的，并非最终结果，一般称之为“虚假水位”。（给水和蒸汽流量均未发生变化，但由于锅炉内部燃烧工况、外部扰动等因素影响，造成汽包水位的变化，这种变化发展很快，但影响很大）2、不同情况下汽包水位的变化特点的分析机组启动过程中的汽包水位变化锅炉点火初期，由于燃燃烧释放的热量一部分被冷风带走，一部分被水冷壁吸收，由于水冷壁内的水吸热量少，处于不饱和状态，虽然吸热膨胀，但膨胀有限，汽包水位无大的变化，当燃料量增加，水冷壁吸热量逐步增大，炉水开始接近饱和状态，炉水开始产生汽泡，水冷壁内的汽水混合物增加，其体积膨胀，汽包水位开始缓慢上升产生暂时的虚假水位，所以在机组冷态启动初期锅炉上水过程中即使不增加给水流量，汽包水位也是上升的。锅炉升温升压的后期，炉水水温达到其相应压力下的饱和温度，随着水冷壁内水循环流速加快后（这里可以通过炉水泵的电流变化反映出来）（开始时炉水没有密度差，随着炉水温度的升高，产生汽水密度差），大量汽水混合物进人汽包进行分离，饱和蒸汽进入过热器，此时分离出的饱和蒸汽逐渐增多，使汽包水位开始明显下降。当到达冲转参数（主蒸汽压力4.2MPa,主蒸汽温度350℃）、关闭旁路的过程中，汽包压力会有升高，水冷壁内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，但该过程比较短暂，如果此时给水量不变的，那么由于锅炉蒸汽量下降汽包水位会迅速回升。所以我们在机组启动时关闭旁路（小旁路、5%旁路）时是我们控制汽包水位的一个关键危险点当汽机挂闸冲转时，汽机开始进汽，汽包压力会降低，水冷壁内的部分炉水会迅速汽化，水冷壁内的汽水混合物体积突然增大，促使汽包水位迅速上升，造成暂时的虚假水位。当发电机并网时，其汽包水位的变化过程与冲转过程中的变化相似，这就是我们规程中为什么规定汽机冲转和并网前维持汽包水位一100mm的原因。这两个阶段是我们控制包水位的第二、第三个关键危险点。发电机并网后，我们一般该启动第二台磨煤机了，在磨煤机咬煤出粉瞬间，由于此时炉内燃烧工况较弱，第二台磨煤机的突然出粉，势必引起炉内燃烧工况的大幅波动，燃烧瞬间增强，水冷壁的吸热量突然增加，水冷壁内的汽水混合物体积突然增大，促使汽包水位迅速上升，造成暂时的虚假水位。这个阶段是我们控制包水位的第四个关键危险点。一二期电泵出口旁路调节切至电泵出口和三期给水主、旁路阀切换这一阶段是我们控制汽包水位的第五个关键危险点。一二期电汽泵切换，三期另一台汽泵并列阶段是控制汽包水位的第六个关键危险点（后两个危险点不是虚假水位引起的，但如果操作监视不当会引起水位的大幅波动）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。引风机、送风机、一次风机、磨煤机跳闸后汽包水位变化上述锅炉辅机任意1台跳闸，相当于锅炉内燃烧减弱，水冷壁吸热突然减少，炉水体积缩小，（主要是炉水的温度发生变化，低于饱和温度）使水位暂时下降，这一过程比较短暂但速度较快，这是一种向下的“虚假水位”，随后因为炉内燃烧减弱，产汽量减少，同时由于汽泵在自动调节原因（因为虚假水位的影响，造成实际水位与设定水位偏差）其给水流量是增加的，这就造成给水与蒸汽流量的不平衡，给水远大于蒸汽流量，水位又出现上升。所以在出现辅机跳闸的事故过程中，汽包水位下降较少但速度很快，而等到水位开始回头上升时，上升的速度虽然相对较慢但幅度很大。这就是我们在处理这类事故时，很少出现水位低锅炉跳闸，大多数情况下是水位高保护动作。从实际事故中观察，以磨煤机跳闸为例，在跳闸的瞬间一般一二期汽包水位下降80—90mm（三期约下降50—60mm）,跳1台磨煤机后的10S内，给水自动以2t/s的速度增加，汽包水位下降速率仍然高达5-10mm/s。水位降到低点回头后，由于水位偏差的缘故，给水继续上升，同时，炉内因为磨煤机跳闸，锅炉产汽量减少，也就是蒸发量减少，结果是给水大于蒸汽流量。造成水位过调。高加事故解列后汽包水位变化高加事故解列，特别是满负荷时影响较大，我厂一期为小旁路，二三期为高加给水大旁路，相比较高加解列事故对一期较小，二三期因三台高加同时跳闸影响很大，即汽轮机的一、二、三段抽汽量突然快速为0。造成汽机瞬间过负荷，汽机调速系统快速反映的结果是关小高调门，主汽压力升高，蒸汽流量减少，主汽压力突然升高一方面会使其对应的饱和温度上升，高于炉水实际温度，水冷壁内的汽水混合物体积迅速缩小，形成向下的“虚假水位”同时给水温度降低，进一步降低了炉水温度，汽包水位下降较多，但随着主汽压力逐渐恢复、稳定，加上锅炉产汽量的减少和给水增加的作用，汽包水位又开始上升，所以高加解列将使汽包水位先低后高。锅炉突然掉大焦后汽包水位变化正常运行过程中掉大焦，大焦在下落的过程中有压制炉膛火焰的现象，同时落入渣斗中产生的蒸汽也影响到火焰的温度，使水冷壁吸热量瞬间减少，汽包产生“虚假水位”，迅速降低。但这种影响很快会消失，紧接着炉内会产生一个类似与爆燃的效果，燃烧会迅速恢复，这时候燃烧的迅速恢复相当于燃烧加强的结果，水冷壁吸热量又突然增加，炉水体积膨胀，汽泡增多，产生向上的“虚假水位”，加上给水泵的影响，水位迅速上升，此时容易产生汽包水位过调。从实际生产中观察，首先是炉膛负压增大，然后汽包水位下降，这一过程比较短暂，水位下降约150—200mm,随着炉膛负压由负快速转正，汽包水位快速上升，此过程水位上升幅度较大，如果控制不当极易造成水位升至跳闸值。负荷突变后汽包水位变化当机组负荷突增时，在CCS方式下，汽机主控、锅炉主控都会作用于增加负荷，汽机开调门，锅炉增加给煤量，但由于锅炉的固有的延迟特性，（增加的燃料进入锅炉燃烧转化为蒸汽热量需要一定的时间），会造成主汽压力快速下降，一方面水冷壁内汽水比容增大，另一方面炉水的饱和温度降低，汽水混合物体积膨胀，形成虚假高水位。随着锅炉增加燃料的热量转换，主汽压力逐渐恢复，锅炉负荷增大，促使锅炉生成更多的蒸汽，炉水消耗增加，水位开始迅速下降。所以负荷突然增加时汽包水位是先高后低。负荷突降时水位变化过程相反。3汽包水位的调整锅炉启动过程中汽包水位的调整锅炉冷态启动，上满水后做水位传动试验，正常是通过锅炉汽压后水气凝结来完成的，这一过程比较长，一般在汽包起压后水位才逐步稳定，所以该阶段主要以就地水位计的指示为准（除氧器也存在这种问题，所以冷态启动时最好核对就地水位）#1机组、#2机组启动过程中均出现过该问题锅炉点火后，根据汽包水位的变化和给水泵转速的大小及定排量的大小，连续给锅炉上水，稳定汽包水位，在启动初期直至并网后将水位控制单冲量切至三冲量这一段时间，原则上汽包水位手动调整，不得随意投运单冲量自动运行。当汽轮机冲转前关闭旁路时，先将汽包水位稳定在较高水位80-100mm，就地关闭旁路的人员与水位监视人员加强联系，缓慢关闭旁路，汽包水位下降较快时，立即停止操作，待稳定后继续操作，直至旁路全部关闭。汽轮机冲转、并网时，先将汽包水位稳定在-100mm左右，避免操作时产生虚假高水位，如水位上升加快，应立即降低给水流量，当汽包水位显示值升高速度减缓且有回头迹象时，立即加大给水流量，此时应避免过调整，维持给水流量至平衡值，稳定汽包水位。一、二期一般在并网后将电动给水泵旁路调节切至电泵转速调节，打开出口门，这个过程也可在并网前，主要是根据电泵转速和旁路调节阀的开度（逻辑中，旁路阀开度大于90%，强开电泵出口门），切换时应维持电泵旁路调节阀开度小一些，电泵转速高一些，因电泵出口门整个开过程大约需要2min，所以在切换时随着电泵出口门的开度逐渐增大，可逐渐降低电泵转速，保证汽包水位的可控在控。而三期机组一般在并网后负荷50-70MW给水主、旁路阀切换，由于主给水管路直径的变大使给水流量加大，应先适当降低给水泵出口压力，使给水泵出口压力大于汽包压力2-3MPa左右，然后开启主给水电动门并及时调节给水泵转速，保持给水流量和汽包压力不变，防止水位扰动，在确定主给水管路过水正常，阀门开启到位，水位调节稳定后关闭给水旁路门。在主阀开启后，要牢记只有给水泵转速能调整汽包水位，要及时注意水位变化趋势和给水流量的变化趋势。这里应注意一点，就是主蒸汽流量大于200t/h时，强开给水旁路调节阀，所以在机组启动前应联系仪控解除该信号。当负荷升至90-100MW时，一期应该考虑电汽泵切换，三期另一台汽泵并列，一般应提前1小时将小机供汽管暖管，小机挂闸冲转进行暖机，电汽泵切换过程中，可以采用水位上升法，即电泵调节在自动，汽泵调节在手动，增加汽泵转速，水位上升，水位偏差使电泵转速自动下降，维持水位稳定。也可以采用水位下降法，即电泵调节在手动动，汽泵调节在自动，水位变化过程与上一种方法相反。当然也可以采用全手动方式，主要是根据个人的调节情况而定。当电汽泵出力平衡时，注意电汽泵再循环的变化，一二期小机再循环全开全关可影响给水流量在3001加左右，三期小机再循环也可影响给水流量在2001用左右。在电汽泵切换前机组负荷一般不超过130MW，否则必须停止升负荷，防止出现上不动水的情况。若一台给水泵维持机组负荷困难，应及时降低机组负荷，必要时停止定排和连排排污，以维持汽包水位。其它各负荷阶段按照汽水平衡调节即可。正常运行中汽包水位的调整正常运行时保持给水压力高于汽包压力1.5--2.0MPa给水调节投自动，当汽包水位频繁波动达正负150mm且汽包水位变化趋势呈发散状，应及时切至手动调整，调整过程中应注意给水与蒸汽量的平衡，不要只关注水位的变化。三期切手动后还应注意两小机出力的平衡。负荷较低时应注意给水泵再循环门的动作情况。在任何情况下，水位调节必须有专人负责调节，即使发生炉侧事故时机盘人员也应以汽包水位的调整为主。处理时，首先要调整好心态，不要紧张，只要调整方向不错，应大胆的调整。有时越紧张约容易出错。正常情况下的给水泵切换。切换过程中水位调节应由一定水位调节经验的人员进行；电泵启动后应空转检查运行5—10min,确认温度正常后，可进行切换。在进行电汽泵的切换过程中，应保持两个量不变，即保持锅炉负荷与给水总流量基本不变。缓慢增加电泵转速，当电泵出口压力与汽泵接近，其出口已有少量流量时，降低汽泵转速，使负荷转移至电泵，同时增加电泵出力保持汽包水位正常；三期在切换过程中，只要非切换汽泵正常运行，可将此泵投入水位自动运行，逐步调整电泵出力与非切换汽泵的出力一致，降低停运汽泵的转速，维持水位稳定。异常工况汽包水位的调整防止给水泵轴向推力过大或给水泵汽化。（电泵注意，一期电泵再循环关闭或开度较小，影响快速出水，事故处理时若出现电泵启动后长时间不出水应将转速控制器拉至最低重新升速）2013年8月20日#2机出现过）电泵失速！压力高，泵震动大，不出水，有汽化的可能正常运行中汽泵跳闸后汽包水位的调整汽泵跳闸后机组发生RB,保留最下3层制粉系统运行（三期如电泵启动正常则不发RB信号，保证负荷在240MW左右即可），否则手动选择保留制粉系统的台数，电泵应自启，否则手启，快速增加电泵转速，并检查再循环阀应关闭，否则，应隔离。尽量不要使锅炉压力升高，在不造成汽压升高的前提下，汽机关调门，是处理的关键（就是即不造成汽包压力升高，也不造成汽包压力快速下降），要保证降低蒸汽流量又要保证不会造成汽压突升。否则，因主汽压力的变化和跳磨的双重作用将造成很大的虚假低水位引起事故扩大；在操作过程中要注意汽包水位计显示值，当水位回升时，应根据水位变化速度减小给水流量，防止给水流量过大造成锅炉满水事故；水位调节稳定后再进行负荷恢复操作。调整过程中应注意给水泵入口流量、压力和再循环开度情况，以防给水泵操作过量掉闸或因给水流量大幅波动引起再循环门开关，从而引起二次水位扰动，造成事故扩大，任何时候要牢记根据给水流量、主汽流量和汽包水位的变化趋势来调整，只要给水流量与主汽流量平衡（偏差小于50t/h）就不会出现大的水位波动。引风机、送风机、一次风机、磨煤机跳闸后汽包水位的调整这是一个炉内发热量急剧减少的过程，（辅机的故障直接反映为炉内燃烧工况的剧烈变化）根据其变化规律，先低后高，在出现此种故障初期应以最快的速度加大给水量，同时密切监视汽包水位的下降速度，主要是为了克服故障初期的虚假水位影响，若汽包水位下降趋于开始缓慢时，要适当地减少给水量但不能太多；防止过调，当汽包水位显示值的小数点第1位数字开始回升时，立即快速降低给水量;当给水量比当时的蒸汽流量低50t/h时观察汽包水位的变化趋势进行微调，使水位的变化走向缓慢，最终稳定。在事故处理过程中还要牢记，尽可能维持锅炉燃烧稳定，只要燃烧稳定、负荷稳定对汽包水位的影响就会降至最小。突然掉大焦后汽包水位的调整这是一个炉内燃烧工况急剧变化的过程，根据其变化规律，一般是先低后高，控制的关键在于防止汽包水位过高，因为炉内燃烧工况先减弱后加强，（会出现连续的虚假水位，开始是虚假低水位、后一个是虚假高水位）处理时应小幅增加给水流量（克服向下的虚假水位），待汽包水位有回头迹象时，以较快的速度减小给水量，同时监视汽包水位的上升速度，若上升趋势开始趋于缓慢，要适当地增加给水量但不能太多（这一步主要时克服虚假高水位）；当汽包水位显示值的小数点第1位数字开始回降时，立即快速增加给水量;当给水量比当时的蒸汽流量大50t/h时，观察汽包水位的变化趋势进行微调，使水位的变化走向缓慢，最终稳定。负荷突变后汽包水位的调整当机组负荷突升时，水位先高后低，这种情况出现时大多汽包水位迅速上升，此时应快速降低给水泵转速，减少给水量，紧紧监视汽包水位的上升数值。当汽包水位上升趋缓在开始回降以前，立即增加给水泵转速，加大给水量，（因为这是虚假水位的影响已基本结束，但负荷的升高需要的蒸汽量也大幅增加，会造成给水与蒸汽流量的偏差），这时应监视汽包水位的下降数值；在汽包水位下降过程中尽量保证给水流量稍大于蒸汽流量，当汽包水位开始回升时，立即快速降低给水量；当给水量比当时的蒸汽流量低50t/h时，观察汽包水位的变化趋势进行微调，使水位的变化走向缓慢，最终稳定。高加事故解列时汽包水位的调整高加事故解列后，汽压的变化为先高后低，汽包水位先低后高，，水位下降比较快，特别是高负荷时，我们的一般处理是跳上层制粉系统，（但这又会造成汽包的瞬间下降），此时应快速增加给水流量，减弱虚假水位的影响，但不能增加过多，因为主蒸汽流量减少了，在随后的汽压下降过程中，负荷下降快，给水流量偏大，极易造成锅炉高水位跳闸。所以当汽包水位开始回升后，尽快根据蒸汽流量降低给水流量，保持汽包水位-50mm运行，直至水位稳定。高加事故解列后，汽温波动大，减温水量波动大，对给水调节影响较大，此时汽包水位一定要有专人调节，注意汽压变化，作好超前调节。水位调整不得大开大关，以免造成水位波动过大。4汽包水位调整总结冲转和并网时，水位先上升，后下降阀切换时，水位要先下降制粉系统突然出粉后要先上升后下降锅炉各主、辅机跳闸水位先下降后上升，重点防止水位高趋势是这样的，但具体到实际情况，有可能当时的气温汽压等功况不同，变化的幅度不一样，当掌握了水位的变化规律，可以提前做到心中有数，水位出现波动时。知道如何调节。汽包水位调整要牢记几点（1）对保护、自动调节等逻辑必须熟知，牢记动作定值；特别是哪些情况会造成小机自动切除远方。（我们在进行水位事故时经常遇到，小机已经切除远方了，监盘人员却不知道）⑵因燃烧工况引起的水位波动，要尽可能维持锅炉燃烧稳定，只要燃烧稳定、负荷稳定对汽包水位的影响就会降至最小。⑶事故异常情况下，汽包水位一定要有专人调节，注意汽压变化，作好超前调节。水位调整不得大开大关，以免造成水位波动过大。任何时候要牢记根据给水流量、主汽流量和汽包