300MW機(jī)組汽包水位的調(diào)節(jié).doc

300MW機(jī)組汽包水位的調(diào)節(jié) 我廠300MW機(jī)組投產(chǎn)以來，多次出現(xiàn)汽包水位事故造成機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，對(duì)我們的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成較大威脅，發(fā)電部在收集相關(guān)資料，收集部分有經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行同志意見的基礎(chǔ)上整理出此份技術(shù)方案，供集控值班員參考。 一、保持汽包水位的重要性維持鍋爐汽包水位是保證鍋爐和汽機(jī)安全運(yùn)行的重要條件之一。當(dāng)汽包水位過高時(shí)，由于汽包蒸汽容積和空間高度減小，蒸汽攜帶鍋水將增加，因而引起蒸汽品質(zhì)惡化，容易造成過熱器積鹽垢，引起管子過熱損壞；同時(shí)鹽垢使傳熱熱阻增大，引起傳熱惡化，過熱汽溫降低。汽包嚴(yán)重滿水時(shí)，除引起汽溫急劇下降外，還會(huì)造成蒸汽管道和汽輪機(jī)的水沖擊，甚至打壞汽輪機(jī)葉片。汽包水位過低，則會(huì)破壞爐水的正常循環(huán)，使水冷壁的安全受到威脅；如果出現(xiàn)嚴(yán)重缺水而又處理不當(dāng)，則可能造成水冷壁爆管。300MW單元機(jī)組的鍋爐，汽包的相對(duì)水容積變小（我廠300MW機(jī)組汽包水容積為54m，正常運(yùn)行時(shí)水空間容積僅為23m左右），容許變動(dòng)的水量就更少，如果鍋爐給水中斷而繼續(xù)運(yùn)行，在幾秒到十幾秒內(nèi)汽包水位計(jì)中的水位就會(huì)消失。即使是給水量與蒸發(fā)量不相平衡，在幾分鐘內(nèi)也可能出現(xiàn)鍋爐滿水或缺水事故，可見對(duì)于容量較大的鍋爐，汽包水位在任何時(shí)候都是必須嚴(yán)密監(jiān)視的重要參數(shù)。二、影響汽包水位變化的主要因素1、負(fù)荷變化對(duì)水位的影響負(fù)荷變化緩慢，鍋爐燃燒調(diào)整和給水調(diào)整也協(xié)調(diào)配合時(shí)，水位變化是不明顯的。但當(dāng)負(fù)荷突然變化時(shí)，水位會(huì)迅速大幅度變化。當(dāng)負(fù)荷突然增加時(shí)，汽壓將迅速下降，這時(shí)一方面使汽水混合的比容增大，另一方面使飽和溫度降低，爐水和水冷壁金屬放出部分熱量，促使生成更多蒸汽，汽包水空間汽泡數(shù)量劇增，汽水混合物體積迅速膨脹，促使水位上升，形成虛假水位；虛假水位是暫時(shí)的，因?yàn)樨?fù)荷增加，爐水消耗增加，爐水中的汽泡逐漸逸出水面后，汽水混合物體積又將收縮，所以如果給水量未隨負(fù)荷增加時(shí)，水位又將迅速下降。反之，當(dāng)負(fù)荷突然下降時(shí)，水位波動(dòng)過程相反。實(shí)際上虛假水位只有在鍋爐工況變化較大，速度較快時(shí)才能明顯察覺出來，在鍋爐出現(xiàn)滅火和安全閥起座等情況下，虛假水位將達(dá)到很大程度，如果處理不當(dāng)就會(huì)發(fā)生水位事故。2、燃燒工況對(duì)水位的影響燃燒工況的變化對(duì)水位的影響也很大。如燃料量突然增加，燃燒加強(qiáng)，水冷壁吸熱量增加，爐水體積膨脹，汽泡增多使水位暫時(shí)上升，同時(shí)產(chǎn)汽量增加又會(huì)使汽包壓力升高，飽和溫度相應(yīng)升高，爐水中汽泡數(shù)量將減少，水位又會(huì)下降；汽壓升高又引起蒸汽流量增大，在汽機(jī)調(diào)速系統(tǒng)未動(dòng)作之前，發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷增大，如果不加以人為干預(yù)，水位進(jìn)一步降低。所以正常情況下應(yīng)盡量投入機(jī)組協(xié)調(diào)控制，保證機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定。如果爐內(nèi)燃燒減弱，對(duì)水位影響與上述過程相反。3、給水壓力如果給水系統(tǒng)運(yùn)行不正常使給水壓力變化時(shí)，將使送入鍋爐的給水量發(fā)生變化，從而破壞了給水量和蒸發(fā)量的平衡，則必將引起汽包水位的波動(dòng)，在其他條件不改變的情況下。給水壓力高使給水量加大時(shí)，水位升高；給水壓力低使給水量減少時(shí)，水位下降。4、汽包的相對(duì)水容積汽包越大，汽包內(nèi)正常水位情況下儲(chǔ)水量就越多，水位變化速度就越慢。由于300MW機(jī)組相對(duì)水容積大大減少，水位變化速度很大。鍋爐負(fù)荷越高，即產(chǎn)汽量越大，水位變化速度也越大。影響汽包水位的因素還很多，是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要在實(shí)際工作中不斷探索總結(jié)。三、給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)給水三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器接受汽包水位、蒸汽流量、給水流量三個(gè)信號(hào)，其中汽包水位是主信號(hào)，給水量是反饋信號(hào)，蒸汽量是前饋信號(hào)。在給水自動(dòng)投入時(shí)，當(dāng)蒸汽量增加，調(diào)節(jié)器立即動(dòng)作，相應(yīng)增大給水量，能有效克服或減小虛假水位所引起的調(diào)節(jié)器誤動(dòng)作。當(dāng)水位變化或蒸汽量變化引起調(diào)節(jié)器動(dòng)作時(shí)，給水流量信號(hào)是調(diào)節(jié)器的反饋信號(hào)；然而當(dāng)給水流量自發(fā)變化時(shí)（如給水壓力波動(dòng)），調(diào)節(jié)器也能立即動(dòng)作調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使給水量迅速恢復(fù)到原來的數(shù)值，從而使汽包水位基本不變，從這個(gè)意義上講，給水流量還起著前饋?zhàn)饔?，所以給水信號(hào)在三沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中既具有反饋信號(hào)作用，同時(shí)對(duì)給水流量的擾動(dòng)來說，又具有前饋信號(hào)的作用。因此，在給水手動(dòng)的情況下，在監(jiān)視汽包水位主信號(hào)的同時(shí)，還應(yīng)監(jiān)視調(diào)節(jié)蒸汽流量、給水流量之間數(shù)值的平衡，不應(yīng)偏差過大。四、水位的監(jiān)視和調(diào)節(jié)1、充分理解影響汽包水位的因素只有充分理解了影響汽包水位的因素，才能正確認(rèn)識(shí)汽包水位波動(dòng)的機(jī)理，根據(jù)相應(yīng)情況作出相應(yīng)的調(diào)整。2、認(rèn)識(shí)水位調(diào)整重要性在開、停機(jī)、事故處理和并、退泵時(shí)必須專人控制調(diào)整汽包水位，在操作中認(rèn)真監(jiān)視水位，相互提醒。給水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備、自動(dòng)調(diào)節(jié)、水位計(jì)、水位信號(hào)等出現(xiàn)問題應(yīng)立即聯(lián)系檢修處理。3、了解給水系統(tǒng)設(shè)備性能、調(diào)節(jié)特點(diǎn)我廠給水系統(tǒng)配兩臺(tái)50額定容量汽動(dòng)給水泵，一臺(tái)50額定容量的電動(dòng)給水泵，正常運(yùn)行中兩臺(tái)汽泵運(yùn)行，電泵投備用。給水操作臺(tái)設(shè)有DN300主給水管路、DN125給水旁路和DN50上水與水壓試驗(yàn)管路，正常運(yùn)行使用DN300管路。鍋爐負(fù)荷25時(shí)給水為單沖量自動(dòng)調(diào)節(jié)，用調(diào)門控制給水（注意：低負(fù)荷時(shí)不可同時(shí)投入給水泵和調(diào)門自動(dòng)控制）；負(fù)荷25時(shí)，給水自動(dòng)切為三沖量自動(dòng)調(diào)節(jié)，用給水泵轉(zhuǎn)速控制給水量。汽動(dòng)給水泵調(diào)節(jié)速度低于電泵調(diào)節(jié)速度。給水投自動(dòng)時(shí)，水位設(shè)定值與實(shí)際值偏差大于15自動(dòng)將跳手動(dòng)。4、正確認(rèn)識(shí)虛假水位運(yùn)行中對(duì)虛假水位要有思想準(zhǔn)備。如果負(fù)荷突然增加時(shí)，首先增加風(fēng)量和燃料量，強(qiáng)化燃燒恢復(fù)汽壓，然后再加大給水，以滿足蒸發(fā)量的要求。但如果虛假水位很嚴(yán)重，不加以限制可能會(huì)造成滿水事故時(shí)，則應(yīng)適當(dāng)減少給水量，同時(shí)強(qiáng)化燃燒，恢復(fù)汽壓，在水位停止上升時(shí)，再加大給水量，恢復(fù)正常水位。調(diào)節(jié)過程中注意蒸汽量、給水量的平衡。5、開、停機(jī)過程中的水位控制（1）在開、停機(jī)過程中應(yīng)用調(diào)整燃燒率來控制汽壓上升或下降速度，應(yīng)盡力維持燃燒穩(wěn)定，增投或減少油槍、給粉機(jī)應(yīng)緩慢，維持合適的汽壓上升或下降速度，保證水位控制穩(wěn)定。（開機(jī)過程還可以用向空排氣、旁路系統(tǒng)作為輔助手段來控制汽壓上升速度）。 （2）目前在開機(jī)過程中大都采用開一臺(tái)汽泵，電泵備用的方式。在低負(fù)荷期間應(yīng)適當(dāng)保證汽泵處于較高轉(zhuǎn)速，將汽泵再循環(huán)切為手動(dòng)，保持再循環(huán)一定開度，用汽泵再循環(huán)來控制給水壓力，要熟悉給水泵再循環(huán)的邏輯關(guān)系：當(dāng)電泵、汽泵流量低于152t/h，不論再循環(huán)是否在自動(dòng)，將自動(dòng)開啟再循環(huán)，當(dāng)流量繼續(xù)下降至120t/h，若再循環(huán)在5s內(nèi)開度小于5，則給水泵跳閘；當(dāng)給水量大于200t/h時(shí)，再循環(huán)閥自動(dòng)關(guān)小至全關(guān)閉。由于汽泵調(diào)節(jié)速度低于電泵，當(dāng)出現(xiàn)給水流量小于蒸汽流量較多，汽包水位下降速度過快，應(yīng)手動(dòng)啟動(dòng)電泵參與給水量調(diào)節(jié)；當(dāng)汽泵運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)給水量大于蒸汽流量，來不及調(diào)整汽泵轉(zhuǎn)速，可將汽泵任一再循環(huán)解手動(dòng)開啟，參與給水調(diào)節(jié)，調(diào)整過程中始終注意給水量與蒸汽流量之間的平衡。汽泵汽源由輔汽切為四抽運(yùn)行時(shí)應(yīng)充分疏水暖管，防止管道振動(dòng)及小機(jī)水沖擊，考慮由四抽切為輔汽時(shí)，輔汽不能充分疏水，一般不由四抽切回輔汽運(yùn)行。（3）切換給水管路時(shí)應(yīng)注意給水流量波動(dòng)不要太大。當(dāng)需要由旁路切為主路運(yùn)行時(shí)，可先適當(dāng)關(guān)小旁路調(diào)節(jié)門，減少部分給水量，再開啟主路電動(dòng)門，關(guān)閉旁路電動(dòng)門，同時(shí)注意給水壓力變化，調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速維持給水壓力；由主路切旁路運(yùn)行時(shí)，應(yīng)先開啟旁路電動(dòng)門、調(diào)節(jié)門，使給水量略高于蒸汽流量，再關(guān)閉主給水電動(dòng)門。切換過程中應(yīng)仔細(xì)，防止給水流量中斷和給水壓力不穩(wěn)；還應(yīng)考慮給水壓力對(duì)減溫水量的影響，防止減溫水中斷。（4）并泵時(shí)負(fù)荷不要太低，一般最好不低于130MW，并泵操作前應(yīng)維持汽包壓力、鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定，并泵操作應(yīng)緩慢小心，嚴(yán)格按照并泵操作的規(guī)定執(zhí)行，未達(dá)到并泵條件不得輕易并泵，防止給水壓力大幅波動(dòng)引起給水量波動(dòng)。6、事故處理過程中水位控制事故處理過程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視汽包水位，給水自動(dòng)調(diào)節(jié)失靈時(shí)應(yīng)解為手動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)整幅度不應(yīng)過大，始終注意主蒸汽流量與給水流量之間的平衡關(guān)系，根據(jù)負(fù)荷情況及時(shí)進(jìn)行泵切換，讓電泵參與調(diào)節(jié)。當(dāng)出現(xiàn)RB動(dòng)作的任意條件之一（RB動(dòng)作條件，單側(cè)空預(yù)器跳閘延時(shí)5min；單側(cè)引送風(fēng)機(jī)跳閘；兩臺(tái)汽泵運(yùn)行一臺(tái)跳閘，電泵未聯(lián)動(dòng)），應(yīng)參照以下處理方式來合理控制水位，此時(shí)應(yīng)立即投入AB層四只油槍，緊急停止A排粉機(jī)，將鍋爐燃燒自動(dòng)解為手動(dòng)，減弱燃燒，此時(shí)保持機(jī)組協(xié)調(diào)為“機(jī)控壓”方式（在此方式下汽機(jī)控制機(jī)前壓力不變，減負(fù)荷速度取決于鍋爐熱負(fù)荷下降的速度，即鍋爐燃燒減弱越快，機(jī)組減負(fù)荷速度越快，還可以人為改變汽機(jī)閥位開度來協(xié)調(diào)負(fù)荷和壓力的關(guān)系），根據(jù)燃燒穩(wěn)定情況和負(fù)荷下降情況還可停止部分其它層給粉機(jī)或增投油槍，處理過程中注意小機(jī)CCS跳閘和前置泵電流不超流，盡力保證運(yùn)行汽泵在較高出力，將機(jī)組負(fù)荷迅速減至180MW以下（若RB動(dòng)作正常應(yīng)注意觀察其動(dòng)作行為是否正確）。事故處理過程中汽包水位達(dá)到MFT動(dòng)作條件而不動(dòng)作時(shí)應(yīng)手動(dòng)MFT，保證設(shè)備安全。在RB任意事故情況，處理的總原則是在滿足燃燒穩(wěn)定的情況下，盡快減少燃料，降