300MW機組汽包水位的調節(jié).doc

300MW機組汽包水位的調節(jié) 我廠300MW機組投產(chǎn)以來，多次出現(xiàn)汽包水位事故造成機組非計劃停運，對我們的安全、經(jīng)濟運行構成較大威脅，發(fā)電部在收集相關資料，收集部分有經(jīng)驗運行同志意見的基礎上整理出此份技術方案，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安全運行的重要條件之一。當汽包水位過高時，由于汽包蒸汽容積和空間高度減小，蒸汽攜帶鍋水將增加，因而引起蒸汽品質惡化，容易造成過熱器積鹽垢，引起管子過熱損壞；同時鹽垢使傳熱熱阻增大，引起傳熱惡化，過熱汽溫降低。汽包嚴重滿水時，除引起汽溫急劇下降外，還會造成蒸汽管道和汽輪機的水沖擊，甚至打壞汽輪機葉片。汽包水位過低，則會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)嚴重缺水而又處理不當，則可能造成水冷壁爆管。300MW單元機組的鍋爐，汽包的相對水容積變小（我廠300MW機組汽包水容積為54m，正常運行時水空間容積僅為23m左右），容許變動的水量就更少，如果鍋爐給水中斷而繼續(xù)運行，在幾秒到十幾秒內汽包水位計中的水位就會消失。即使是給水量與蒸發(fā)量不相平衡，在幾分鐘內也可能出現(xiàn)鍋爐滿水或缺水事故，可見對于容量較大的鍋爐，汽包水位在任何時候都是必須嚴密監(jiān)視的重要參數(shù)。二、影響汽包水位變化的主要因素1、負荷變化對水位的影響負荷變化緩慢，鍋爐燃燒調整和給水調整也協(xié)調配合時，水位變化是不明顯的。但當負荷突然變化時，水位會迅速大幅度變化。當負荷突然增加時，汽壓將迅速下降，這時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；虛假水位是暫時的，因為負荷增加，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荷增加時，水位又將迅速下降。反之，當負荷突然下降時，水位波動過程相反。實際上虛假水位只有在鍋爐工況變化較大，速度較快時才能明顯察覺出來，在鍋爐出現(xiàn)滅火和安全閥起座等情況下，虛假水位將達到很大程度，如果處理不當就會發(fā)生水位事故。2、燃燒工況對水位的影響燃燒工況的變化對水位的影響也很大。如燃料量突然增加，燃燒加強，水冷壁吸熱量增加，爐水體積膨脹，汽泡增多使水位暫時上升，同時產(chǎn)汽量增加又會使汽包壓力升高，飽和溫度相應升高，爐水中汽泡數(shù)量將減少，水位又會下降；汽壓升高又引起蒸汽流量增大，在汽機調速系統(tǒng)未動作之前，發(fā)電機有功負荷增大，如果不加以人為干預，水位進一步降低。所以正常情況下應盡量投入機組協(xié)調控制，保證機組負荷穩(wěn)定。如果爐內燃燒減弱，對水位影響與上述過程相反。3、給水壓力如果給水系統(tǒng)運行不正常使給水壓力變化時，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，在其他條件不改變的情況下。給水壓力高使給水量加大時，水位升高；給水壓力低使給水量減少時，水位下降。4、汽包的相對水容積汽包越大，汽包內正常水位情況下儲水量就越多，水位變化速度就越慢。由于300MW機組相對水容積大大減少，水位變化速度很大。鍋爐負荷越高，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，是一個復雜的過程，需要在實際工作中不斷探索總結。三、給水調節(jié)系統(tǒng)給水三沖量調節(jié)系統(tǒng)調節(jié)器接受汽包水位、蒸汽流量、給水流量三個信號，其中汽包水位是主信號，給水量是反饋信號，蒸汽量是前饋信號。在給水自動投入時，當蒸汽量增加，調節(jié)器立即動作，相應增大給水量，能有效克服或減小虛假水位所引起的調節(jié)器誤動作。當水位變化或蒸汽量變化引起調節(jié)器動作時，給水流量信號是調節(jié)器的反饋信號；然而當給水流量自發(fā)變化時（如給水壓力波動），調節(jié)器也能立即動作調節(jié)機構，使給水量迅速恢復到原來的數(shù)值，從而使汽包水位基本不變，從這個意義上講，給水流量還起著前饋作用，所以給水信號在三沖量給水調節(jié)系統(tǒng)中既具有反饋信號作用，同時對給水流量的擾動來說，又具有前饋信號的作用。因此，在給水手動的情況下，在監(jiān)視汽包水位主信號的同時，還應監(jiān)視調節(jié)蒸汽流量、給水流量之間數(shù)值的平衡，不應偏差過大。四、水位的監(jiān)視和調節(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，才能正確認識汽包水位波動的機理，根據(jù)相應情況作出相應的調整。2、認識水位調整重要性在開、停機、事故處理和并、退泵時必須專人控制調整汽包水位，在操作中認真監(jiān)視水位，相互提醒。給水系統(tǒng)相關設備、自動調節(jié)、水位計、水位信號等出現(xiàn)問題應立即聯(lián)系檢修處理。3、了解給水系統(tǒng)設備性能、調節(jié)特點我廠給水系統(tǒng)配兩臺50額定容量汽動給水泵，一臺50額定容量的電動給水泵，正常運行中兩臺汽泵運行，電泵投備用。給水操作臺設有DN300主給水管路、DN125給水旁路和DN50上水與水壓試驗管路，正常運行使用DN300管路。鍋爐負荷25時給水為單沖量自動調節(jié)，用調門控制給水（注意：低負荷時不可同時投入給水泵和調門自動控制）；負荷25時，給水自動切為三沖量自動調節(jié)，用給水泵轉速控制給水量。汽動給水泵調節(jié)速度低于電泵調節(jié)速度。給水投自動時，水位設定值與實際值偏差大于15自動將跳手動。4、正確認識虛假水位運行中對虛假水位要有思想準備。如果負荷突然增加時，首先增加風量和燃料量，強化燃燒恢復汽壓，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重，不加以限制可能會造成滿水事故時，則應適當減少給水量，同時強化燃燒，恢復汽壓，在水位停止上升時，再加大給水量，恢復正常水位。調節(jié)過程中注意蒸汽量、給水量的平衡。5、開、停機過程中的水位控制（1）在開、停機過程中應用調整燃燒率來控制汽壓上升或下降速度，應盡力維持燃燒穩(wěn)定，增投或減少油槍、給粉機應緩慢，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）目前在開機過程中大都采用開一臺汽泵，電泵備用的方式。在低負荷期間應適當保證汽泵處于較高轉速，將汽泵再循環(huán)切為手動，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)的邏輯關系：當電泵、汽泵流量低于152t/h，不論再循環(huán)是否在自動，將自動開啟再循環(huán)，當流量繼續(xù)下降至120t/h，若再循環(huán)在5s內開度小于5，則給水泵跳閘；當給水量大于200t/h時，再循環(huán)閥自動關小至全關閉。由于汽泵調節(jié)速度低于電泵，當出現(xiàn)給水流量小于蒸汽流量較多，汽包水位下降速度過快，應手動啟動電泵參與給水量調節(jié)；當汽泵運行時出現(xiàn)給水量大于蒸汽流量，來不及調整汽泵轉速，可將汽泵任一再循環(huán)解手動開啟，參與給水調節(jié)，調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行時應充分疏水暖管，防止管道振動及小機水沖擊，考慮由四抽切為輔汽時，輔汽不能充分疏水，一般不由四抽切回輔汽運行。（3）切換給水管路時應注意給水流量波動不要太大。當需要由旁路切為主路運行時，可先適當關小旁路調節(jié)門，減少部分給水量，再開啟主路電動門，關閉旁路電動門，同時注意給水壓力變化，調整泵的轉速維持給水壓力；由主路切旁路運行時，應先開啟旁路電動門、調節(jié)門，使給水量略高于蒸汽流量，再關閉主給水電動門。切換過程中應仔細，防止給水流量中斷和給水壓力不穩(wěn)；還應考慮給水壓力對減溫水量的影響，防止減溫水中斷。（4）并泵時負荷不要太低，一般最好不低于130MW，并泵操作前應維持汽包壓力、鍋爐負荷穩(wěn)定，并泵操作應緩慢小心，嚴格按照并泵操作的規(guī)定執(zhí)行，未達到并泵條件不得輕易并泵，防止給水壓力大幅波動引起給水量波動。6、事故處理過程中水位控制事故處理過程中應嚴密監(jiān)視汽包水位，給水自動調節(jié)失靈時應解為手動調節(jié)，調整幅度不應過大，始終注意主蒸汽流量與給水流量之間的平衡關系，根據(jù)負荷情況及時進行泵切換，讓電泵參與調節(jié)。當出現(xiàn)RB動作的任意條件之一（RB動作條件，單側空預器跳閘延時5min；單側引送風機跳閘；兩臺汽泵運行一臺跳閘，電泵未聯(lián)動），應參照以下處理方式來合理控制水位，此時應立即投入AB層四只油槍，緊急停止A排粉機，將鍋爐燃燒自動解為手動，減弱燃燒，此時保持機組協(xié)調為“機控壓”方式（在此方式下汽機控制機前壓力不變，減負荷速度取決于鍋爐熱負荷下降的速度，即鍋爐燃燒減弱越快，機組減負荷速度越快，還可以人為改變汽機閥位開度來協(xié)調負荷和壓力的關系），根據(jù)燃燒穩(wěn)定情況和負荷下降情況還可停止部分其它層給粉機或增投油槍，處理過程中注意小機CCS跳閘和前置泵電流不超流，盡力保證運行汽泵在較高出力，將機組負荷迅速減至180MW以下（若RB動作正常應注意觀察其動作行為是否正確）。事故處理過程中汽包水位達到MFT動作條件而不動作時應手動MFT，保證設備安全。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