汽包虚假水位对锅炉运行的影响及其有效处理

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1、汽包虚假水位对锅炉运行的影响及其有效处理摘要：锅炉在工业生产运行中是重要的工业设备，在锅炉运行的任务之中，锅炉中的水位是其主要命脉，正常状态下的锅炉汽包水位是运行安全的重要保证。锅炉容量的大小决定了蒸发设备的储水量，设备的流量不平衡就会引起锅炉水位的急剧变化，因而，必须处理好锅炉虚假水位的问题，调节好适当的水位，预防发生因水位调整不当而造成的停炉或其他安全事故。关键词：锅炉运行；虚假水位；处理；中图分类号：TK223.6文献标识码：A文章编号：1674-3520（2015）-04-00-02一、汽包水位的重要性7维持锅炉汽包水位是保证锅炉和汽机安全运行的重要条件之一。当

2、汽包水位过高时，由于汽包蒸汽容积和空间高度减小，蒸汽携带锅水将增加，因而引起蒸汽品质恶化，容易造成过热器积盐垢，引起管子过热损坏；同时盐垢使传热热阻增大，引起传热恶化，过热汽温降低。汽包严重满水时，除引起汽温急剧下降外，还会造成蒸汽管道和汽轮机的水冲击，甚至打坏汽轮机叶片。汽包水位过低，则会破坏炉水的正常循环，使水冷壁的安全受到威胁；如果出现严重缺水而又处理不当，则可能造成水冷壁爆管。300MW单元机组的锅炉，汽包的相对水容积变小，容许变动的水量就更少，如果锅炉给水中断而继续运行，在几秒到十几秒内汽包水位计中的水位就会消失。即使是给水量与蒸发量不相平衡，在几分钟内也可能

3、出现锅炉满水或缺水事故，可见对于容量较大的锅炉，汽包水位在任何时候都是必须严密监视的重要参数。二、锅炉运行中水位变化的影响因素分析虚假水位只是相对于进出质量流量不均衡而言的，它是真实可测的真实水位，我们用W、D、H值来分别表示锅炉的给水量、锅炉负荷和锅炉水位，锅炉的汽包、下降管和水冷壁，我们可以把它们看成一个互相连通的容器，在对这个连通容器的运行考察中，要综合考虑锅炉水位的影响因素，在这些因素的变化状态下，从现象上来看，锅炉蒸发量、燃料量和给水量的扰动是影响水位的关键因素；从实质来看，水冷壁汽水的温度和压力的变化是锅炉水位的内在因素。下面，本文进行逐一的阐述。（一）负荷

4、变化对水位的影响负荷的变化即意味着蒸汽流量的变化，由于锅炉蒸发量是处于持续的变动状态，成为锅炉虚假水位的产生根源。如下图：7由上图所示：当其他条件保持恒定（即：锅炉燃料量和给水量恒定）的情况下，机组负荷增加则锅炉水位降低，如图中的曲线H1所示；当机组负荷骤然增加时，汽压将迅速下降，这时一方面使汽水混合的比容增大，另一方面使饱和温度降低，炉水和水冷壁金属放出部分热量，促使生成更多蒸汽，汽包水空间汽泡数量剧增，汽水混合物体积迅速膨胀，促使水位上升，形成虚假水位，如图中的曲线H2所示，虚假水位是暂时的，因为负荷增加，炉水消耗增加，炉水中的汽泡逐渐逸出水面后，汽水混合物体积又将

5、收缩，所以如果给水量未随负荷增加时，水位又将迅速下降。反之，当负荷突然下降时，水位波动过程相反。（二）燃烧工况对水位的影响在其他条件恒定的状态下，燃烧工况的变化对水位的影响也很大。如燃料量突然增加，燃烧加强，水冷壁吸热量增加，炉水体积膨胀，汽泡增多使水位暂时上升，同时产汽量增加又会使汽包压力升高，饱和温度相应升高，炉水中汽泡数量将减少，水位又会下降（如下图）；汽压升高又引起蒸汽流量增大，在汽机调速系统未动作之前，发电机有功负荷增大，如果不加以人为干预，水位进一步降低。所以正常情况下应尽量投入机组协调控制，保证机组负荷稳定。如果炉内燃烧减弱，对水位影响与上述过程相反。（三

6、）给水流量对汽包水位的影响7在给水温度低于锅炉内的饱和水温度时，汽包数量快速减少、体积收缩，使水位呈现暂时性的降低，造成虚假水位，继而又由于蒸汽流量骤然减少，而给水流量来不及减小，使水位突然升高。反之，给水温度高于锅炉内的饱和水温度时，汽包内的体积产生膨胀，使水位呈现暂时性的上升，造成虚假水位，继而又由于蒸汽流量骤然增加，给水流量跟不及，而导致水位的下降。除此之外，还有特殊的“汽水共腾”虚假水位现象。三、锅炉虚假水位的处理措施及方法。由上面的分析可知，锅炉虚假水位的影响因素有各方面，包括主蒸汽流量的变化、燃料量的变化和给水量的变化，这些因素都会造成虚假的水位现象，我们要

7、深刻明晰不同锅炉运行工况，进行有效预防及处理措施。（一）采取三冲量锅炉给水系统进行给水调节控制策略。冲量指的是变量，这一系统包括三个信号系统，即：锅炉水位H、蒸汽流量D、给水流量W，在这系统之中主要采用串级控制方案，通过对三个冲量汽包水位、蒸汽流量、给水流量进行PID运算。它由主、负两个调节器组成，在两个调节器的参数设定下，由主调节器对水位的偏差进行运算，由副调节器来消除给水流量和蒸汽流量的干扰，保持系统的运行工况稳定。7具体PID调节要遵循主调比例弱、积分强；副调比例强、积分弱的原则，在具体操作时要注意的事项为：主调节器在调整水位偏差的