亞臨界自然循環汽包爐水位的調節

李曉燕

（大唐洛陽首陽山發電有限責任公司，河南 洛陽 471900）

水位事故被列為電力生產重點防范的事故，因為其破壞性極強，一旦因水位地低發生干鍋現象，會造成水冷壁大面積超溫，損壞。如因水位高引發水沖擊事故，將會造成汽輪機的嚴重損壞。無論那一種事故的發生，都將造成主設備嚴重損壞機組長期被迫停運的惡性事故。因此，正確分析水位變化的原因，及時采取措施維持水位的平穩是每一位電力運行職工必須掌握的技能。

汽包水位不僅反映了爐側的運行狀況，而且汽機負荷的變化、高加運行狀況的變化，汽、電泵運行狀況的變化，除氧氣運行工況的變化都直接或間接的影響著水位的變化。因此我們可以通過水位在故障前提前預知機組的健康狀況及輔機異常，為事故處理爭取了寶貴的時間。

提到水位的調整，關鍵要了解虛假水位。現實中引起虛假水位的原因有很多，如汽包壓力突變，給水溫度劇變，燃燒工況的變化等。水位調節對象在蒸汽流量擾動下存在虛假水位現象。是由于蒸汽流量變化時，汽包壓力發生變化，汽包內水下汽泡容積變化引起的。若蒸汽流量突然增加，汽包壓力下降，水下的汽泡容積要增加，汽泡體積膨脹而使水位呈現上升趨勢。當壓力維持穩定以后，水位又開始下降（若給水量不增加，水位將一直下降），反映物質不平衡關系。水位調節對象在鍋爐燃燒擾動下存在虛假水位現象，這是由于燃燒突然加強時燃燒區域水冷壁內工質急劇受熱，部分水大量吸熱發生相變，由液態變為汽態，體積急劇膨脹，由于此時該區段內工質重度急劇下降，因此局部循環動力得到了較大的加強，循環流速瞬間加大，將該區段以上的工質瞬間排入汽包內，此時雖然給水流量沒有變化，但是水系統中蒸汽含量明顯增多，而瞬間被排入汽包內的燃燒加強區以上的區段的汽水混合物中蒸汽含量并無大幅變化，因此在此時汽水分離器分離出的蒸汽量并無變化，汽包內汽側壓力無變化，水位會出現暫時的上升，待燃燒加強區汽水混合物進入分離器分離后，產汽量增加汽包壓力上升，汽機調門開大，蒸汽量大于給水流量，此后水位開始下降，如汽機調門沒有及時開啟，造成汽包壓力突增，一方面引起爐水飽和溫度的突然升高，水系統內部分水蒸氣凝結，體積縮小，另一方面時給水流量減小，使水位出現下降。如果是燃燒減弱時情況與此相反。從以上可以看出，當燃燒變化區距汽包越遠，汽包壓力越低，汽水重度差越大，引起的虛假水位現象越嚴重，投下層燃燒器是比投上層燃燒器時虛假水位現象要嚴重。另外，在汽包壓力不同時，同樣產汽量的情況下，汽水混合物中蒸汽的體積是不同的，這點在水位的調節中必須注意。水位調節對象給水溫度擾動下存在虛假水位現象多數由于高加突然退出等原因給水溫度突降引起爐水瞬間收縮所造成，這點只要及時發現給水溫度的變化，就能及時加于控制。針對以上情況，我們在日常的調整中，在操作上注意，就能將虛假水位控制的很好。例如調整燃燒時緩慢，避免大幅波動，開關調門及旁路時應分階段操作，避免壓力的大幅波動等，遇到上述情況要提前調節給水流量部分消除虛假水位等，這些措施都能很好的控制水位。

相對于正常運行中的水位調整，機組在事故狀態下，啟停過程中，特別是在極熱態狀態下啟動或停爐不停機過程中水位的調節就更需要注意，稍不注意就會造成水位的大幅波動，甚至回引起水位保護動作。下面就針對極熱態下水位的變化情況加以分析，找出原因，采取措施應對。在鍋爐熄火后，爐膛溫度急劇下降，水系統中飽和汽含量急劇減少，水位大幅下降，此時補入較多的未飽和水維持水位，在這個過程中，水冷壁中蒸汽主要靠爐內余熱和汽包壓力下降引起飽和溫度下降部分水閃蒸形成，產汽量小，循環動力快速下降，特別是在吹掃后，爐內溫度進一步下降，循環動力更小，循環流速低，產生的蒸汽會粘附在水冷壁管內表面，不能被及時帶走，形成汽塞，吹掃時熱量的損失還會造成蒸汽的重新凝結，使水循環處于停滯甚至倒流狀態，此時水系統中雖然有大量蒸汽，但由于循環太慢，蒸汽不能被迅速分離而積聚在水面以下，造成水位一直處于虛高狀態，而此時給水量幾乎為0，對以后的水位調節帶來不便。當再次點火時，由于燃油瞬間釋放大量的熱量，使水冷壁中部分水迅速汽化，體積急劇膨脹，初期水冷壁尾部管道大量含汽量較低汽水混合物被快速排入汽包引起水位突升，形成虛假水位，但隨著水循環的快速恢復，滅火以來水面長時間下產生的大量不能被及時析出的蒸汽快速排入汽包，使水冷壁排出管中進入汽水分離器的汽水混合物蒸汽的含量大幅提高，，甚至會造成汽包瞬間斷水，一方面，大量蒸汽被析出引起汽壓的快速升高，飽和溫度突升，使水系統中部分蒸汽凝結，水位下降，另一方面，大量蒸汽被析出使水面下蒸汽含量減少，水位下降，再一方面此時突然加大給水量，由于停爐后高加退出等原因使給水溫度大幅下降，此時給水溫度已低于爐水溫度許多，大量冷水進入汽包后瞬間會引起爐水瞬間收縮，進一步使水位降低。因此，此時水位大幅下降是必然的。如果采取措施不當，極易引起水位事故。針對這些現象，我們要根據此時的水位特點采取相應的措施。

（1）盡量縮短停爐到點火的時間，這段時間越長，水面下積聚蒸汽越多，虛假水位現象越嚴重。

（2）盡量減少吹掃時間。

（3）吹掃后如不點火，及時關閉風煙系統檔板，保持較高的爐溫。

（4）點火初期控制燃燒的劇烈加強，最好先投兩支油槍，待水循環正常后，水位穩定后在增投油搶，不能著急。

（5）在點火前開啟連排，必要時進行定排，保證一定的補水量，盡量維持水循環。

（6）停爐后及時投入除氧器輔助加熱，保證給水溫度。

采取上述措施后，根據現場觀察，此類現象好轉許多。因此，在日常工作中，對出現的問題要找其原因，采取措施，就會把它控制好，解決難題。

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