熱電聯產機組鍋爐汽包水位工況分析與控制

廉根寬,李宏毅,張東風

（國網技術學院,山東 泰安 271000）

0 引言

鍋爐在穩定負荷下運行時，鍋爐的燃料量、給水量、蒸發量必須同鍋爐負荷相適應，既必須維持物質平衡和熱量平衡。當鍋爐負荷發生變化時，這種平衡將被破壞，鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力、蒸汽溫度等運行參數將發生變化，此時若能及時進行調節，則鍋爐的運行參數不會有較大的變化。否則，鍋爐的運行參數就不能維持在規定的范圍內，嚴重時會危及鍋爐和汽輪機的安全運行。此外，即使鍋爐負荷不變，鍋爐本身設備和運行工況的變化也會使運行參數發生變化，如：煤質的變化、煤粉細度的變化、給水溫度的變化、受熱面積灰等均也會引起鍋爐運行參數的變化，因而也必須隨時進行調整。以保證鍋爐的安全經濟運行。

1 維持汽包水位正常的意義

汽包水位過高，會使蒸汽中水分增加，蒸汽品質惡化，易造成過熱器管內積鹽、超溫和汽輪機通流部分結垢；汽包嚴重滿水時，還會造成蒸汽大量帶水，引起主蒸汽溫度急劇下降，甚至造成管道和汽輪機水沖擊。

汽包水位過低，容易造成下降管中帶有蒸汽，破壞正常的水循環，造成水冷壁超溫爆管；嚴重缺水時，還會引起大面積爆管事故發生。汽包水位過低還會使強制循環鍋爐的爐水循環泵進口汽化引起泵組劇烈振動。

2 影響水位變化的主要因素

2.1 負荷變化對水位的影響

正常情況下，機組負荷正常變化時，如果能及時調整鍋爐燃燒和給水，鍋爐汽包水位一般不會發生較大變化。但當負荷驟變時（特別是在爐跟機下運行時），若汽壓有較大幅度的變化，則會引起汽包水位迅速波動。如出現虛假水位嚴重現象時，不加限制會造成鍋爐滿水或缺水時，則應先適當減小或增加給水量，同時調節燃燒，恢復汽壓，當水位停止變化時，再適當加大或減小給水，維持汽包正常水位。

2.2 燃燒工況對水位的影響

當燃燒加強時，爐內放熱量增加，蒸發設備中含汽量增多，爐水體積膨脹，水位上升；但蒸發量的增加又使汽壓上升，提高了蒸發設備中工質的飽和溫度，水位有會逐漸下降。當汽壓升高時，若保持外界負荷不變，則必須關小調節汽門，此時若不及時調節燃燒，則汽壓會進一步升高，水位繼續下降。燃燒減弱時對水位的影響與上述情況相反。燃燒工況變動時，水位變化的程度，取決于燃燒工況變化的程度和運行調節的及時性。

2.3 給水壓力變化對水位的影響

其它條件不變時，給水壓力變化將會引起給水量的變化，從而引起水位的變化。當給水壓力增加時，會使給水量增加，從而水位會上升；反之水位會下降。

3 汽包水位的控制

目前，大容量熱電聯產機組均采用了較成熟的全程給水調節系統。機組啟動時，由于汽、水流量不平衡，故采用單沖量調節，此時僅引入水位沖量，根據水位變化調節給水量；正常運行時，采用三沖量調節，此時，引入蒸汽流量作前饋信號，給水流量作反饋信號進行粗調節，汽包水位作為校正信號。

為了消除虛假水位對給水調節的影響，鍋爐采用三沖量給水調節系統，即根據過熱蒸汽流量、汽包水位、給水流量三個信號來控制給水調門。蒸汽流量可以作為前饋信號，借以消除虛假水位的影響；給水流量可作為反饋信號，避免過調，或用以消除因給水壓力變化等引起的給水擾動；汽包水位信號是主信號，它也起校正作用，最后使水位維持在規定值。

[1]張磊,廉根寬.《大型熱電機組運行與管理》[J].中國水利水電出版社，2010(08).

[2]李勇.淺析330MW機組鍋爐汽包水位的影響因素及調整方案[J].機電信息，2012(36).

[3]陳紅光.論300MW機組鍋爐汽包水位調節[J].黑龍江科技信息，2011(04).