亚临界自然循环汽包炉水位的调节

李晓燕

（大唐洛阳首阳山发电有限责任公司，河南 洛阳 471900）

水位事故被列为电力生产重点防范的事故，因为其破坏性极强，一旦因水位地低发生干锅现象，会造成水冷壁大面积超温，损坏。如因水位高引发水冲击事故，将会造成汽轮机的严重损坏。无论那一种事故的发生，都将造成主设备严重损坏机组长期被迫停运的恶性事故。因此，正确分析水位变化的原因，及时采取措施维持水位的平稳是每一位电力运行职工必须掌握的技能。

汽包水位不仅反映了炉侧的运行状况，而且汽机负荷的变化、高加运行状况的变化，汽、电泵运行状况的变化，除氧气运行工况的变化都直接或间接的影响着水位的变化。因此我们可以通过水位在故障前提前预知机组的健康状况及辅机异常，为事故处理争取了宝贵的时间。

提到水位的调整，关键要了解虚假水位。现实中引起虚假水位的原因有很多，如汽包压力突变，给水温度剧变，燃烧工况的变化等。水位调节对象在蒸汽流量扰动下存在虚假水位现象。是由于蒸汽流量变化时，汽包压力发生变化，汽包内水下汽泡容积变化引起的。若蒸汽流量突然增加，汽包压力下降，水下的汽泡容积要增加，汽泡体积膨胀而使水位呈现上升趋势。当压力维持稳定以后，水位又开始下降（若给水量不增加，水位将一直下降），反映物质不平衡关系。水位调节对象在锅炉燃烧扰动下存在虚假水位现象，这是由于燃烧突然加强时燃烧区域水冷壁内工质急剧受热，部分水大量吸热发生相变，由液态变为汽态，体积急剧膨胀，由于此时该区段内工质重度急剧下降，因此局部循环动力得到了较大的加强，循环流速瞬间加大，将该区段以上的工质瞬间排入汽包内，此时虽然给水流量没有变化，但是水系统中蒸汽含量明显增多，而瞬间被排入汽包内的燃烧加强区以上的区段的汽水混合物中蒸汽含量并无大幅变化，因此在此时汽水分离器分离出的蒸汽量并无变化，汽包内汽侧压力无变化，水位会出现暂时的上升，待燃烧加强区汽水混合物进入分离器分离后，产汽量增加汽包压力上升，汽机调门开大，蒸汽量大于给水流量，此后水位开始下降，如汽机调门没有及时开启，造成汽包压力突增，一方面引起炉水饱和温度的突然升高，水系统内部分水蒸气凝结，体积缩小，另一方面时给水流量减小，使水位出现下降。如果是燃烧减弱时情况与此相反。从以上可以看出，当燃烧变化区距汽包越远，汽包压力越低，汽水重度差越大，引起的虚假水位现象越严重，投下层燃烧器是比投上层燃烧器时虚假水位现象要严重。另外，在汽包压力不同时，同样产汽量的情况下，汽水混合物中蒸汽的体积是不同的，这点在水位的调节中必须注意。水位调节对象给水温度扰动下存在虚假水位现象多数由于高加突然退出等原因给水温度突降引起炉水瞬间收缩所造成，这点只要及时发现给水温度的变化，就能及时加于控制。针对以上情况，我们在日常的调整中，在操作上注意，就能将虚假水位控制的很好。例如调整燃烧时缓慢，避免大幅波动，开关调门及旁路时应分阶段操作，避免压力的大幅波动等，遇到上述情况要提前调节给水流量部分消除虚假水位等，这些措施都能很好的控制水位。

相对于正常运行中的水位调整，机组在事故状态下，启停过程中，特别是在极热态状态下启动或停炉不停机过程中水位的调节就更需要注意，稍不注意就会造成水位的大幅波动，甚至回引起水位保护动作。下面就针对极热态下水位的变化情况加以分析，找出原因，采取措施应对。在锅炉熄火后，炉膛温度急剧下降，水系统中饱和汽含量急剧减少，水位大幅下降，此时补入较多的未饱和水维持水位，在这个过程中，水冷壁中蒸汽主要靠炉内余热和汽包压力下降引起饱和温度下降部分水闪蒸形成，产汽量小，循环动力快速下降，特别是在吹扫后，炉内温度进一步下降，循环动力更小，循环流速低，产生的蒸汽会粘附在水冷壁管内表面，不能被及时带走，形成汽塞，吹扫时热量的损失还会造成蒸汽的重新凝结，使水循环处于停滞甚至倒流状态，此时水系统中虽然有大量蒸汽，但由于循环太慢，蒸汽不能被迅速分离而积聚在水面以下，造成水位一直处于虚高状态，而此时给水量几乎为0，对以后的水位调节带来不便。当再次点火时，由于燃油瞬间释放大量的热量，使水冷壁中部分水迅速汽化，体积急剧膨胀，初期水冷壁尾部管道大量含汽量较低汽水混合物被快速排入汽包引起水位突升，形成虚假水位，但随着水循环的快速恢复，灭火以来水面长时间下产生的大量不能被及时析出的蒸汽快速排入汽包，使水冷壁排出管中进入汽水分离器的汽水混合物蒸汽的含量大幅提高，，甚至会造成汽包瞬间断水，一方面，大量蒸汽被析出引起汽压的快速升高，饱和温度突升，使水系统中部分蒸汽凝结，水位下降，另一方面，大量蒸汽被析出使水面下蒸汽含量减少，水位下降，再一方面此时突然加大给水量，由于停炉后高加退出等原因使给水温度大幅下降，此时给水温度已低于炉水温度许多，大量冷水进入汽包后瞬间会引起炉水瞬间收缩，进一步使水位降低。因此，此时水位大幅下降是必然的。如果采取措施不当，极易引起水位事故。针对这些现象，我们要根据此时的水位特点采取相应的措施。

（1）尽量缩短停炉到点火的时间，这段时间越长，水面下积聚蒸汽越多，虚假水位现象越严重。

（2）尽量减少吹扫时间。

（3）吹扫后如不点火，及时关闭风烟系统档板，保持较高的炉温。

（4）点火初期控制燃烧的剧烈加强，最好先投两支油枪，待水循环正常后，水位稳定后在增投油抢，不能着急。

（5）在点火前开启连排，必要时进行定排，保证一定的补水量，尽量维持水循环。

（6）停炉后及时投入除氧器辅助加热，保证给水温度。

采取上述措施后，根据现场观察，此类现象好转许多。因此，在日常工作中，对出现的问题要找其原因，采取措施，就会把它控制好，解决难题。

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