汽包水位调节异常分析

陈丽娟

摘要：本文以某机组汽包水位调节异常事件为例，针对汽包水位波动现象，分析了汽动给水泵的调节特性，找出了给水自动调节系统的不足，并提出了优化方案和具体的预防措施。

关键词：汽包水位 调节异常 分析

1 系统概述

某电厂机组为东方汽轮机厂生产的300MW亚临界、一次中间再热、双缸双排汽抽汽凝汽式汽轮机，配两台TGQ06/7-1型汽动给水泵和一台300TSBⅡ-JB型电动给水泵。机组正常运行时两台汽泵运行，电泵联锁投入，任一汽泵运行中跳闸，联启电泵。汽泵运行中转速调节范围3000-5300r/min，当其出口流量≤160t/h时，联开再循环阀；≥330t/h时，联关再循环阀。

采取全程给水控制方案。设计有给水电泵勺管自动回路、汽泵调速自动回路，控制采用单冲量和三冲量切换的控制方案（汽泵采用平衡方式），汽泵与电泵自调不能同时投入，两套自动切换采用手动切换。

2 问题的提出

16：11机组负荷273.7MW，主汽压力16.5Mpa，汽包水位设定值35mm，测量汽包水位135.5mm，汽包水位测量值与设定值偏差大于100mm，达到切除给水自动调节条件，1号汽动给水泵自动调节切除，2号汽动给水泵自动调节未自动切除，锅炉“给水切自动”光字牌未报警。

16：14运行人员手动切除2号汽动给水泵自动，此时1号汽动给水泵转速4320r/min，2号汽动给水泵转速4744r/min，运行人员开始手动调节1、2号汽动给水泵转速控制汽包水位，在减小1号汽动给水泵指令的过程中，16：15 1号汽动给水泵再循环门打开，此时汽包水位-44mm，并呈继续下降趋势，运行人员手动开启电泵维持汽包水位。

电泵开启后，1号汽动给水泵转速降至3983r/min后开始减小1号汽动给水泵指令，16：51 1号汽动给水泵转速出现周期振荡现象。为防止调门频繁摆动造成调门损坏，17：11运行人员手动停运1号汽动给水泵。

22：41，投入1号汽动给水泵运行，停运电动给水泵。汽包给水系统恢复正常。

3 处治情况

检修人员到场后开始检查给水自动控制系统逻辑并通过历史趋势进行分析判断：

检查1号汽动给水泵控制指令与LVDT反馈对应关系均正常，判断调门摆动的原在当时特殊的工况下控制系统参数已不适应系统的特性造成控制系统发生振荡；

检查给水自动控制系统逻辑未发现明显异常，判断2号小机未能切除自动的原因为切除自动逻辑执行顺序原因；

检查结束后联系运行人员将1号汽动给水泵重新启动，冲车，投入遥控，水位稳定时投入给水自动调节，运行正常。

4 原因分析

4.1 汽包水位上升原因分析。查历史数据，机组负荷16：09至16：10机组负荷由256MW升至271MW，B、C、D、E层给粉机转速分别由497r/min、365r/min、315r/min、285r/min升至609r/min、601r/min、501r/min、500r/min，燃料量突然大幅上升，炉膛燃烧增强，炉水内汽泡含量突然增加，造成汽包水位由57mm突升至136mm。

4.2 2号汽动给水泵自动调节未自动切除的原因分析。给水自动控制系统切手动逻辑关系正确，但执行顺序存在问题，导致2号汽动给水泵自动调节未自动切除。

经检查确认给水自动控制系统切手动逻辑关系正确后进一步展开分析，发现“汽包水位测量值与设定值偏差大于100mm”的判断条件由两处相同逻辑分别计算后分别连接至1号汽动给水泵和2号汽动给水泵手操器切除自动，两部分计算逻辑在逻辑中执行顺序不同，由于在1号汽动给水泵切除自动后，由于设定值跟踪测量值，汽包水位设定值被重新赋值为当前测量值，在一个运算周期中，当逻辑执行至2号汽动给水泵自动切除逻辑时，计算汽包水位测量值与设定值偏差时，此时设定值已被重新赋值为测量值，所以计算结果偏差为零，导致2号汽动给水泵未能切除自动。逻辑如图1、2所示。

4.3 “给水切自动”光字牌未报警原因分析。经现场对光字牌报警逻辑检查发现触发“给水切自动”光字牌点亮的条件为两台汽动给水泵均手动，由于当时只有1号汽动给水泵为手动状态，所以光字牌未能报警。

4.4 启动电动给水泵原因分析。16：111号汽动给水泵自调切除后，2号汽动给水泵依然在自调状态，2号给水泵转速随自调上升，1、2号给水泵转速偏差增大，而并联运行的水泵转速要求偏差尽可能小，才能维持运行稳定。16：14值班员将2号汽动给水泵切除自调，增加了2号汽动给水泵转速，减少了1号汽动给水泵转速，更增加了1、2号给水泵转速的偏差值， 1号汽动给水泵出口压力由18.3MPa突降至17.7MPa，造成1号汽动给水泵流量由230t/h降至48t/h，引起主给水流量由770t/h降至637t/h。

4.5 1号汽动给水泵调门摆动的原因分析。根据图1所示，当第一次增加汽动给水泵调节指令时，由于此时汽动给水泵工作在上水临界状态，汽动给水泵工作的工况比较特殊，导致控制系统原有参数不适应当前工况，调节系统产生振荡，调门出现小幅摆动，控制系统已处于失稳临界状态，运行人员继续减小1号汽动给水泵指令由38%降至13%，控制系统的调节参数已无法适应当前的工况，导致系统发生振荡，控制指令出现周期振荡，致使调门出现摆动。

5 防范措施

针对现有参数不能满足运行中特殊工况的情况，对频繁变负荷工况适应性差的情况，对给水自动调节系统的参数继续调整，并在机组停机期间对汽动给水泵相关逻辑进行完善优化，以期提高给水自动控制系统的调节品质。

确保光字牌报警逻辑功能的正确性。加强对重要及新增光字牌报警的管理。光字牌逻辑修改或增加。

对机组给水自动切除自动逻辑的执行顺序进行完善，更改后逻辑图如下图所示，并针对机组的给水自动控制系统未能正确切除自动的问题，对自动控制逻辑进行核查并整改。

6 总结

通过分析汽包水位波动大的原因，优化并完善机组汽泵调节系统和给水自动切除自动逻辑，使得机组适应对频繁变负荷工况的要求，汽包水位变得相对平稳。

参考文献：

[1]陈鸿伟，许振宇，杨博，李丰，顾舒.锅炉汽包水位影响因素分析[J].电站系统工程，2007（02）.

[2]梅洪军.给水自动调节系统[J].电站设备自动化，2006（04）.

[3]杜广朝.锅炉汽包水位的模糊控制[J].黄河水利职业技术学院学报，2006（04）.