通过三起水位异常浅析汽包水位调整方法

贺鹏

（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司内蒙古呼和浩特市010206）

摘要：引起汽包水位变化的根本原因是给水流量与蒸汽流量的偏差量。当此偏差接近零时，汽包水位趋于稳定；当给水流量与蒸汽流量的偏差量为正值时，汽包水位升高，不加以控制，会造成灭火跳机；当给水流量与蒸汽流量的偏差量为负值时，汽包水位是向着低水位方向发展的，同样的不加以控制，会造成汽包低水位灭火。

0前言

某厂A二期机组为600MW亚临界一次中间再热凝汽式汽轮机，给水系统配置为：两台50%MCR容量的汽动给水泵与一台30%MCR容量的电动给水泵，电动给水泵在机组正常运行中做为汽动给水泵的备用为汽包上水。机组经改造升级后，现今汽动给水泵的汽源有四抽和辅汽。其中，四抽作为工作汽源在机组正常运行状态下为小汽轮机供汽，辅汽则为备用汽源。控制汽包水位是机组运行中非常重要的一个环节，直接影响着锅炉的安全稳定运行。根据电力行业相关统计以及运行事故分析，因汽包水位异常直接或间接而导致的锅炉灭火事故占所有锅炉灭火事故的60%-70%[1]。因此，对汽包水位异常情况的处理和分析具有十分重要的意义。本文依据三起汽包水位处理不当事故对汽包水位异常发生的时机进行深入分析和研究，旨在机组现有情况下为汽包水位调整提出更完善具体的方法。

1汽包水位变化的原理及调整方法

机组正常运行中汽包水位采用给水三冲量调节方式进行调节，主蒸汽流量作为前馈信号，给水流量作为反馈信号，汽包水位作为主信号，维持汽包水位在“0”水位处上下摆动，汽包水位正常范围为±50mm。给水泵转速自动控制汽包水位。根据汽包水位的调节方式即可发现，影响汽包水位变化的根本原因是锅炉给水量与蒸发量之间的动态平衡。

影响汽包水位变化的直接因素有很多，本文主要归纳为蒸汽流量影响因素和给水流量影响因素两方面：

1.1蒸汽流量影响因素及其调整方法

蒸汽流量的影响因素主要为外界负荷和燃烧工况。

负荷变化引起蒸汽流量变化从而打破了蒸发量与给水量的平衡导致汽包水位发生变化。外界负荷增加时，汽包中的水大量蒸发，而给水量不变，会导致汽包水位下降。反之外界负荷减小时，汽包中的水蒸发量减小，而给水量不变，会导致汽包水位上升。

燃烧工况改变也会引起蒸汽流量的变化从而导致汽包水位变化。当外界负荷及给水流量不变的情况下，燃料量增多燃烧工况变好时，炉水吸热量增加，汽水混合物增多，炉水体积膨胀，汽包水位暂时上涨。而随着汽包压力上升，饱和温度升高，汽水混合物逐渐减少，汽包水位又开始逐渐下降。此时，由于汽包压力上升使蒸汽做功能力增强，汽轮机调门关小使进汽量减小。锅炉蒸发量减小而给水量保持不变，汽包水位又上升。

1.2给水流量影响因素及其调整方法

给水流量的影响因素主要是给水压力。给水压力的变化，将使给水流量发生变化，破坏给水量与蒸发量之间的动态平衡，致使汽包水位发生变化。给水压力增加时，给水流量增大，水位上升；给水压力减小时，给水流量下降，水位降低。给水泵故障、给水管路泄露或堵塞都会导致给水压力的变化。

2汽包水位异常实例

某厂A实施新厂新制，集控运行人员配置少，工作强度大。以下三个实例均发生在A厂00：00-02：00前夜班和后夜班交接班之际，正是运行人员疲惫之时。

图1第一起汽包水位异常实时工况

1.2016年01月04日00：44，A厂3号机组深度调峰降负荷至240MW，主汽压力14Mpa，定压，A汽泵再循环在开启位，汽包水位逐渐由0水位降低至-100，硬光子报警，机组长立即开始处理，此时汽泵转速与指令偏差值1300转/min。处理步骤1.增加机组负荷2.解除汽包水位保护3.降低主汽压力。整个处理过程历时12分钟，待水位调整至正常后，将A汽泵再循环关闭，以防止汽泵上水困难。实时工况如图1所示。

2.2016年02月21日A厂4号机组启机后，降负荷至300MW时，主汽压力14MPa。因B汽前泵机封漏水，开启汽泵再循环调整门。调整门有0-100行程量，在开启指令至20%时，因反馈原因，导致此门在开启过程中未停留在20%开度，直接开至100%，导致汽泵上水困难，汽泵转速指令与反馈偏差最高至1000转/min。处理过程：1.关闭汽泵再循环2.发现水位高后打掉一台汽泵，电泵联启后调整正常。

3.2017年07月08日A厂3号机组负荷从520MW以15MW/min速率降至300MW。因B汽前泵非驱动端机封甩水，机组长开启B汽泵再循环，此时主汽压力14.54MPa，再循环开启后给水流量瞬间下降300t，汽泵转速指令逐渐偏差至1000转/min。处理：机组长在处理过程中多次以开关汽泵再循环的方式调整汽包水位，导致汽包水位高锅炉灭火。手动打闸第一台汽泵后第二台汽泵打闸不及时，汽包水位高至+250mm汽轮机跳闸。

以上三起汽包水位异常存在相同的工况条件，即：负荷300MW左右，主汽压力14MPa以上且其中一台汽泵再循环打开。此时，汽泵转速与指令偏差达1000转/min，给水泵汽轮机已无调节余量，如调整不当盲目操作必然导致汽包水位大幅度摆动导致灭火跳机事件发生。

3汽包水位异常的诱发因素

3.1机组负荷

负荷因素主要是指本厂的汽前泵存在设计缺陷，在低负荷、低流量时串轴量大，容易发生机封甩水，因此需要通过调整去缓解，否则运行周期会被缩短。此时需要在运行中隔离单侧汽泵进行机封更换工作，费时费力，影响负荷稳定。

3.2主汽压力

冷再至小机供汽汽源因节能改造取消后，在低负荷时主汽压力必须严格按照滑压曲线调整，否则容易造成因主汽压力高，汽泵出力达上限后没有调节余量，无法正常上水。

3.3汽泵再循环

汽泵再循环的作用是在启机或低负荷时用来保护汽泵，但是在实际运行中运行人员过多地使用再循环，汽机专业也未有明确的运行规定，对于潜在的风险没有进行有效防范，致使在调整汽泵再循环过程中一而再，再而三地出现问题。

4加强汽包水位调整能力的其他途径

4.1加强仿真机练习

仿真机的练习对于事故处理至关重要，高精度仿真机几乎可以在各方面还原实际操作中遇到的问题，输入操作指令后参数的响应时间等都很贴近实际，甚至相关逻辑保护设置都是一样的，练好仿真机对于实际操作有着很好的指导意义。

4.2加强人员配合

三起汽包水位异常经不同人员处理后有着不尽相同的结果，作者亲历第一、第三起异常，感受颇深之处即人员配合起着重要作用。汽包水位异常发生后如能在第一时间组织合理的救援力量，往往能起到事半功倍的效果。当事故异常扩大至二类障碍或一类障碍时，此时处理难度增大，人员精神压力增加，最终往往导致机组非停事故发生。

4.3提高单元长管理能力

作者在第一起异常中是机组长岗位，可以说是主导处理的第一人，而在第三起异常中是单元长岗位，岗位原因没有机会将异常控制在最小范围。究其原因主要是单元长岗位需要更高的技术水平与管理能力，异常发生第一时间需要多方面协调与人员调配，因此单元长要在汽包水位异常发生之际快速响应指挥机组人员有序处理。

结语

作者在电厂工作多年，经历多起异常及事故，每起事故的发生都是设备原因和人为原因共同作用导致，作为运行人员应当及时发现异常并正确处理，将损失降低到最小，为祖国的电力事业贡献自己的一份力量。

参考文献：

[1]李毅.锅炉汽包水位变化的影响因素分析及相关调整方法探讨.机电信息.36-37