汽包水位调节控制综述

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1、 Company Logo 汽包水位调节汽包水位调节 一一 二二给水调节的对象给水调节的对象 给水调节的任务给水调节的任务 虚假水位虚假水位 给水调节的控制给水调节的控制 三三 四四 汽包锅炉给水调节的任务是使锅炉的给水量 适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在规定的范围 内。 汽包水位反映了汽包锅炉蒸汽负荷与给水量 之间的平衡关系，是锅炉运行中的重要监视参数 ，保持汽包水位正常是保证锅炉和汽机安全运行 的必要条件。 水位过高，由于汽包蒸汽容积和空间高度减 小，会影响汽包内汽包内汽水分离装置的正常工 作，蒸汽携带的水分增加，造成蒸汽带水而使过 热器管壁积盐垢，致使过热器超温而烧坏， 给水调节的任务（

2、一）给水调节的任务（一） 同时盐垢增加，传热热阻也增大，将引起传热恶 化，使过热汽温下降，使机组经济性下降。汽包 严重满水时，会造成蒸汽大量进水，除引起蒸汽 温度急剧下降外，还会引起蒸汽管道和汽轮机内 产生严重水冲击，甚至打坏汽机叶片。 汽包水位过低，则可能破坏锅炉水循环，使 水冷壁管的安全受到威胁，如果出现严重缺水而 又处理不当时，则可能造成水冷壁烧损而爆裂。 给水调节的任务（二）给水调节的任务（二） 汽包水位是由汽包中的贮水量和水面下的汽泡容积 所决定的，因此凡是引起汽包中贮水量变化和水面下的 汽泡容积变化的各种扰动均会造成汽包水位的变化。 引起汽包水位变化的扰动分为： 1、给水流量扰动；

3、给水调节阀开度的变化、给水压 力变化、给水泵转速的改变、给水泵再循环的开关、给 水管路泄漏等因素均会引起给水流量的改变。 2、蒸汽流量的扰动；汽机调门开度的变化、汽机旁 路的开关等因素引起的蒸汽流量变化均会使汽包水位发 生变化。 3、锅炉热负荷扰动；锅炉燃烧率的变化是锅炉热负 荷扰动的主要因素，它影响锅炉的输出蒸汽流量和汽水 容积中的汽包体积。 给水调节的对象（一）给水调节的对象（一） 1、给水流量的改变不会立即引起汽包水位的变 化。原因为：给水流量的改变，一方面使进入汽包 的给水量增加（或减少），另一方面由于温度较低 的给水进入省煤器、汽包及水循环系统，使原有吸 收饱和水中的一部分热量增加（

4、或减少），致使水 面下汽包体积减小（或增加），两方面的叠加，造 成汽包水位变化的迟缓。 2、蒸发量的突变会使汽包水面下的汽泡容积随 之也迅速向同一方向变化，从而引起汽包水位向同 一方向的突变，即“虚假水位”现象。当汽泡容积 的变化与蒸发量的变化相适应后，汽包水位的变化 开始随蒸发量的变化向相反的方向变化。 给水调节的对象（二）给水调节的对象（二） 给水调节的对象（三）给水调节的对象（三） 燃烧工况的改变对水位的影响也很大。在外界 负荷及给水量不变的情况下，当燃料量突然增加（ 煤质突变），水位暂时升高而后下降；燃料突减， 水位暂时降低而后升高，这是由于燃烧工况的改变 使炉内放热量改变，而引起工质

5、状态发生变化的缘 故。当燃烧强化时，炉水吸热量增加，汽泡增多， 体积膨胀，而使水位暂时升高。由于产生的蒸汽量 不断增加，使汽压上升，饱和温度也相应地提高了 ，炉水中汽泡数量又随之减少，水位又下降。因此 水位波动的大小，取决于燃烧工况改变的强烈程度 以及运行调节的及时性。 Company Logo 虚假水位虚假水位 二二 虚假水位的分类虚假水位的分类 三三 虚假水位与汽水共腾虚假水位与汽水共腾 四四 虚假水位的产生因素虚假水位的产生因素 五五 虚假水位的概念和形成虚假水位的概念和形成 一一汽包水位的监视 汽包水位的监视 汽包水位计以DCS差压式水位计为基准，同时参照就 地水位计，在锅炉启动和正常

6、运行中，对汽包水位计进 行零位校验，每班进行一次差压水位计和云母水位计的 校验工作，当各水位计偏差大于30mm时应立即查明原因 予以消除。 汽包水位计运行方式汽包水位计运行方式 汽包各水位计必须指示正确，水位电视上应能清晰 看到汽包水位，热控汽包水位高低报警应可靠，并按要 求进行汽包水位高低报警试验，正常情况应依靠自动装 置来实现汽包水位的自动控制。给水自动投入，水位自 动设定值要设定在“0”，并经常监视汽包水位各表计的 的指示，当汽包水位超过+120mm或低于-180mm，并急剧 变化时，应及时改为手动调整，防止发生缺满水事故。 增减负荷时要注意防止由于主汽压力和蒸汽流量的较大 变化而造成汽

7、包水位的大幅变化，两台汽泵负荷尽量分 配均匀。 汽包水位计的正常监视汽包水位计的正常监视 汽包水位的变化不是由于给水量与蒸发量之间的物 料平衡关系破坏所引起，而是汽包内处于饱和状态的水 由于压力突然变化、给水温度突变、燃烧工况突然变化 等原因，使水容积中汽泡含量增多或减少，引起工质体 积膨胀或收缩，造成汽包水位升高或下降的现象，称为 虚假水位。 虚假水位的概念虚假水位的概念 “虚假水位”是汽包内某一瞬间过程的真实水位， 虚假不是水位虚假，而是表示这一瞬间的水位和后来的 水位变化相反。当工质状态发生改变时，即使能保持物 质平衡，水位仍可能发生变化。这种水位变化不是因汽 包内存水量的变化造成的，而

8、是由于汽包压力变动引起 工质密度、饱和温度等状态的改变，使得炉水比容和水 容积中汽泡数量发生变化，造成汽包水体积膨胀或收缩 ，从而引起水位变化，这种水位变化是暂时的，并非最 终结果，一般称之为“虚假水位”。 造成虚假水位的原因造成虚假水位的原因 当汽包压力突降时，由于炉水饱和温度下降到相应 压力下的饱和温度而放出大量热量并自行蒸发，于是炉 水内气泡增加，汽水混合物体积膨胀，促使水位很快上 升，形成虚假水位； 汽包压力突升，则相应的饱和温度提高，一部分热 量被用于炉水加热，而用来蒸发炉水的热量则减少，从 而使蒸发量减少，炉水中气泡量减少，使汽水混合物的 体积收缩，促使水位快速降低，同样形成虚假水

9、位。此 外当锅炉内热负荷骤增或骤减时，水的比容将增大或减 小，也会形成虚假水位。 虚假水位的形成虚假水位的形成 虚假水位产生的因素有： 1、锅炉燃烧率突变 2、燃烧不稳时 3、汽包压力突变 4、主蒸汽流量突变（汽机调门开大或关小、 汽机高低压旁路开关、锅炉安全门动作） 5、汽轮机甩负荷 6、给水温度下降（高加跳闸） 7、锅炉灭火 其中，虚假水位产生的主要因素是压力变化和 燃烧工况变化引起的。 虚假水位产生的因素虚假水位产生的因素 机组负荷的变化意味者蒸汽流量的变化，所以在其 它条件不变的情况下，负荷增加，汽包水位将下降；反 之水位将上升。 当机组负荷突然增加时，水位变化是先升后降，这 是因为负

10、荷突然增加时，一方面造成汽包压力快速下降 ，汽包水体积膨胀；另一方面也使工质饱和温度相应降 低，炉水温度高于新压力下的饱和温度而产生附加蒸发 量，释放锅炉蓄热，使汽包内水中的汽泡数量大大增加 ，体积膨胀，促使水位暂时迅速上升，形成虚假水位、 但最终由于蒸汽流量突然增加，而给水流量来不及增加 ，锅炉蓄热释放后，水位就随之下降。同理，当机组负 荷突然下降时，水位变化是先降后升。 机组负荷变化对汽包水位的影响机组负荷变化对汽包水位的影响 燃烧工况的改变对水位的影响也很大。在外界 负荷及给水量不变的情况下，当燃料量突然增加（ 煤质突变），水位暂时升高而后下降；燃料突减， 水位暂时降低而后升高，这是由于

11、燃烧工况的改变 使炉内放热量改变，而引起工质状态发生变化的缘 故。当燃烧强化时，炉水吸热量增加，汽泡增多， 体积膨胀，而使水位暂时升高。由于产生的蒸汽量 不断增加，使汽压上升，饱和温度也相应地提高了 ，炉水中汽泡数量又随之减少，水位又下降。因此 水位波动的大小，取决于燃烧工况改变的强烈程度 以及运行调节的及时性。 燃烧工况对汽包水位的影响燃烧工况对汽包水位的影响 给水压力变化时，将使给水流量发生变化，从 而破坏了给水量与蒸发量的平衡，引起水位变化。 当给水压力增加时，给水流量增大，水位上升；给 水压力下降时，给水流量减少，水位下降。给水压 力波动过大，将使给水自动调节器失调。水压过低 ，则汽包

12、进水困难，若给水压力低于汽包压力，给 水将无法进入汽包，会造成锅炉严重缺水。 给水泵故障、给水管道破裂、给水门故障等均 能使给水压力降低，故应对给水压力和给水流量严 加监视，注意控制给水流量与蒸汽流量相适应。 给水压力变化对汽包水位的影响给水压力变化对汽包水位的影响 锅炉受热面管损坏(如炉管爆破、省煤器泄漏等 )，将消耗大量的蒸汽和水，如果负荷过大给水不能 满足要求时，将造成水位的逐渐下降，如果损坏严 重将会造成锅炉严重减水。锅炉下联箱放水门不严 或连续排污门不严时，泄漏大量的炉水，也将会造 成汽包水位下降，致使汽包发生缺水事故。 汽水管道泄漏或排污阀不严对水位的影响汽水管道泄漏或排污阀不严对

13、水位的影响 当锅炉给水品质不合格长期运行时，或化学监 督不当，炉水处理或加药不当，以及锅炉排污不及 时等，将使得炉水含盐量过大，不但会造成蒸汽的 污染，而且会在水冷壁受热面上结垢，甚至会腐蚀 受热面，同时由于炉水中的油脂、悬浮物或含盐浓 度过高时，蒸汽泡的表面含有杂质而不易被撕破， 在汽包水面上产生大量泡沫，使汽包水位急剧升高 并产生强烈的波动现象。 炉水品质对汽包水位的影响炉水品质对汽包水位的影响 当安全阀起坐后，汽包压力下降，相应饱和温度也降 低，使汽包内水中的汽泡数量大大增加，体积膨胀，促使 水位暂时迅速上升，形成虚假水位、但最终由于蒸汽流量 突然增加，而给水流量来不及增加，锅炉蓄热释放

14、后，水 位就随之下降。 当安全阀回坐时，汽包压力升高，相应饱和温度也升 高，使汽包内水中的汽泡数量迅速减少，体积收缩，促使 水位暂时迅速降低，形成虚假水位、但最终由于蒸汽流量 突然减少，而给水流量来不及减小，水位就随之升高。 安全阀的起座和回座对汽包水位的影响安全阀的起座和回座对汽包水位的影响 造成安全阀起座的原因 外因：例如减负荷速度过快、调门自关等。 内因：例如启停磨煤机、燃烧自动退出未及时调整等。 正确判断和处理虚假水位正确判断和处理虚假水位 造成虚假水位的根本原因是外界引起主汽压力的变化 和炉内热负荷的变化。锅炉燃烧率增加、主蒸汽流量增加 （汽机调门开大、汽机高低压旁路开大、锅炉安全门

15、动作 ），汽包压力下降等引起虚假高水位。锅炉燃烧率减少、 主蒸汽流量减少（汽机调门关小、锅炉安全门回座、汽机 高低压旁路关小）、汽包压力上升等引起虚假低水位。 虚假水位的判断 利用历史数据库，掌握各负荷段、各压力段主蒸汽 流量、给水流量数值，积累自己的经验。 对已发生的机组异常利用历史趋势曲线进行分析总 结，对当事值的操作进行评价，不断提升自己的操作 技能。 虚假水位的处理 正确判断和处理虚假水位正确判断和处理虚假水位 虚假水位的处理 熟悉设备、熟悉系统，掌握两台汽动给水泵和电动 给水泵的调节特性，根据造成虚假水位的原因及时调 整给水量。 掌握锅炉的燃烧特性，分清虚假水位是内因造成的 还是外因

16、造成的，因燃烧造成的虚假水位应及时调整 燃烧，大容量的锅炉热惯性很大，因此控制增减燃料 速度要缓慢，必要时及时投入油枪或等离子稳定燃烧 如果是主汽调门自关造成汽包压力突然升高产生的 虚假水位-瞬间水位下降，应做好锅炉满水的操作准 备，适当降低锅炉热负荷，防止锅炉安全阀起座。反 之应做好锅炉缺水的操作准备。 正确判断和处理虚假水位正确判断和处理虚假水位 虚假水位的处理 如甩负荷造成安全阀起座（启停磨煤机操作不当， 调整不及时也可能造成安全阀起座），应调整燃烧降 低主汽压力让安全阀尽快回座。安全阀起座时的虚假 水位-水位迅速升高，安全阀回座时的虚假水位- 水位快速降低，因此要防止高低水位保护动作。（甩 负荷造成的虚假水位最复杂，压力升高-水位降低， 安全阀动作-水位升高，调整方法不同产生的“虚假 水位”也不相同，一是降低热负荷-水位下降，安全 阀回座-水位降低。二是如果可能迅速带负荷-水 位升高，安全阀回座-水位下降。反反复复）。要根 据现场情况和采取的手段，明确水位变化趋势，预先 干预确保水位在相对的范围变化