关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建议

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蒸汽锅炉汽包水位控制

蒸汽锅炉汽包水位控制

蒸汽锅炉气包水位控制的探讨摘要:主要介绍了蒸汽锅炉气包水位控制的重要性,锅炉水位变化的干扰因素,提出了气包水位控制的几种类型及方案。

关键词:蒸汽锅炉;气包;水位;水位控制;冲量锅炉是石油、化工、发电等工业企业必不可少的重要动力设备。

它既是为工业生产各部门提供动力的关键设备,又是为工业生产各部门提供热源的关键设备。

因此,为了安全生产,就必须确保锅炉的安全运行,而对锅炉的相应控制是达到这一目的的有效手段。

本文作者就气包水位的控制做了一点探讨。

1 气包水位控制的重要性锅炉气包水位是确保安全生产和提高优质蒸汽的重要变量⋯。

尤其对于大型锅炉,其蒸发量明显要高,气包容积相对较小,水位变化速度很快,稍不注意就容易造成气包满水或者缺水,甚至造成干锅。

前者将使蒸汽带水,影响蒸汽品质,且长期运行会使过热器结垢;后者会引起锅炉爆炸的危险。

因此,气包的水位必须严格控制在规定范围之内。

2 锅炉水位变化的主要干扰因素锅炉气包水位的主要干扰因素有供水量的变化、蒸汽负荷量的变化及炉膛热负荷的变化。

锅炉的汽水系统原理图如图l所示。

2.1 给水流量对水位的干扰据图1分析,在平衡状态突然加大给水量,虽然给水量大于蒸发量,但由于温度较低的给水进入水循环系统后,要从原有饱和汽水中吸取一部分热量,使得水面下气包容积有所减少,进入水系统的水首先去填补汽水管路中气包所图1 锅炉汽水系统原理图让出的空间,只有当气包容积不再变化时,水位才随给水量的增加呈线性上升。

由上述分析,给水量扰动时,水位调节对象有一定的惯性与滞后。

2.2 蒸汽负荷对水位的干扰当蒸汽用户设备用气量突然增大,单从物料不平衡考虑,气包中蒸发量大于给水量,但由于蒸汽收稿日期:2004一O6—2l。

作者简介:秦蓉(1968一),女,甘肃兰州人,高级工程师,主要从事工业自动化控制的工程设计工作。

2005年第1期秦蓉:蒸汽锅炉气包水位控制的探讨实用技术负荷量突然增大时,气包中压力减小,汽水循环管路中的汽化强度增加,蒸发面以下气包容积增加,因而在蒸汽负荷量突然增大的起始瞬间,液位不会下降,反而上升。

汽包水位控制原则及调整

汽包水位控制原则及调整

汽包水位控制原则及调整一、汽包水位调节原则1在负荷较低时,主给水电动门未开,由给水旁路阀控制汽包水位。

当主蒸汽达到要求流量,全开主给水电动门,全关给水旁路阀。

反之,当主蒸汽减少到要求流量且持续一定时间后,将旁路给水阀投自动,关主给水电动门,给水由主路切换到旁路。

2锅炉汽包水位的调节是通过改变主给水调节阀的开度或给水泵的转速,在机组负荷小于25%时,采用单冲量调节;当机组负荷大于25%后,给水切换为三冲量调节,此时通过控制汽泵转速控制汽包水位,电泵备用。

单冲量,三冲量调节器互为跟踪,以保证切换无扰。

3锅炉正常运行中,汽包水位应以差压式水位计为准,参照电接点水位计和双色水位计作为监视手段,通过保持给水流量,减温水流量和蒸汽流量之间的平衡使汽包水位保持稳定。

4为了保证汽包水位各表计指示的正确性,每班就地对照水位不少于一次,同类型水位计指示差值≯30mm。

5两台汽动给水泵转速应尽可能一致,负荷基本平衡。

6两台汽动给水泵及一台电动给水泵均可由CCS自动调节水位,正常情况下汽包水位调节由自动装置完成,运行人员应加强水位监视。

7当汽包水位超过正常允许的变化范围,且偏差继续增大时应及时将自动切至手动方式运行。

手动调整时幅度不可过大,应防止由于大幅度调节而引起的汽包水位大幅度波动和缺、满水事故。

8经常分析主蒸汽流量、给水流量、主汽压力变化规律,发现异常及时处理。

二、遇有下列情况时应注意水位变化(必要时采用手动调节)1给水压力、给水流量波动较大时;2负荷变化较大时;3事故情况下;4锅炉启动、停炉时;5给水自动故障时;6水位调节器工作不正常时;7锅炉排污时;8安全门起、回座时;9给水泵故障时;10并泵及切换给水泵时;11锅炉燃烧不稳定时。

三、给水控制系统(CCS控制)1本机组装有两台50%汽动调速给水泵和一台30%电动调速泵。

2机组启动初期,由于是中压缸进汽启动方式,此阶段无法采集到蒸汽流量参数,水位自动调节只能采取单冲量模式,此模式以给水旁路调节阀自动调节水位为主,电泵勺管调节给水压力和汽包压力之差为副的调节手段。

蒸汽锅炉的水位控制及其方法

蒸汽锅炉的水位控制及其方法

蒸汽锅炉的水位控制及其方法作为工业生产的重要设备之一,蒸汽锅炉的水位控制是至关重要的。

过高或过低的水位都会对锅炉的运行产生不利影响,甚至会引发事故。

本文将深入探讨蒸汽锅炉的水位控制及其方法。

一、水位控制的重要性蒸汽锅炉的水位控制是保证锅炉安全稳定运行的关键之一。

过高的水位会使锅炉热传导效率下降,导致热效率下降,燃料消耗增加;过低的水位会使锅炉水循环不畅,容易形成局部加热和气泡,导致壳体、管路等部件变形或撕裂,严重时可能导致爆炸事故。

二、常见的水位控制方法1.浮球水位控制法该方法利用浮子漂浮在锅炉水面上的原理,通过在浮子上安装传感器,将信号传输到水位调节器上进行熔断控制,从而达到控制水位的目的。

优点是简单易行,成本低,但因浮子需要频繁升降,容易导致浮子卡住导致水位控制失效。

2.电极水位控制法该方法是利用两个电极与锅炉水面接触,当水位升高到触及高位电极时,电路断开,水位调节器停止供水;当水位下降到触及低位电极时,电路闭合,水位调节器开始供水。

优点是精度高、控制稳定,适用范围广,但需要注意电极间距设置正确,维护清洁,避免氧化、腐蚀等影响电极信号的问题。

3.差压式水位控制法该方法是利用锅炉内部差压的变化来控制水位。

差压传感器将差压信号转换为电信号,通过水位控制器进行处理调节。

优点是可以实现水位和压力的双重控制,适用于大容量、高压锅炉,但需要注意差压传感器的设置和维护。

三、水位控制的注意事项1.确保仪表准确性锅炉水位控制仪表的准确性对于水位控制至关重要,应定期校验和维护。

出现误差需要及时进行维修和更换。

2.注意水质锅炉水质如果太差,容易造成水位控制器和浮球因水垢而卡住失灵,应注意水质的维护和调节。

3.定期检查锅炉的水位控制部件需要定期检查,及时清洗和更换,避免因故障导致事故。

四、结语蒸汽锅炉作为重要的工业设备之一,其水位控制至关重要。

本文针对水位控制的方法和注意事项进行了深入探讨,希望能够给读者带来参考和启示,促进工业生产的安全和稳定。

关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建议参考文本

关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建议参考文本

关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建议参考文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建议参考文本使用指引:此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。

1997-12-16,1台SG-1025/18.3锅炉发生了缺水干锅,汽包低水位保护拒动,导致水冷壁大面积变形、多处爆管的事故。

此后,国家电力公司颁布的《防止电力生产重大事故的25项重点要求》列出了防止锅炉缺、满水事故的要求,又编写了辅导教材。

《电力安全技术》杂志相继发表了一些与之相关的文章,其中《汽包全充水启动》一文提出全充水启动以解决启动中汽包温差控制的建议,部分内容涉及对《电站锅炉监察规程》的理解与执行。

笔者对锅炉汽包水位控制的建议如下。

1 水位控制的意义蒸汽锅炉水位是锅炉运行控制的重要参数之一,稳定工况下,撇开假水位因素,汽包水位的升降标志锅炉给水(包括减温水)流量与蒸汽流量的平衡状况,给水流量偏大则水位升高,反之亦然。

广义的水位控制可以包括直流炉中间点温度的控制以及超临界、超超临界锅炉相变点位置的控制,因为它们都标志着对给水与蒸汽流量平衡的控制,决定着省煤器、蒸发受热面(或高比热区)和过热器的分界线,只是直流炉不存在假水位问题,而以其界面的变动显示其动态不平衡。

汽包水位控制原则及调整

汽包水位控制原则及调整

汽包水位控制原则及调整汽包水位控制原则及调整一、汽包水位调节原则1在负荷较低时,主给水电动门未开,由给水旁路阀控制汽包水位。

当主蒸汽达到要求流量,全开主给水电动门,全关给水旁路阀。

反之,当主蒸汽减少到要求流量且持续一定时间后,将旁路给水阀投自动,关主给水电动门,给水由主路切换到旁路。

2锅炉汽包水位的调节是通过改变主给水调节阀的开度或给水泵的转速,在机组负荷小于25%时,采用单冲量调节;当机组负荷大于25%后,给水切换为三冲量调节,此时通过控制汽泵转速控制汽包水位,电泵备用。

单冲量,三冲量调节器互为跟踪,以保证切换无扰。

3锅炉正常运行中,汽包水位应以差压式水位计为准,参照电接点水位计和双色水位计作为监视手段,通过保持给水流量,减温水流量和蒸汽流量之间的平衡使汽包水位保持稳定。

4为了保证汽包水位各表计指示的正确性,每班就地对照水位不少于一次,同类型水位计指示差值≯30mm。

5两台汽动给水泵转速应尽可能一致,负荷基本平衡。

6两台汽动给水泵及一台电动给水泵均可由CCS自动调节水位,正常情况下汽包水位调节由自动装置完成,运行人员应加强水位监视。

7当汽包水位超过正常允许的变化范围,且偏差继续增大时应及时将自动切至手动方式运行。

手动调整时幅度不可过大,应防止由于大幅度调节而引起的汽包水位大幅度波动和缺、满水事故。

8经常分析主蒸汽流量、给水流量、主汽压力变化规律,发现异常及时处理。

二、遇有下列情况时应注意水位变化(必要时采用手动调节)1给水压力、给水流量波动较大时;2负荷变化较大时;3事故情况下;4锅炉启动、停炉时;5给水自动故障时;6水位调节器工作不正常时;7锅炉排污时;8安全门起、回座时;9给水泵故障时;10并泵及切换给水泵时;11锅炉燃烧不稳定时。

三、给水控制系统(CCS控制)1本机组装有两台50%汽动调速给水泵和一台30%电动调速泵。

2机组启动初期,由于是中压缸进汽启动方式,此阶段无法采集到蒸汽流量参数,水位自动调节只能采取单冲量模式,此模式以给水旁路调节阀自动调节水位为主,电泵勺管调节给水压力和汽包压力之差为副的调节手段。

关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建议

关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建议

关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建议前言随着工业技术的发展,蒸汽锅炉已经成为工业生产中不可或缺的设备。

而蒸汽锅炉的汽包水位控制,则是蒸汽锅炉正常运转的重要环节。

由于蒸汽锅炉的特殊性质,汽包水位控制极容易出现问题,从而危及生产安全,产生巨大的经济损失,因此本文就蒸汽锅炉汽包水位控制问题提出一些建议。

蒸汽锅炉汽包水位控制存在的问题蒸汽锅炉汽包水位控制的重要性不言而喻。

正常的汽包水位控制可以保证蒸汽锅炉的正常运转,同时也可以有效预防蒸汽锅炉运行中可能出现的危险情况。

但是,当前蒸汽锅炉汽包水位控制存在的问题也不容忽视。

1. 受控制台限制传统的蒸汽锅炉汽包水位控制是依靠控制台设备进行控制的。

这种做法存在的问题就是受到闸门启动速度等因素的限制,容易出现调节不灵敏、控制精度不高等问题。

而且,传统的人工控制方式也会因为人为因素而导致锅炉汽包水位控制失控,进而危及生产安全。

2. 受气压影响蒸汽锅炉与汽包之间是相互连接的,锅炉水位的变化会直接影响到汽包水位的变化。

因此,蒸汽锅炉中的气压变化也会对汽包水位控制产生直接的影响。

当进气压力升高时,汽包水位难以控制,可能会超出正常水位范围。

3. 现有软件存在不足蒸汽锅炉汽包水位控制常常依靠控制软件的实现。

但是,当前的控制软件在适应新型锅炉、适应多变工况方面还存在不足。

因此,如何提高蒸汽锅炉汽包水位控制软件的自适应性和泛适性也是当前需要研究的重要问题。

改进建议针对蒸汽锅炉汽包水位控制存在的问题,下面整理了一些改进建议。

1. 建议采用无人机数字化控制控制软件和传统控制台的控制策略存在局限性,无法很好地应对复杂多变的工况。

因此,我们提出采用无人机运行数字化控制来代替传统控制方式,能够有效提高水位控制的灵敏度和精度。

同时,基于无人机的数字化控制能够使锅炉厂商在尝试新型锅炉时更容易实现控制。

2. 建议控制软件采用智能控制目前市场上的控制软件都是基于经典控制理论开发的。

但蒸汽锅炉汽包水位控制过程是一个非线性、时变的过程,这就要求控制软件要更具自适应性和泛适性。

锅炉汽包水位的控制

锅炉汽包水位的控制
减。双冲量实际上是前馈与反馈调节相结合的调节系统。当负荷突然变化 时,蒸汽的流量信号通过加法器,使它的作用与水位信号的作用相反;假液位出 现时,液位信号a 要关小给水阀, 而蒸汽信号b 是开大给水阀,这就能克服“虚 假液位”的影响。但是如果给水压力本身有波动时,双冲量控制也不能克服给 水量波动的影响。
锅炉汽包水位的控制
在稳定状态下,液位测量信号等于给定值,液位调节 器的输出,蒸汽流量及给水流量等三个信号,通过加法器 得到的输出电流为:I0 = K1 I1 - K2 I2 + K3 I3式中, I1 为 液位调节器的输出电流; I2 为蒸汽流量变送器的电流; I3 为给水流量变送器的电流; K1 、K2 、K3 分别为加法器 各通道的衰减系数。设计K2 I2 = K3 I3此时I0 正是调节 阀处于正常开度时所需要的电流信号(为了安全调节阀必 须用气关阀) 。假定在某一时刻,蒸汽负荷突然增加,蒸汽 流量变送器的输出电流I2 相应增加,加法器的输出电流I0 就减少,从而开大给水调节阀。但是与此同时出现了假液 位现象,液位调节器输出电流I1 将增大。由于进入加法器 的两个信号相反, 蒸汽流量变送器的输出电流I2 会抵消 一部分假液位输出电流I1 , 所以, 假液位所带来的影响将 局部或全部被克服。
蒸汽
气泡
三个问题:

① 不能克服虚假水位带来的后果


② 对蒸汽负荷的变化控制不灵敏
LC
给水
③ 对给水扰动控制滞后
一旦负荷急剧变化,虚假液位的出现,调节器就会误以为液位升 高而关小供水阀门。影响了生产甚至造成危险。
锅炉汽包水位的控制 (1)单冲量PID控制系统
液位 设定
液位
检测
PID
给水调节阀

如何控制锅炉汽包的水位及其影响水位的因素

如何控制锅炉汽包的水位及其影响水位的因素

如何控制锅炉汽包的水位及其影响水位的因素摘要:随着工业现代化的进程,工业锅炉的需求越来越显示其重要的地位,锅炉的安全运转更是保障热网工程正常工作的重中自重,而锅炉运转的核心是汽包,控制汽包的水位在正常状态,是保障锅炉正常运转的首要因素。

因而,控制汽包水位是保障锅炉正常工作的首要任务。

也是热网正常运转的重要保障。

关键字:锅炉汽包水位安全运转控制前言锅炉是工业化进程中非常重要的设备,随着工业化大生产的进程,工业对锅炉的需求也越来越高,为了保证锅炉生产的安全性、持续性,就必须保证汽包的水位正常。

汽包的水位是保证锅炉是否正常运转的关键,也是锅炉生产的核心。

如何控制锅炉汽包的水位是各大锅炉生产厂家和使用企业最关注的问题。

这里,我们谈谈如何控制锅炉汽包的水位及影响水位的因素。

一、汽包水位失常的危害如果说热网工程是一个完整的生命系统,那么锅炉便是人的心脏,心脏是生命的源泉,供给全身的血液和养分。

而汽包的水位就是人的血压,大家都知道:人的血压必须是正常的高度,血压高了人会产生各种各样的疾病,而血压低了也会由于心脏缺血而导致这样那样的疾病。

而汽包的水位就和人的血压一样,或高或低,都会给锅炉和热网系统造成严重的影响。

甚至会出现很严重的事故和后果。

汽包的水位是锅炉生产的重要参数,也是锅炉安全运行的重要参数,水位过高会破坏汽水分离系统的正常运行,无法保证蒸汽的质量和供热的温度,导致蒸汽中带着大量的水运行,使结晶器严重结垢,大大降低锅炉的使用寿命,给企业和蒸汽用户造成不必要的损失。

锅炉的汽包水位过低会破坏热网的循环系统内的平衡状态,严重事还会造成水冷壁的破裂和干锅现象,从而引起锅炉爆炸和汽包烧损。

因此要想锅炉正常运转,必须保证汽包的水位在允许范围内。

科学、合理的控制汽包水位是操作者的首要任务。

1、水位过低的危害汽包水位是提高优质蒸汽的重要变量。

汽包的水位过低最可怕的事故就是干锅引起锅炉爆炸,后果将不堪设想。

这个是锅炉生产中最重大的安全事故,也是最重大的安全隐患,因而许多程高档控设备纷纷进入汽包水位的控制系统,使其确保水位的正常,保证其有良好的灵敏度,和完好的低水位报警系统。

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1997-12-16,1台SG-1025/18.3锅炉发生了缺水干锅,汽包低水位保护拒动,导致水冷壁大面积变形、多处爆管的事故。

此后,国家电力公司颁布的《防止电力生产重大事故的25项重点要求》列出了防止锅炉缺、满水事故的要求,又编写了辅导教材。

《电力安全技术》杂志相继发表了一些与之相关的文章,其中《汽包全充水启动》一文提出全充水启动以解决启动中汽包温差控制的建议,部分内容涉及对《电站锅炉监察规程》的理解与执行。

笔者对锅炉汽包水位控制的建议如下。

1 水位控制的意义蒸汽锅炉水位是锅炉运行控制的重要参数之一,稳定工况下,撇开假水位因素,汽包水位的升降标志锅炉给水(包括减温水)流量与蒸汽流量的平衡状况,给水流量偏大则水位升高,反之亦然。

广义的水位控制可以包括直流炉中间点温度的控制以及超临界、超超临界锅炉相变点位置的控制,因为它们都标志着对给水与蒸汽流量平衡的控制,决定着省煤器、蒸发受热面(或高比热区)和过热器的分界线,只是直流炉不存在假水位问题,而以其界面的变动显示其动态不平衡。

从水转变为汽有一个过程,管内介质汽化的同时发生膨胀,贮水量减少,这种现象称为汽水膨胀,它表现为汽包水位波动,这也常常是亚临界直流炉产生脉动的重要原因之一。

大部分假水位问题与水冷壁管贮水量变化有关,在讨论水位控制时必须重视汽水膨胀问题。

汽包炉控制水位的目的主要是控制循环倍率,以避免出现蒸干及高热负荷区域的膜态沸腾;亚临界参数直流炉在转入纯直流状态后,会有一部分受热面内的介质是质量含汽量在0.8以上的双相介质,如果它进入高热负荷区或需要控制管间温差的膜式壁部位,就可能导致受热面变形;对于超临界锅炉,控制高比热区的工作区域也是避免过高温差应力的关键。

汽水双相介质在集箱中有分配均匀性问题,没有适当的措施必然会扩大集箱下游管排的温度偏差,并由此产生管排变形。

一般情况下,正确处理缺、满水异常,包括实施紧急停用,并不构成对设备的损伤。

但在汽包炉严重缺水、干锅时,将使部分水冷壁管内工质的质量含汽量升高,出现蒸干现象并使管壁温度升高,而膜式壁的结构决定了其热膨胀互相牵制,从而导致水冷壁翘曲变形,炉壁密封破坏,如果此时炉膛温度足够高,甚至没有熄火,水冷壁可能发生爆管;而当汽包无水或无法判断汽包水位时,继续给水将有可能使厚壁汽包受到有害的热冲击。

汽包炉严重满水则汽包的汽水分离作用遭到破坏,大量湿蒸汽进入过热器,使管间温差增大,严重时导致管排变形,固结件损坏,但更主要的威胁是汽温骤降导致汽机通流部分损坏,同时对主蒸汽管道造成热冲击。

随着锅炉容量的增大,其相对贮能率下降,使参数变化的速率加快,必然要求提高参数控制的灵敏度,其中汽包水位的控制要求尤其严格。

2 关于水位控制的相关规定由于汽包水位对蒸汽锅炉安全的重要影响,世界各国的锅炉监察规程对于汽包水位控制都有相应规定,其中包括水位监视、水位控制和水位保护3个方面。

我国《电力工业锅炉压力容器监察规程》、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《固定式锅炉建造规程》、电力行业标准《锅炉运行导则》和《防止电力生产重大事故的25项重点要求》等文件对这方面的规定主要有:(1) 运行中锅炉至少配置2台彼此独立的就地水位表和2台远传水位计,当就地水位表故障退出,有2台远传水位计可靠工作时,锅炉可允许短时间继续运行;(2) 远传水位表显示必须定期以直读式水位表的显示为准加以比较,以便及时发现问题,但玻璃、云母、牛眼、电极、磁性翻板等就地水位表的水柱,因其温度低于饱和温度,不能完全代表汽包真实重力水位,差值是水柱温度、水柱高度与汽包压力的函数,因此需要先明确校验点,确定修正值后才能指导常规的水位计校对工作;(3) 锅炉点火前汽包水位宜控制在最低水位,以备汽水膨胀时水位上升,减少蒸汽带水并减少热损失;(4) 锅炉低水位保护装置的投入是锅炉启动的必备条件,对直流炉则是中间点温度高和断水保护;(5) 水位保护动作值由制造商提供,但必须在可测量、可监视范围之内,汽包水位低于水位表可见水位时,最安全的方法是熄火处理;(6) 为确保保护装置正确动作,锅炉点火前必须进行试验;(7) 为保证水位指示正确,不出现虚假水位,水位表计汽水连接管的走向及管径须符合要求,并确保在水位表计进行冲洗时不互相干扰。

现在的问题是:(1) 汽包水位测量问题。

水位测量的基础是连通管原理,测量结果与汽包压力、水柱(表管)温度有关,必须通过压力、温度修正后才能得到汽包的真实重力水位。

现有的各种水位计,有的不能连续测量因而不能用于自动调节,有的比较难以实施压力修正,有的又因表管温度的实际情况不清,无法进行正确的温度修正。

虽然差压水位计接入DCS控制系统较易实现压力、温度的自动修正,但修正方法不当以及冷凝罐内水面未能控制也影响其测量准确性,反映出的现象是各表计的指示偏差大,使运行人员无所适从;(2) 《防止电力生产重大事故的25项重点要求》及其辅导材料的某些提法没有得到理解与贯彻。

3 几点建议根据以上情况,参照国内外规程的规定,提出以下几点建议并作相应说明。

3.1 蒸汽锅炉必须执行低水位启动原则全充水启动失去了水位监视手段,并意味着过热器进水。

水冷壁加汽包水位以下容积按140 m3计,水温从20℃升至100~150℃,汽包水位要上升200~450 mm,如果计及要建立起正常水循环,上升管内锅水必须汽化并引起汽水膨胀的因素,水位上升值还要多,因此200 MW级锅炉运行导则规定点火前锅炉上水至-100 mm,以减少满水风险。

全充水启动延长了开启省煤器再循环阀的时间,增加了过热器管特别是包覆管弯曲变形的风险,而解决启动时汽包上下温差与内外温差的有效办法则是锅炉底部蒸汽加热。

3.2 适当控制低水位保护动作值的降低理论上讲,低水位保护装置动作值取决于避免下降管抽空所必须的水头以及水位测量装置的下限。

近年来,由于下降管入口加装消旋装置,水位表计可视范围也不断扩大,保护动作值有不断下降的趋势,有的锅炉保护动作值已在汽包中心线以下600 mm 多,离汽包干锅仅剩200 mm,而且还有随意增加延迟时间的现象。

降低汽包水位控制下限,其实是减少其安全裕度,增加失去水位保护的风险,因此,对低水位保护动作值的降低应作适当控制。

原来意义上最低安全水位的确定是基于就地直读式水位表(包括通过工业电视远传的信号),低水位报警值高于可见边缘25~60 mm,保护动作值为最低可见值。

当采用远传水位计进行水位控制时,必须在每个远传水位计上明显标出此最低安全水位。

由于水位表柱温度低于饱和温度而需要对直读式水位表的显示进行修正,允许有条件地应用就地水位计的规定以及使用差压式水位计进行水位控制的事实,使有些人误认为动作值的标准也发生转移,似乎是差压式水位计的量程确定水位保护动作值。

其实在低水位情况下,水位表显示的水位与汽包重力水位差别并不大,从可见水位到汽包水连通管管座中心(也就是过去规定用“叫水法”判断汽包内有无水以确定熄火后能否上水的低限)之间是其安全裕度;差压式水位计的测量原理决定其测量范围是从冷凝罐水面到水连通(即负压取样管)管座,相对于直读式水位表扩大了测量范围,取消了上述裕度,而且其可信的测量范围与压力、冷凝罐下正压管的温度有关。

笔者认为,以下一些因素是需要此安全裕度的理由:(1) 熄火以后由于水冷壁的产汽量下降,水冷壁管汽水混合物中含汽率下降,表现为水位收缩,据估算,1台300 MW自然循环汽包炉满负荷时水冷壁管内蒸汽所占体积达26 m3,一旦负荷下降含汽量减少,水冷壁贮水量必然增加,导致水位大幅度下降;(2) 熄火后炉膛温度下降要有一段时间,水冷壁仍需靠炉水循环泵强制冷却或靠自然循环冷却,汽包内仍要有足够的水位;(3) 在不清楚汽包内有无水的情况下,如继续进水,就要冒汽包壁受热冲击的风险,如不进水,则要冒水冷壁变形的风险;(4) 缺水现象本来是由于给水泵故障引起的,推迟熄火必然冒扩大事态的风险。

目前,国内还没有此类安全裕度数值的规定,但一些成套引进锅炉的低水位保护动作值大致为-200~-280 mm,而现在许多国产300 MW汽包炉仍沿用-381 mm的动作值,值得研究。

B&W公司在规定可见水位以上13 mm实施低水位保护动作外,还规范了按远传水位计低水位保护动作值(延迟20 s)如表1所示。

ASME锅炉规范第7卷C9.240规定:应将汽包水位自动跳闸整定到水位表最低可见边缘时动作,切断锅炉燃料供应;有延迟调节的,允许延迟的最长时间为10 s。

控制循环锅炉另设循环泵压差保护,在循环泵运行的情况下低水位保护其实是后备保护。

本文开始所提事故的原因之一是工作失误导致循环泵差压保护失效,其二是水位保护温度修正值失实。

3.3 关于水位测定的修正目前水位测量的准确性问题,除了水、汽连通管(含差压式水位计的正、负压管)的走向布置会影响测量范围,并可能造成假水位外,主要是测量值的修正问题。

3.3.1 就地直读水位表的修正问题图1所示为就地直读式水位表工作原理,设汽包重力水位高为HW,则由于水柱冷却造成的水位指示的误差△h为:△h = HW(ρ1-ρ')/(ρ1-ρ") (1)式中:ρ1——当水位表柱温度为t1时,其中水的密度,kg/m3,ρ'——工作压力下饱和水的密度,kg/m3,ρ"——工作压力下饱和蒸汽的密度,kg/m3,HW和△h的单位为m。

若取HW=350 mm,则根据不同的情况可求得△h值如表2所示。

从表1和公式(1)可知,汽包压力愈高,汽包水位愈高,则△h愈大,低水位时汽包真实重力水位与就地水位表的指示差别不大,因此水位偏差不是低水位保护拒动的主要原因。

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