熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組鍋爐汽包水位工況分析與控制

廉根寬,李宏毅,張東風(fēng)

（國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院,山東 泰安 271000）

0 引言

鍋爐在穩(wěn)定負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，鍋爐的燃料量、給水量、蒸發(fā)量必須同鍋爐負(fù)荷相適應(yīng)，既必須維持物質(zhì)平衡和熱量平衡。當(dāng)鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，這種平衡將被破壞，鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力、蒸汽溫度等運(yùn)行參數(shù)將發(fā)生變化，此時(shí)若能及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，則鍋爐的運(yùn)行參數(shù)不會(huì)有較大的變化。否則，鍋爐的運(yùn)行參數(shù)就不能維持在規(guī)定的范圍內(nèi)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及鍋爐和汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。此外，即使鍋爐負(fù)荷不變，鍋爐本身設(shè)備和運(yùn)行工況的變化也會(huì)使運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化，如：煤質(zhì)的變化、煤粉細(xì)度的變化、給水溫度的變化、受熱面積灰等均也會(huì)引起鍋爐運(yùn)行參數(shù)的變化，因而也必須隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。以保證鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1 維持汽包水位正常的意義

汽包水位過(guò)高，會(huì)使蒸汽中水分增加，蒸汽品質(zhì)惡化，易造成過(guò)熱器管內(nèi)積鹽、超溫和汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢；汽包嚴(yán)重滿水時(shí)，還會(huì)造成蒸汽大量帶水，引起主蒸汽溫度急劇下降，甚至造成管道和汽輪機(jī)水沖擊。

汽包水位過(guò)低，容易造成下降管中帶有蒸汽，破壞正常的水循環(huán)，造成水冷壁超溫爆管；嚴(yán)重缺水時(shí)，還會(huì)引起大面積爆管事故發(fā)生。汽包水位過(guò)低還會(huì)使強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的爐水循環(huán)泵進(jìn)口汽化引起泵組劇烈振動(dòng)。

2 影響水位變化的主要因素

2.1 負(fù)荷變化對(duì)水位的影響

正常情況下，機(jī)組負(fù)荷正常變化時(shí)，如果能及時(shí)調(diào)整鍋爐燃燒和給水，鍋爐汽包水位一般不會(huì)發(fā)生較大變化。但當(dāng)負(fù)荷驟變時(shí)（特別是在爐跟機(jī)下運(yùn)行時(shí)），若汽壓有較大幅度的變化，則會(huì)引起汽包水位迅速波動(dòng)。如出現(xiàn)虛假水位嚴(yán)重現(xiàn)象時(shí)，不加限制會(huì)造成鍋爐滿水或缺水時(shí)，則應(yīng)先適當(dāng)減小或增加給水量，同時(shí)調(diào)節(jié)燃燒，恢復(fù)汽壓，當(dāng)水位停止變化時(shí)，再適當(dāng)加大或減小給水，維持汽包正常水位。

2.2 燃燒工況對(duì)水位的影響

當(dāng)燃燒加強(qiáng)時(shí)，爐內(nèi)放熱量增加，蒸發(fā)設(shè)備中含汽量增多，爐水體積膨脹，水位上升；但蒸發(fā)量的增加又使汽壓上升，提高了蒸發(fā)設(shè)備中工質(zhì)的飽和溫度，水位有會(huì)逐漸下降。當(dāng)汽壓升高時(shí)，若保持外界負(fù)荷不變，則必須關(guān)小調(diào)節(jié)汽門，此時(shí)若不及時(shí)調(diào)節(jié)燃燒，則汽壓會(huì)進(jìn)一步升高，水位繼續(xù)下降。燃燒減弱時(shí)對(duì)水位的影響與上述情況相反。燃燒工況變動(dòng)時(shí)，水位變化的程度，取決于燃燒工況變化的程度和運(yùn)行調(diào)節(jié)的及時(shí)性。

2.3 給水壓力變化對(duì)水位的影響

其它條件不變時(shí)，給水壓力變化將會(huì)引起給水量的變化，從而引起水位的變化。當(dāng)給水壓力增加時(shí)，會(huì)使給水量增加，從而水位會(huì)上升；反之水位會(huì)下降。

3 汽包水位的控制

目前，大容量熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組均采用了較成熟的全程給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，由于汽、水流量不平衡，故采用單沖量調(diào)節(jié)，此時(shí)僅引入水位沖量，根據(jù)水位變化調(diào)節(jié)給水量；正常運(yùn)行時(shí)，采用三沖量調(diào)節(jié)，此時(shí)，引入蒸汽流量作前饋信號(hào)，給水流量作反饋信號(hào)進(jìn)行粗調(diào)節(jié)，汽包水位作為校正信號(hào)。

為了消除虛假水位對(duì)給水調(diào)節(jié)的影響，鍋爐采用三沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即根據(jù)過(guò)熱蒸汽流量、汽包水位、給水流量三個(gè)信號(hào)來(lái)控制給水調(diào)門。蒸汽流量可以作為前饋信號(hào)，借以消除虛假水位的影響；給水流量可作為反饋信號(hào)，避免過(guò)調(diào)，或用以消除因給水壓力變化等引起的給水?dāng)_動(dòng)；汽包水位信號(hào)是主信號(hào)，它也起校正作用，最后使水位維持在規(guī)定值。

[1]張磊,廉根寬.《大型熱電機(jī)組運(yùn)行與管理》[J].中國(guó)水利水電出版社，2010(08).

[2]李勇.淺析330MW機(jī)組鍋爐汽包水位的影響因素及調(diào)整方案[J].機(jī)電信息，2012(36).

[3]陳紅光.論300MW機(jī)組鍋爐汽包水位調(diào)節(jié)[J].黑龍江科技信息，2011(04).