汽包水位影响因素及水位控制浅析

　　摘要汽包水位是锅炉正常运行中最主要的监视参数之一，锅炉满水时蒸汽大量带水，会引起管道和汽机内产生严重的水冲击，造成设备的损坏。水位过低，会引起水循环的破坏，使水冷壁管超温过热，严重缺水时，还可能造成更严重的设备损坏事故。因此，加强对水位的监视和调整至关重要。本文结合对影响汽包水位非稳态因素的分析，对锅炉汽包水位正常调节、锅炉满水、锅炉缺水的操作进行具体总结。
　　关键字汽包水位、非稳态、影响因素、处理
　　1锅炉汽包水位非稳态的影响因素
　　1.1给水压力的变化
　　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格监视，注意控制给水流量与蒸汽流量相适应。
　　1.2燃烧工况变化的影响
　　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，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。
　　1.3锅炉负荷变化的影响
　　汽包水位的变化与锅炉负荷(蒸发量)的变化有密切关系，因为蒸汽是从给水进入锅炉以后逐渐受热汽化而产生的，当负荷变化时，蒸发受热面中水消耗量发生变化，必然引起汽包水位的变化。当负荷增加时，如果给水量不变或增加不及时，则蒸发设备中的水量逐渐被消耗，其最终结果将使水位下降；反之，水位上升。水位变化的幅度反映了锅炉蒸发量与给水量之间平衡关系相称程度，如给水量大于蒸发量，则水位上升；给水量小于蒸发量，则水位下降。只有给水量等于蒸发量(排污及阀门泄漏除外)即蒸发设备中保持物质平衡时，水位才能稳定。
　　1.4虚假水位的影响
　　汽包压力改变时，内部汽水发生转换，引发虚假水位。所谓“虚假水位”，即当蒸汽负荷增加时，虽然锅炉的给水量小于蒸汽流量，水位不但不下降，反而迅速上升，这是由于汽水混合物中蒸汽的容积迅速增加造成的。
　　1.5锅炉汽水管泄漏或排污阀不严密
　　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。
　　1.6给水自动失灵运行人员手动调节不及时
　　运行中由于个别点超限产生坏点、操作不当致使给水压力过高、给水泵并列运行时发生了RB现象，运行中的给水泵负荷过高以及给水自动调节系统故障等均会引起给水自动失灵，在手动调节时，对水位的变化趋势及给水量与蒸汽量的匹配重视不够，使得给水量骤增或骤减，最后导致水位的上下波动。
　　2锅炉汽包水位的控制和调节
　　工业锅炉中最常见的事故有：锅炉缺水、锅炉超压、锅内满水、汽水共腾、炉管爆破、炉膛爆破、二次燃烧、锅炉灭火等。其中以锅炉缺水事故比例最高。这些事故中的大部分是由于锅炉水位控制不当引起的，可见锅炉汽包水位控制在锅炉控制系统中的重要性。下面列举两种水位事故情况的处理：
　　2.1锅炉满水
　　锅炉满水时，汽包水位高声光报警，水位计指示水位高，给水流量不正常的大于蒸汽流量；严重满水时，汽温急剧下降，蒸汽导电度升高，主蒸汽管道内有可能发生水冲击。造成锅炉满水的原因：给水自动失灵或给水泵调速系统故障；水位指示不正确使运行人员误判断；对水位监视不严或手动控制失误；负荷突变，调整不当；燃烧增加或安全门动作，引起虚假水位。
　　处理方法为：经确认为汽包水位高时，立即将给水自动切为手动，降低给水泵转速，如旁路运行，则可关小或关闭旁路门；如运行给水泵调速失灵手动无法减小给水量，侧停故障给水泵启用备用给水泵；根据情况自动开启或者手动开启事故放水门，水位正常后应关闭；如汽温急剧下降，则开启过热气、再热器以及主蒸汽管道疏水门；达到MFT条件时MFT动作，否则手动MFT。
　　2.2锅炉缺水
　　锅炉缺水时，汽包水位低声光报警，水位计指示水位低，给水流量不正常的小于蒸汽流量（省煤器、水冷壁泄漏则与此相反，因为炉水直接从此部分外漏，导致锅炉缺水）；严重缺水时，过热器蒸汽温度升高，当水位保护投入时，MFT动作。造成锅炉缺水的原因：给水自动失灵或给水泵调速系统故障；水位指示不正确使运行人员误判断；给水泵调泵；对水位监视不严或手动控制失误；负荷突变，调整不当；减弱燃烧过快，引起虚假水位；给水管道破裂或省煤器、水冷壁管道泄漏。
　　处理方法为：经确认为汽包水位低时，立即将给水自动切为手动，增大给水流量；如运行给水泵调速失灵手动无法增大给水量，侧停故障给水泵启用备用给水泵；如正在排污则立即停止排污，必要时关闭连续排污门；如汽温上升无法控制或水位继续下降，则请示值长减负荷运行；达到MFT条件时MFT动作，否则手动MFT。
　　
　　参考文献
　　[1]樊泉桂,闫维平.锅炉原理.北京：中国电力出版社,2004.1
　　[2]王晋一.自然循环锅炉汽包水位的变化及控制.东北电力技术,2003年第10期
　　[3]王卓.模糊控制在锅炉水位控制系统中的应用：[学位论文].北京科技大学控制理论与控制工程系，2005