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起停炉水泵造成汽包水位保护动作原因分析及改进措施

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起停炉水泵造成汽包水位保护动作原因分析及改进措施
华能国际电力股份有限公司 李 彬
【摘要】机组运行过程中，当锅炉中炉水处于不同的压力和温度，炉水泵起停时对汽包水位的影响是不同的，锅炉压力刚刚建立后启动炉水泵情况比较复杂，会发生汽包水位上升的情况。

【关键词】炉水泵；汽包水位；运行工况；饱和蒸汽；汽化
Huaneng fuzhou power plant unit # 1 boot process the influence of steam drum water level of boiler water pump for analyses
LiBin
（Huaneng FuZhou Power Plant ，FuZhou FuJian 350200）
Abstract ：In the process of unit operation ，when the boiler water in different pressure and temperature in the furnace ，the boiler water pump Starting and stopping is different to steam drum water level ，the effects of boiler pressure pump on furnace has just set up after the situation is more complex ，the steam drum water level rise will happen.
Key words ：boiler water pump ；liquid level ；operation condition ；saturated steam ；boil
1.前言
2013年9月26日华能福州电厂#1机组开机过程中炉水泵的两次启停对汽包水位影响与过去不同，故对这次起停进行分析。

当时工况：锅炉点火初期，汽轮机调节级金属温度230℃
1.1 停止炉水泵时工况，汽包压力0.67×100kpa ，炉水温度108℃，两台炉水泵运行，停止炉水泵前汽包水位-60mm ，停止后汽包水位迅速下降至-300mm 。

1.2 启动炉水泵时工况，汽包压力0.81×100kpa ，炉水温度110℃，一台炉水泵运行，启动前汽包水位+200mm ，启动后汽包水位迅速升至+300mm 启停炉水泵的各参数趋势变化可参见图1，详细参数参见附表。

2.原因分析
华能福州电厂#1锅炉为350MW 亚临界机组汽包炉，设置3台炉
水泵，汽包正常水位0mm ，水位保护动作值±300mm 。

针对以上两次几乎颠覆日常理论的现象，通过查阅资料，分析如下：运行过程中锅炉中水处于不同的压力和温度，炉水泵起停时对汽包水位的影响是不同的，为避免事故的发生，此文着重分析在不同工况下炉水泵启动对汽包水位变化的影响，查找其中的原因。

2.1 锅炉冷态时，炉水泵启动汽包水位的变化趋势：先快速下降，后快速上升，这是由于炉水泵启动后，汽包中的水大量被炉水泵吸入下降管打出至锅炉水冷壁，这就导致炉水泵启动初期汽包水位大幅度下降；当炉水通过水冷壁再次回到汽包，就造成汽包水位又大幅度上升。

历来的实践得出冷态时炉水泵启动对汽包水位影响为，即第一台炉水泵启动时对汽包水位影响最大，第二台炉水泵启动对水位影响次之，第三台炉水泵启动对汽包水位影响最小。

这其中主要原因是炉水泵启动时，由于锅炉下降管和水冷壁中存在空气，从而导致汽包水位下降，随着水中空气量减少，汽包水位变化幅度减小。

所以启动炉水泵前，特别是第一台炉水泵启动，汽包水位保持高水位，一般控制在150～200mm 之间，防止炉水泵启动时汽包水位急剧降低导致炉水泵入口差压降低甚至汽化，也可以避免锅炉MFT。

图1
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2.2 锅炉热态时，炉水泵启动对汽包水位变化影响大致可以分成以下两种情况说明。

2.2.1 在汽包压力高，炉水温度高工况下炉水泵的启动：本厂#1机组并网时第三台炉水泵启动的工况大概如此（汽包压力60×100kpa，炉水温度约300℃），这种工况下启动炉水泵与冷态启动时对汽包水位变化影响相同，汽包水位先降低，后上升，水位变化幅度比冷态时小。

2.2.2 在汽包压力低，炉水温度高工况下炉水泵启动：当炉水温度达到对应压力下饱和温度时，水冷壁中炉水开始汽化，常压下1×100kpa，水温度100℃为汽化温度，炉水泵启动后加快了炉水中汽水混合物流速，水冷壁管中水的欠焓水的换热系数计算公式为：α = 0.023(λ/d)Re0.8Pr0.4
公式中：α—换热系数；λ—管内水的导热系数；d—管子的直径；Re—管内流体的雷诺数；Pr—管内流体的普朗特数。

从公式中可以看出，流速增加使得雷诺数Re和Pr数增大，从而使流体换热系数增加。

加强了换热，从而导致水汽化速度加快，使水的容积增大，即回到汽包中汽水混合物的体积增大，从而使汽包水位上升；停止炉水泵的现象则相反。

与此情况类似的工况是，投入制粉系统或者燃油时，由于燃烧瞬间加强，汽水膨胀导致汽包水位上升，而燃料量突然减少或者负荷突降使汽包水位下降。

以上情况分析可以解释炉水泵在该工况下起停是导致汽包水位异常变化的原因。

为了能更加具体说明以上现象，现在对着焓熵图来分析下，如图2所示。

从图2中可以看出，在饱和线x=1以下的液体都是湿饱和蒸汽，可以看出压力线0.1MPa与温度线100℃交点刚好处于汽液分界线，所以在这种工况下受汽化现象影响则更为明显。

压力越高，温度越高，其介质工况处于干饱和线以上的可能性就越大，压力线在0.5MPa，温度线在300℃以上的工况基本都是干饱和蒸汽。

3.结论和改进措施
3.1 炉水泵在锅炉冷态及稳态升压后启动，汽包水位是下降的，由于汽包水位下降，所以启动前需要把汽包水位补高，以维持炉水泵启动后汽包水位的下降。

3.2 锅炉压力刚刚建立后启动炉水泵情况比较复杂，会发生汽包水位上升的情况，主要是由于水冷壁管中工质流速增加，换热增强，汽水膨胀引起，所以不建议在锅炉稳态及热态且汽包压力50×100kpa以下起停炉水泵，选择炉水泵起停时机比较重要，如果点火前启动3台炉水泵，不经济而且可能造成水冷壁联箱异音。

最好采用锅炉点火起压前启动2台炉水泵，第3台炉水泵按照规定并网时启动。

为了避免长时间出现水冷壁联箱异常声响，应尽量减少锅炉点火后长时间低
压低温运行的，点火后按照规程要求升压升图2
温。

若在锅炉点火初期根据实际需要必须起停炉水泵时，特别是针
对目前#1机组给水系统阀门内漏严重的现状，建议先启动电泵并出
水，适当开启定排、连排门并控制汽包水位0mm稳定运行，选择
有经验的运行人员根据实际汽包水位变化趋势及时调节给水量和定
排、连排门开度控制汽包水位在正常范围，以降低锅炉MFT可能。

严格监视炉水泵差压，防止炉水泵入口汽化损坏设备。

附表 启停2次参数变化
日期#1炉汽包水位
0.0003h FZ01-DFWC-LA0108
26-Sep-13
08:31:25
-70.72
26-Sep-13
参考文献
[1]谭健.炉水泵启停对汽包水位的影响及其控制策略[J].
[2]林宗虎,徐通模.实用锅炉手册[M].北京:化学工业出版社.
作者简介：
李彬，华能福州电厂运行部工程师。

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锅炉汽包水位计损坏故障的现象、原因及解决办法

锅炉汽包水位计损坏故障的现象、原因及解决办法

锅炉汽包水位计损坏故障的现象、原因及解决办法
现象：
1.水位计连接管堵塞，使水位缓慢上升或静止不动;
2.水位计汽连通管堵塞，使水位迅速上升或升到顶;
3.水位计水侧漏，使水位偏低，汽侧漏，水位侧偏高，以上均为假水位;
原因：
1.水位计云母片质量不好;
2.水位计使用时间过长，易冲刷损坏;
3.检修时，螺丝紧得不均匀;
4.水位计框架结合面加工质量不好;
5.冲冼水位计时，操作方法不对。

如何处理：
1.当汽包水位计损坏一台时，应立即将损坏的水位计解列，关闭水门和汽门，开启放水门;
2.用另一台进行监视和校对，并联系检修尽快恢复故障水位计。

3.如汽包水位计全部损坏，且具备下列条件，可用低位水位计监视水位:
(1)给水自动调节可靠;
(2)水位报警正常;
(3)低位水位计指示正确可靠，并且在4小时内曾与汽包水位计校对过。

4.汽包水位计全部损坏，且给水自动和水位报警不可靠时，只允许根
据可靠的低位水位计维持运行20分钟；
5.汽包水位计全部损坏，且低位水位计运行不可靠时，应立即停炉。

600MW机组汽包水位低低保护动作停炉事件分析

600MW机组汽包水位低低保护动作停炉事件分析

超驰打开逻辑：当汽泵出口压力低于-1 MPa时，汽泵再循 环调节阀超驰打开到100%。该超驰打开控制逻辑不合理，应 设置汽泵入口给水流量低于一定值时，超驰打开到100%。 2.2 热工DCS系统事件记录
调取主 机DCS系统 事 件记录 ，4号 机组锅 炉 于2019-0703T20：28：48跳闸，跳闸原因显示为“汽包水位低低”。 2.3 事件发生前B小机高调阀操作记录
表1 小机综合阀位指令、高/低调阀控制指令函数综合阀位指令/%0低调阀指令 /%0
高调阀指令 /%
0
90
100
190
200
90
100
100
100
0
10
100
100
2.1.3 汽动给水泵再循环调节阀控制逻辑 汽泵再循环调节阀投入自动模式后，调节汽泵入口流量。
本 次 事 件 过 程 中 ，B 汽 泵 再 循 环 调 节 阀 自 动 调 节 逻 辑 能 够 及 时正确控制。
调取事件发生前B小机高调阀操作记录、操作运行曲线。 在20：05：15—20：25：40期间，运行人员缓慢手动增加B小机高 调阀指令偏置值，高调阀指令由0%逐步增加到9%；20：23：25 时，高调阀迅速由5.7%开大到19%。 2.4 事件发生前B小机高调阀伺服阀特性曲线
事件发生前，B小机高调阀伺服阀的特性较差，阀位指令 与阀位反馈偏差大，并且伺服阀线圈电压值频繁波动。 2.5 B小机高调阀伺服阀更换后的特性曲线
20：26：15，B小机转速为5 980 r/min，机械超速保护动作 并跳闸，机组给水流量开始迅速降低，A小机转速为3 614 r/min， 汽包水位为92 mm。
20：26：27，机组退出AGC方式运行，进入阀位手动方式。 20：26：28，4号机 组 电动给 水 泵联锁 启 动 ，勺 管 开 度由 28 % 迅 速 开 启 ，机 组 给 水 流 量 降 至 345 t/h ，A 小 机 转 速 为 3 606 r/min，汽包水位为-1 mm。 20：28：30，机组负荷为516 MW，勺管开度增至78%，机组 给水流量 增 至428 t/h，A小机 转 速为3 882 r/min，汽 包 水位 为-456 mm。 20：28：48，机组给水流量增至548 t/h，锅炉MFT主保护项 “汽包水位低低”延时5 s，保护正确动作。 20：28：50，联锁跳闸汽轮机。
锅炉汽包水位的影响因素及调整浅析

锅炉汽包水位的影响因素及调整浅析

锅炉汽包水位的影响因素及调整浅析摘要：本文主要分析了影锅炉响汽包水位的主要因素，并针对机组在各个阶段期间汽包水位的调整方案进行了分析，以期对电厂运行调整提供借鉴作用。

关键词：汽包水位；给水流量；蒸汽流量。

1引言汽包水位是汽包锅炉正常运行中重要的监视参数之一，运行中，如果锅炉水位过高时会造成蒸汽带水，引起管道水冲击，严重时可能造成汽轮机进水事故，造成严重的设备损坏。

当水位过低时，将会引起锅炉水循环的破坏，造成水冷壁超温，严重缺水时，水冷壁出现干烧，引起水冷壁严重超温而出现大面积爆管的严重设备损坏事故。

所以，运行中，将汽包水位控制在正常水位范围内至关重要。

2影响锅炉汽包水位的主要因素分析2.1给水压力的影响当给水压力发生变化时，将使得给水流量随之发生变化，从而使得给水流量与蒸汽流量之间的平衡遭到破坏，最终使得水位发生变化。

当给水压力降低时，给水流量将随之减小，若其他条件不变的情况下，汽包水位将下降。

反之，当给水压力升高时，给水流量增加，汽包水位上升。

如果给水压力过低，甚至低于汽包压力时，将造成汽包无法上水，从而使得汽包严重缺水。

2.2燃烧对汽包水位的影响当外界负荷与给水流量不变化时，燃烧突然加强时，水位将出现暂时上升后下降；反之，燃烧减弱时，汽包水位将出现先下降后上升的现象。

这主要是由于燃烧工况的改变使得炉内的放热量发生了变化，从而引起工质状态发生变化的缘故。

当燃烧加强时，锅炉吸热量增加，炉水的汽泡增加，体积发生膨胀，从而使得汽包水位暂时性的上升，随着燃烧的继续加强，产生的蒸汽量不断增多，汽包压力上升，饱和温度也随着上升，炉水中的汽包数量随之减少，水位又会下降。

2.3负荷变化对汽包水位的影响当外界负荷突然增加时，如果给水流量和燃烧工况不变的情况下，将引起汽包压力急剧下降，使得炉水饱和温度下降，汽包内部分水瞬间汽化，产生大量的汽泡，使汽包水位快速升高，形成虚假水位；反之，如果外界负荷突然降低，将引起锅炉汽压骤升，汽包水位骤减，如此时大大减弱燃烧，则促使水位更低，若安全门动作又会使水位升高。

锅炉调整中影响汽包水位的因素及调整方法分析

锅炉调整中影响汽包水位的因素及调整方法分析

锅炉调整中影响汽包水位的因素及调整方法分析摘要汽包水位是反映锅炉和汽轮机正常安全运行状况的重要参数之一，直接反映了锅炉负荷与给水的平衡关系。

影响汽包水位的因素有：主汽压力、燃烧工况、锅炉负荷等。

汽包水位调节在主要分为以下三种情况：正常工况调节、事故情况调节、启停机过程中调节，本文将对以上情况下水位调节方法进行浅析。

关键字：汽包水位、主汽压力、工况、负荷在锅炉正常运行中，由于受负荷变化、燃烧工况的改变等因素的影响，汽包水位处于实时的变化之中。

汽包水位过高或过低都会对机组安全运行造成极大的隐患。

所以在正常运行中，汽包水位的监视是运行人员日常工作的重点。

1.维持汽包水位的重要性汽包水位过低，有可能造成下降管带汽，破坏水循环，蒸汽温度上升，水冷壁过热爆，管炉水泵入口汽化，造成设备严重损坏。

汽包水位过高时，蒸汽中水分增加，品质恶化，易发生过热器内部积盐、超温，影响锅炉热效率。

1.影响汽包水位的因素影响汽包水位的原因是多方面的，汽包水位是多个变量相互作用的直观体现，也是显示系统平衡的重要参数。

1.主汽压力主汽压力对保持汽包水位的稳定有最观的联系。

主汽压力稳定时，对应压力下的饱和温度是一定的，此时汽包内汽泡数量是相对稳定，在负荷不变的情况下，蒸发量稳定，此时汽包内水位是保持稳定的。

主汽压力变化时，由于对应的饱和温度发生变化，汽包内汽泡数量发生变化，对汽包水位的稳定起相反作用。

1.燃烧工况在锅炉负荷稳定和给水系统正常平稳运行时，锅炉燃烧工况发生变动多是由于给煤质变化、给煤机煤量不稳定等原因所造成的。

当燃烧增强时，如炉内燃料量突然增多，煤质由坏变好等原因，造成汽水体积膨胀，因而使水位暂时升高，由于产生的蒸汽量不断增多，使气压上升，饱和温度上升，炉水中的蒸汽泡数量又减少，水位又会下降，由于气压上升使蒸汽做功能力提高了，而负荷又没变化，因而气轮机调节机构将调速汽门关小，减少进汽量，于是锅炉蒸汽流量减少。

此时由于给水流量没有变，因而将使水位又升高。