《汽包水位调节》PPT课件.ppt

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1、2008-02-25 袁景涛,汽包水位重要性,汽包水位,给水泵介绍,汽包水位调整,汽包水位调节,注意事项,当汽包水位过高时，由于汽包蒸汽容积和空间高度减小，蒸汽携带的水分会增加，从而蒸汽的品质恶化，容易造成过热器积盐垢，使管子过热损坏。同时，盐垢增加，传热热阻也增大，将引起传热恶化，过热汽温下降使经济性下降。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。,重要性（1.1）,1983年6月17日，某厂7炉（HG670t/h）因省煤器泄漏临检停炉，因没有大量程水位计指导补水上水操作，操作失误，致使锅炉满水升压，直到锅炉过热

2、器安全门动作才被发现。由于电动主汽门不严，给水进入汽机，造成大轴弯曲重大事故。1990年1月25日，河南新乡电厂2号锅炉满水事故。在锅炉灭火后恢复过程中，给水调节门漏流大，未能有效控制水位，汽包满水，汽温急剧下降，汽缸等静止部件变形，汽机大轴弯曲、轴系断裂。,重要性（1.2）,汽包水位过低则可能破坏水循环，使水冷壁管的安全受到威胁，可能引起炉水泵的汽蚀而损坏炉水循环泵，如果出现严重缺水而又处理不当时，则可能造成水冷壁爆管。,1982年7月25日，山西神头电厂2炉（苏制670t/h）在大修后启动中，锅炉负荷60t/h，在1218kg/cm2锅炉升压期间，差压水位表及差压水位记录表不能投入运行，电

3、接点水位计二次表因测量筒水脏不正常显示，靠司水手拨水位调整水位。司水监视云母水位计技术不熟练，未能准确报告水位，加之给水流量表因小信号切除无指示，调整给水操作失误，导致锅炉长时间缺水，烧坏249根水冷壁管，构成重大损坏事故。1997年12月16日，秦皇岛热电厂#4锅炉断水、低水位保护和后备保护失效的情况下，由于云母水位计量程小，电接点水位计误显示有水，差压水位计正误差大，人员判断错误，致使锅炉较长时间在断水状态下运行，导致水冷壁多处爆管、大面积过热损坏，直接经济损失约312万元，构成重大事故。历时近4个月抢修后恢复运行，发电量损失惨重。,汽包水位,回目录页,汽包水位测量,虚假水位,汽包水位定值

4、,汽包水位测量,高温高压锅炉汽包水位的准确测量一直是个难题，目前尚未很好地解决。电厂中常见的三种水位测量系统各有其优缺点，在使用中应相互参照。玻璃管（石英管、云母）汽包水位计 差压式汽包水位 电接点水位计,汽包水位测量,1.玻璃管（石英管、云母）汽包水位计：基于连通器的原理。用于就地观察水位，或通过双色显示和摄像信号传递到集控室进行显示。亚临界锅炉的就地水位表显示值与汽包中的实际水位存在相当大的差距。防止电力生产重大事故的二十五项重点要求中规定：“对于过热器出口压力为13.5MPa及以上的锅炉，其汽包水位计应以差压式（带压力修正回路）水位计为基准。,汽包水位测量,2.电接点水位计：基于汽和水的

5、导电率不同来测量水位的。电接点汽包水位计曾用于水位保护和集控室远传显示，但存在以下问题：测量筒水位取样负误差随汽包压力参数提高而增大，在亚临界压力下高水位停炉值负误差可达250mm，使得亚临界锅炉高水位动作保护拒动；炉水导电度过高时，电极式水位测量装置会造成误发报警或使水位保护误动作；电极机械密封泄漏而导致装置的故障率高；水质差，易污染电极，需经常排污冲洗，增加了维护工作量和保护切投的次数。,汽包水位测量,3.差压式水位计：通过平衡容器将水位信号转换为压力信号，再将压力信号转换为电信号，提供给DCS、水位自动调节装置以及水位保护等的水位信号。是相对比较可靠的远方水位测量装置。作为高参数大容量机

6、组的主要汽包水位测量和保护信号源，但不能用于锅炉启动过程中和停炉后的水位监视。,虚假水位,形成：“虚假水位”就是暂时不真实的水位.当汽包压力突然降低时,由于炉水饱和温度下降到相对应压力下的饱和温度而放出大量热量来自行蒸发,于是炉水内汽泡增加,体积膨胀,使水位上升,形成虚假水位。当汽包压力突然升高,则对应的饱和温度提高,一部分热量被用于炉水加热,使蒸发量减少,炉水中汽泡减少,体积收缩,促使水位下降,同样形成虚假水位。,虚假水位,什么情况下压力突变?(突然升高或突然降低)引起压力波动,出现虚假水位。（内扰、外扰）：燃烧不稳 灭火 汽轮机突然增加负荷 汽轮机突然甩负荷 安全门动作,虚假水位,汽包水位

7、是否稳定首先取决于锅炉负荷的变动量及其变动速度，因为它不仅影响蒸发设备中水的消耗量，而且还会造成压力的变化，从而引起炉水状态发生变化，促使它的体积也发生变化。锅炉负荷突然增加时，在给水量和燃烧未作相应的调整之前，汽包水位先升高，而后再逐渐降低；而汽压则很快下降。汽压下降的结果，一方面造成汽水混合物比容增大，水位上升；另一方面使饱和温度降低，造成金属和炉水放出部分热量用来蒸发炉水，因此炉水内的蒸汽数量大大增加，汽水混合物体积膨胀，促使水位很快上升，形成虚假水位。因此，在负荷突然增加时，水位暂时很快上升，从物质不平衡的情况看，蒸发量大于给水量，炉水不是多了而是少了，水位会很快下降。在锅炉负荷和给水

8、量未发生变化的情况下，炉内燃烧工况发生变动多数是由于燃烧不良，给煤量的不稳定所引起。当燃烧加强时，炉内放热量增加，受热面吸热量也增加，炉水汽水加强，炉水中产生的蒸汽汽泡数量增多，体积膨胀，水位暂时提高，由于产生的蒸汽量不断增多，汽压上升，相应提高了饱和温度，使炉水中的蒸汽汽泡数量有所减少，水位又会下降。对于单元机组，如果此时汽压不能恢复则汽轮机调节机构将要关小调速汽门，进汽量减少，因此水位又会上升。燃烧减弱时，情况与之相反。,汽包水位定值,汽包水位：正常水位范围50mm；高水位报警120mm，低水位报警-170mm；锅炉在40MCR蒸汽流量（800t/h）以下，汽包水位达350或350mm水位

9、时，保护动作触发MFT；锅炉在40MCR蒸汽流量（800t/h）以上，汽包水位达270mm或300mm时，保护动作触发MFT。保护设置采取了传统的三取二的方法，当汽包差压式水位计三只中的两只达到保护规定值时，保护动作触发MFT。当三只水位计中的任一只水位计指示与其它两只水位计偏差超出100mm时，保护逻辑自动将该点水位计指示剔除（提供给水系统的平均值，同样具有此项逻辑），保护变为二取二。（热工给水幻灯片）,给水泵介绍,1.小机保护：手动跳闸RM润滑油压力低 LB，保护测点取自ETS回路。3取2（0.08MPa）凝汽器真空低 VB，ETS回路 3取2，（30 KPa）轴向位移大 RP，ETS回路

10、（1.2mm）汽机轴承振动大 VB（0.12mm）超速6325rpm RM，ETS回路MEH 电源故障 RMDCS遥控跳闸 RM,给水泵介绍,2.前置泵保护：除氧器水位950mm三取二(再循环门未开或未开到60%)且泵出口流量低延时60s 255T/H径向轴承温度90 2取2推力轴承温度90,给水泵介绍,3.汽泵保护：前置泵停汽泵传动端径向轴温 100汽泵自由端径向轴温 100推力轴承内侧温度1 110推力轴承内侧温度2 110推力轴承外侧温度1 110推力轴承外侧温度2 110汽泵转速平均值 2800rpm汽泵入口水压与除氧器差压 1.1Mpa延时20s且汽泵入口水压为好点,给水泵介绍,4.

11、电泵保护：除氧器水位950mm三取二润滑油压低低0.08MPa(再循环门未在开位或再循环门开度30%)且流量低延时10s 210t/h电泵运行且进口大差压0.8MPa延时20s且10LAH10CP101信号质量好径向轴承温度90延时3S推力轴承温度90延时3S四点中有任一点达到定值保护动作前置泵传动端轴温90延时3S前置泵自由端轴温95延时3S前置泵推力轴温90延时3S单点液力偶合器轴温高高延时3S(95,100)电动给水泵组工作油冷油器进油温度高高130延时3S,给水泵介绍,5.再循环联锁：（1）电泵再循环联锁：电泵流量380t/h时门完全关闭。电泵泵流量450t/h时门完全关闭。汽泵流量3

12、00t/h，再循环保护快开。,汽包水位调整,自动调整,三冲量概念,特定工况下调整,汽包水位调整,给水自动调节：（1）机组启动初期由电动给水泵出口的旁路阀开度来调节锅炉汽包水位，待汽包水位稳定后且锅炉负荷小于或等于30ECR时，给水调节控制采用汽包水位单冲量控制，可将汽包水位投入单冲量给水自动。（2）锅炉负荷大于30ECR时，给水调节控制采用汽包水位、过热蒸汽流量、给水流量三冲量控制；可将汽泵置于“锅炉自动”方式下，转入锅炉三冲量给水自动，通过调节汽泵或电泵的转速来调节给水量，达到调节水位的目的。,汽包水位调整,三冲量控制概念：三冲量调节根据汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号去调节给水流量稳定

13、汽包水位，其中汽包水位是主信号，蒸汽流量为前馈信号，给水流量为副信号，三冲量控制控制对象为电泵和汽泵。（热工给水幻灯片）优点：有效克服汽包虚假水位。,汽包水位调整,汽包水位的变化反映的是锅炉蒸发量和给水量之间的平衡关系，正常工况下锅炉给水流量（加锅炉减温水量）和锅炉蒸发量基本相等，由于测量的原因实际上锅炉给水流量和锅炉蒸发量存在一定范围的偏差值。当两者之间的平衡关系被打破时，汽包水位就会发生变化，归纳起来影响汽包水位变化的因素主要有以下几个方面。汽包压力变化。给水流量变化。锅炉负荷变化。锅炉过热器、水冷壁、省煤器泄漏锅炉定期排污、连续排污。燃烧工况变化。锅炉启动、机组并网、停炉等。旁路系统的开

14、关。,汽包水位调整,手动调整过程原则：保证汽包水位不超限，负荷变化时保证蒸汽流量与给水流量差为定值。电泵：转速：5818rpm 最大流量：663t/h（实际可短时到800t/h流量），流量在600t/h以上大差压易出现汽泵：转速：28005600rpm 点一次脉冲变化32rpm 最大流量：1104t/h,特定工况下汽包水位控制,启炉水泵，起第一台泵水位约下降300500mm，启第一台炉水循环泵前应将汽包水位调至+300mm以上，防止炉水循环泵启动后汽包水位过低升温过程，水位受热会上升，打开定排。炉水刚刚沸腾时，蒸发量小，给水温度低对汽包水位影响较大，上水水量不要变化太大。进入锅内的给水不能很快

15、被加热成饱和水，反而越增加给水量，炉内汽水混合物会因为较低给水的冷却而变成水，导致汽包水位下降，汽包水位会越低。此时，汽包水位的控制不易太高，150mm左右。提高除氧器内水温可以改善此状况。旁路开关（有虚假水位现象），打开时维持低水位，反之高水位，旁路的操作要缓慢（5以内较安全）。冲车，低一些，汽轮机冲转过程相当于对锅炉产生一个蒸发量突增的一个扰动，汽包压力突降，汽包水位先突升后很快下降。把握好这一点只要在汽轮机冲转前适当保持汽包低水位，冲转后，快速增加给水流量就可以了。,特定工况下汽包水位控制,并网，当发电机并网后由于DEH直接将机组负荷升至30MW左右负荷对应的蒸汽流量，汽包压力突降，产生

16、强烈的虚假水位，汽包水位升高幅度大约有200mm左右，甚至于更高。并网前保持汽包水位在100mm150mm，并网后，快速增加给水流量，保持给水流量略大于蒸汽流量，直至汽包水位稳定；电泵大小阀切换：勺管80以下给水反应灵敏，80以上要进行切换，此时负荷约70MW左右。切换时转速要下降1000rpm左右。切换前尽量控制较低水位。并泵：汽泵出口电动门开闭锁为前后压差小于0.2MPa，建议先开旁路，再开主电动门，并泵时操作缓慢，尽量在负荷稳定时进行保持给水流量一定，并泵后保持电、汽泵出口压力一致，防止“抢水”。机组启动在180MW升负荷以前将汽泵用汽切至四抽带，防止汽泵出力不足影响启动进度。,特定工况

17、下汽包水位控制,例：负荷236MW汽包压力9.9MPA蒸汽流量883T/H给水流量765T/H，四抽供汽泵0.18MPa/285；启动23磨煤机汽包压力波动引起水位波动，此时由于四抽供汽参数较低，四抽电动门未开展（2号机）存在一定节流作用，汽泵、电泵再循环开度较大，手动调节汽泵指令与实际转速出现偏差，MEH指令提高后实际转速响应较慢，水位调节响应滞后，水位出现一段时间波动。分析总结：在此工况下应视汽泵流量手动关小再循环开度，适当提高电泵转速，调节汽泵时应保持指令与实际转速的一致，防止出现积分饱和现象，在能够保证汽包水位的情况下适当提高机组负荷，提高四抽压力，实际四抽升至0.23/296后汽泵调

18、节趋于正常。,注意事项,回目录页,事件回顾,RB介绍,调节注意事项,给水事件回顾,2004年8月以前1号机电泵在流量不大但滤网堵塞严重的情况下保护跳闸，2号机电泵在滤网堵塞较轻但流量较大的情况下跳闸。（试运期间大差压动作最多）2004年12月13日#2机组除氧器水位故障引发机组跳闸2005年6月17#2机组22汽泵断油跳闸,触发RB2005年6月11日21汽泵入口滤网严重泄漏，紧急打闸快速降负荷2005年6月29日吹灰期间，压力、负荷摆动使两台汽泵抢水，切除给水自动，开汽泵再循环调门，期间因对温度未能引起重视，采取措施不及时，导致再热汽温右侧最低499。2005年12月22日10时50分，1号

19、机组汽包水位高保护动作机组跳闸事件。热工传代码的过程中，将两台小机的转速信号消失，触发RB，运行操作不当，引起汽包水位高掉机2006年2月24日电泵低流量开关量报警误发，同时随着电泵流量的增加，再循环自动关至30%，电泵跳闸2006年7月20日23：07，12汽动给水泵MEH控制柜中DI卡件和与其配套的DI端子板短时故障，导致远方脱扣指令触发，12汽动给水泵跳闸，处理正确，避免机组非停一次。2006年8月22日 21汽动给水泵前置泵推理轴承检查做措施时，2号机电泵大差压保护动作跳闸。,RB介绍,RB逻辑如何锅炉负荷50MCR，两台汽泵全跳，延时3秒，电泵自启动成功，甩负荷至30MCR（实际：1

20、号机电泵启动10分钟后计算至30负荷，2号机跟踪电泵流量计算负荷）。机组负荷大于300MW时，电泵在备用状态，单台汽泵跳闸后，汽泵RB发出，机组协调切至TF方式，快速降负荷至计算最大可能负荷（50，一般在300330MW），自上到下磨煤机跳闸（最终保留3台磨煤机运行），电泵联起（需手动增加转速增加给水流量）。汽泵RB过程1、2号机存在部分不同之处：汽泵RB发出后，2号炉自动投入四支油枪，1号炉需视燃烧情况手动投入。2号机汽泵RB发出后，DEH直接发指令快速关汽轮机主调门，至RB动作信号结束。1号机汽泵RB发出后，机组切至TF方式后，压力设定值跟踪当前负荷对应压力定值。RB发生后，保证机组负荷、

21、锅炉蒸发量、煤量、水量的对应非常重要。RB成功处理分析：,注意事项,水位调整注意事项：汽包水位太低调节时防止大差压保护，注意工作油温度快速增减流量时注意给水、蒸汽流量偏差汽包水位太高可开放水配合调节注意汽包压力的变化保持“给水量减蒸汽量定值”水位回头后立即进行调节并列运行时阀前压力低于母管压力就不必再减虚假水位也会造成保护动作，一般水位高时也需减水，但要注意程度的控制并列运行时再循环最好投自动事故情况下水位上升过快可打掉一台汽泵，前提是负荷已较低水位低时要尽早把电泵开起来讨论：汽包水位低时是否可以打掉一台炉水泵来防止汽包水位低MFT动作？,感谢大家，不足之处敬请指正！,回目录页,电泵P-Q曲线,返回,