1、汽包水位调节控制,Company Logo,汽包水位调节,一,二,给水调节的对象,给水调节的任务,虚假水位,给水调节的控制,三,四,汽包锅炉给水调节的任务是使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在规定的范围内。 汽包水位反映了汽包锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系，是锅炉运行中的重要监视参数，保持汽包水位正常是保证锅炉和汽机安全运行的必要条件。 水位过高，由于汽包蒸汽容积和空间高度减小，会影响汽包内汽包内汽水分离装置的正常工作，蒸汽携带的水分增加，造成蒸汽带水而使过热器管壁积盐垢，致使过热器超温而烧坏，,给水调节的任务（一）,同时盐垢增加，传热热阻也增大，将引起传热恶化，使过热汽温下降，
2、使机组经济性下降。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。 汽包水位过低，则可能破坏锅炉水循环，使水冷壁管的安全受到威胁，如果出现严重缺水而又处理不当时，则可能造成水冷壁烧损而爆裂。,给水调节的任务（二）,汽包水位是由汽包中的贮水量和水面下的汽泡容积所决定的，因此凡是引起汽包中贮水量变化和水面下的汽泡容积变化的各种扰动均会造成汽包水位的变化。 引起汽包水位变化的扰动分为： 1、给水流量扰动；给水调节阀开度的变化、给水压力变化、给水泵转速的改变、给水泵再循环的开关、给水管路泄漏等因素均会引起给水流量的改变。 2、蒸
3、汽流量的扰动；汽机调门开度的变化、汽机旁路的开关等因素引起的蒸汽流量变化均会使汽包水位发生变化。 3、锅炉热负荷扰动；锅炉燃烧率的变化是锅炉热负荷扰动的主要因素，它影响锅炉的输出蒸汽流量和汽水容积中的汽包体积。,给水调节的对象（一）,1、给水流量的改变不会立即引起汽包水位的变化。原因为：给水流量的改变，一方面使进入汽包的给水量增加（或减少），另一方面由于温度较低的给水进入省煤器、汽包及水循环系统，使原有吸收饱和水中的一部分热量增加（或减少），致使水面下汽包体积减小（或增加），两方面的叠加，造成汽包水位变化的迟缓。 2、蒸发量的突变会使汽包水面下的汽泡容积随之也迅速向同一方向变化，从而引起汽包水
4、位向同一方向的突变，即“虚假水位”现象。当汽泡容积的变化与蒸发量的变化相适应后，汽包水位的变化开始随蒸发量的变化向相反的方向变化。,给水调节的对象（二）,给水调节的对象（三）,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（煤质突变），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
5、变的强烈程度以及运行调节的及时性。,Company Logo,虚假水位,二,虚假水位的分类,三,虚假水位与汽水共腾,四,虚假水位的产生因素,五,虚假水位的概念和形成,一,汽包水位的监视,汽包水位计以DCS差压式水位计为基准，同时参照就地水位计，在锅炉启动和正常运行中，对汽包水位计进行零位校验，每班进行一次差压水位计和云母水位计的校验工作，当各水位计偏差大于30mm时应立即查明原因予以消除。,汽包水位计运行方式,汽包各水位计必须指示正确，水位电视上应能清晰看到汽包水位，热控汽包水位高低报警应可靠，并按要求进行汽包水位高低报警试验，正常情况应依靠自动装置来实现汽包水位的自动控制。给水自动投入，水位
6、自动设定值要设定在“0”，并经常监视汽包水位各表计的的指示，当汽包水位超过+120mm或低于-180mm，并急剧变化时，应及时改为手动调整，防止发生缺满水事故。增减负荷时要注意防止由于主汽压力和蒸汽流量的较大变化而造成汽包水位的大幅变化，两台汽泵负荷尽量分配均匀。,汽包水位计的正常监视,汽包水位的变化不是由于给水量与蒸发量之间的物料平衡关系破坏所引起，而是汽包内处于饱和状态的水由于压力突然变化、给水温度突变、燃烧工况突然变化等原因，使水容积中汽泡含量增多或减少，引起工质体积膨胀或收缩，造成汽包水位升高或下降的现象，称为虚假水位。,虚假水位的概念,“虚假水位”是汽包内某一瞬间过程的真实水位，虚假
7、不是水位虚假，而是表示这一瞬间的水位和后来的水位变化相反。当工质状态发生改变时，即使能保持物质平衡，水位仍可能发生变化。这种水位变化不是因汽包内存水量的变化造成的，而是由于汽包压力变动引起工质密度、饱和温度等状态的改变，使得炉水比容和水容积中汽泡数量发生变化，造成汽包水体积膨胀或收缩，从而引起水位变化，这种水位变化是暂时的，并非最终结果，一般称之为“虚假水位”。,造成虚假水位的原因,当汽包压力突降时，由于炉水饱和温度下降到相应压力下的饱和温度而放出大量热量并自行蒸发，于是炉水内气泡增加，汽水混合物体积膨胀，促使水位很快上升，形成虚假水位； 汽包压力突升，则相应的饱和温度提高，一部分热量被用于炉
8、水加热，而用来蒸发炉水的热量则减少，从而使蒸发量减少，炉水中气泡量减少，使汽水混合物的体积收缩，促使水位快速降低，同样形成虚假水位。此外当锅炉内热负荷骤增或骤减时，水的比容将增大或减小，也会形成虚假水位。,虚假水位的形成,虚假水位产生的因素有： 1、锅炉燃烧率突变 2、燃烧不稳时 3、汽包压力突变 4、主蒸汽流量突变（汽机调门开大或关小、 汽机高低压旁路开关、锅炉安全门动作） 5、汽轮机甩负荷 6、给水温度下降（高加跳闸） 7、锅炉灭火 其中，虚假水位产生的主要因素是压力变化和燃烧工况变化引起的。,虚假水位产生的因素,机组负荷的变化意味者蒸汽流量的变化，所以在其它条件不变的情况下，负荷增加，汽
9、包水位将下降；反之水位将上升。 当机组负荷突然增加时，水位变化是先升后降，这是因为负荷突然增加时，一方面造成汽包压力快速下降，汽包水体积膨胀；另一方面也使工质饱和温度相应降低，炉水温度高于新压力下的饱和温度而产生附加蒸发量，释放锅炉蓄热，使汽包内水中的汽泡数量大大增加，体积膨胀，促使水位暂时迅速上升，形成虚假水位、但最终由于蒸汽流量突然增加，而给水流量来不及增加，锅炉蓄热释放后，水位就随之下降。同理，当机组负荷突然下降时，水位变化是先降后升。,机组负荷变化对汽包水位的影响,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（煤质突变），水位暂时升高而后下降；燃料
10、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。,燃烧工况对汽包水位的影响,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
11、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加监视，注意控制给水流量与蒸汽流量相适应。,给水压力变化对汽包水位的影响,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。,汽水管道泄漏或排污阀不严对水位的影响,当锅炉给水品质不合格长期运行时，或化学监督不当，炉水处理或加药不当，以及锅炉排污
12、不及时等，将使得炉水含盐量过大，不但会造成蒸汽的污染，而且会在水冷壁受热面上结垢，甚至会腐蚀受热面，同时由于炉水中的油脂、悬浮物或含盐浓度过高时，蒸汽泡的表面含有杂质而不易被撕破，在汽包水面上产生大量泡沫，使汽包水位急剧升高并产生强烈的波动现象。,炉水品质对汽包水位的影响,当安全阀起坐后，汽包压力下降，相应饱和温度也降低，使汽包内水中的汽泡数量大大增加，体积膨胀，促使水位暂时迅速上升，形成虚假水位、但最终由于蒸汽流量突然增加，而给水流量来不及增加，锅炉蓄热释放后，水位就随之下降。 当安全阀回坐时，汽包压力升高，相应饱和温度也升高，使汽包内水中的汽泡数量迅速减少，体积收缩，促使水位暂时迅速降低，
13、形成虚假水位、但最终由于蒸汽流量突然减少，而给水流量来不及减小，水位就随之升高。,安全阀的起座和回座对汽包水位的影响,造成安全阀起座的原因外因：例如减负荷速度过快、调门自关等。内因：例如启停磨煤机、燃烧自动退出未及时调整等。,正确判断和处理虚假水位,造成虚假水位的根本原因是外界引起主汽压力的变化和炉内热负荷的变化。锅炉燃烧率增加、主蒸汽流量增加（汽机调门开大、汽机高低压旁路开大、锅炉安全门动作），汽包压力下降等引起虚假高水位。锅炉燃烧率减少、主蒸汽流量减少（汽机调门关小、锅炉安全门回座、汽机高低压旁路关小）、汽包压力上升等引起虚假低水位。,虚假水位的判断,利用历史数据库，掌握各负荷段、各压力段
14、主蒸汽流量、给水流量数值，积累自己的经验。 对已发生的机组异常利用历史趋势曲线进行分析总结，对当事值的操作进行评价，不断提升自己的操作技能。,虚假水位的处理,正确判断和处理虚假水位,虚假水位的处理,熟悉设备、熟悉系统，掌握两台汽动给水泵和电动给水泵的调节特性，根据造成虚假水位的原因及时调整给水量。 掌握锅炉的燃烧特性，分清虚假水位是内因造成的还是外因造成的，因燃烧造成的虚假水位应及时调整燃烧，大容量的锅炉热惯性很大，因此控制增减燃料速度要缓慢，必要时及时投入油枪或等离子稳定燃烧 如果是主汽调门自关造成汽包压力突然升高产生的虚假水位-瞬间水位下降，应做好锅炉满水的操作准备，适当降低锅炉热负荷，防
15、止锅炉安全阀起座。反之应做好锅炉缺水的操作准备。,正确判断和处理虚假水位,虚假水位的处理,如甩负荷造成安全阀起座（启停磨煤机操作不当，调整不及时也可能造成安全阀起座），应调整燃烧降低主汽压力让安全阀尽快回座。安全阀起座时的虚假水位-水位迅速升高，安全阀回座时的虚假水位-水位快速降低，因此要防止高低水位保护动作。（甩负荷造成的虚假水位最复杂，压力升高-水位降低，安全阀动作-水位升高，调整方法不同产生的“虚假水位”也不相同，一是降低热负荷-水位下降，安全阀回座-水位降低。二是如果可能迅速带负荷-水位升高，安全阀回座-水位下降。反反复复）。要根据现场情况和采取的手段，明确水位变化趋势，预先干预确保水
16、位在相对的范围变化。,正确判断和处理虚假水位,虚假水位的处理,当虚假水位达到MFT动作值时，保护应动作，否则手动MFT，保护动作后按紧急停炉处理。,虚假水位分为三种情况： 1、水位计泄露。 汽侧泄漏，水位偏高；水侧泄漏，水位偏低。2、水位计堵塞。 无论汽侧堵塞还是水侧堵塞，水位均偏高，水位计水侧堵塞时，水位计停止波动。,虚假水位的分类（一）,3、内扰和外扰。 当电负荷或供热量剧增时，汽压将很快下降，由于炉水温度是锅炉原来压力下的饱和温度，所以随着汽压的下降，炉水温度就要高于新压力下的饱和温度而产生剧烈沸腾，于是炉水内的汽泡数量大大增加，汽水混合物的体积膨胀，促使水位很快上升形成虚假水位。当炉水
17、中的汽泡逐渐逸出水面后，汽水混合物的体积又收缩，所以水位又下降。这时如果不及时地增加给水量，则由于蒸发量大于给水量而引起水位很快下降。,虚假水位的分类（二）,当电负荷或供热急剧降低时，汽压将很快上升，则相应的饱和温度提高。因而一部分热量被用于把炉水加热到新的饱和温度，而用来蒸发炉水的热量则减少，炉水中汽泡数量减少使汽水混合物的体积收缩，所以促使水位很快下降，形成虚假水位，当炉水温度上升到新压力下的饱和温度以后，不再需要多消耗液体热，炉水中的汽泡数量又逐渐增多，汽水混合物的体积膨胀，所以水位又上升了，这时如果不及时地减少给水量，则由于给水量大于蒸发量，因而水位会很快上升。,虚假水位的分类（三）,
18、运行中燃烧突然增强或减弱，引起汽泡产量突然增多或减少，使水位瞬时升高或降低，如果给水不给予调节，继而会出现降低或升高。 安全阀起座时，由于压力突然降低，水位瞬时明显升高；安全阀回座时，压力突然升高，水位瞬间明显降低。 锅炉灭火时，由于燃烧突然中止，水中汽泡产量迅速减少，水位也将瞬时下降。,虚假水位的分类（四）,“虚假水位”其实就是汽包里的真实水位。 “虚假水位”是由于干扰造成的蒸发量与给水量暂时不平衡的水位，虚假不是水位虚假，而是蒸发量与给水量平衡关系的虚假，“虚假水位”是汽包内某一瞬态过程的真实水位。 虚假水位反映了燃烧工况和外界负荷的剧烈变化，虚假水位到了保护动作值仍会发生MFT。,虚假水
19、位与汽水共腾,在锅炉运行中,炉水和蒸汽共同升腾产生泡沫,使炉水和蒸汽界限模糊不清,水位波动剧烈,蒸汽大量带水而危及锅炉安全运行的现象,称为“汽水共腾”事故。汽水共腾事故发生时, 难于监视水位,导致蒸汽中带有大量水分,使蒸汽品质下降,同时会使过热器积垢过热,严重时发生爆管事故。,虚假水位与汽水共腾,“汽水共腾”,(1)水位表内水位上下急剧波动,水位线模糊不清。 (2)锅水碱度、含盐量严重超标。 (3)蒸汽大量带水,蒸汽品质下降,过热器出口汽温下降。 (4)蒸汽管道内发生水锤、法兰连接处发生漏汽漏水。,虚假水位与汽水共腾,“汽水共腾”现象,(1)锅水质量不符合水质标准、碱度、含盐量严重超标;给水中
20、含有大量油污和悬浮物,造成锅水质量严重恶化。 (2)排污操作不当,连续排污不开或开度太小,定期排污不进行或排污间隔时间过长,总之排污量过小。 (3)并炉时锅炉汽压高于蒸汽母管汽压,开启主汽阀时速度太快,使锅炉压力急剧下降,造成汽水共腾。 (4)严重超负荷运行,或升负荷太急。,“汽水共腾”原因,(1)减弱燃烧,关小主汽阀,减少锅炉蒸发量,降低负荷并保持稳定。 (2)完全开启连续排污阀,并适当进行定期排污。同时加大给水量,以降低炉水碱度和含盐量,此时应注意汽包水位的控制。 (3)停止锅炉加药。 (4)开启过热器、蒸汽管道的疏水阀。 (5)维持汽包水位略低于正常水位。 (6)采取措施保证供给合格的除
21、盐水。增加炉水取样化验次数,直至锅水合格后才可转人正常运行。 (7)在锅炉水质未改善前,严禁增大锅炉负荷。事故消除后,应及时冲洗水位计。,虚假水位与汽水共腾,“汽水共腾”处理,Company Logo,给水调节的控制,4,1,2,3,汽包水位定值,汽包水位逻辑,汽包水位的控制,加强水位监视和调整,1.汽包“0”水位基点位置：汽包中心线下180mm； 2.汽包正常水位控制范围：50mm 3.汽包水位50，联锁关闭事故放水门（三取二）； 4.汽包水位100mm，高值报警（取中值），联锁开启事故放水门（三取二）； 5.汽包水位100mm，低值报警（取中值）。,汽包水位定值,1.汽包“0”水位基点位置
22、：汽包中心线下100mm； 2.汽包正常水位控制范围：50mm 3.汽包水位50，联锁关闭事故放水门（三取二）； 4.汽包水位125mm，高值报警 （取中值），联锁开启事故放水门（三取二）； 5.汽包水位200mm，低值报警（取中值）。,220t/h锅炉,1100t/h锅炉,水位保护有三支差压水位计完成，逻辑采取传统的三取二方法。 水位MFT保护定值： 高值：150mm，延时2秒 低值：200mm，延时2秒 当一个水位测点出现质坏时（1.汽包压力0MPa或16MPa;2.变送器差压5Pa或650Pa;),逻辑将自动闭锁该测点，此时保护为二取二。 当出现二个测点质坏，保护闭锁MFT发生，此时水位
23、由“自动”控制跳至“手动”控制。,汽包水位保护逻辑,设计四支差压水位计，其中测点1做为监视用，其余三支做为水位保护用，逻辑采取传统的三取二方法。 水位MFT保护定值： 高值：250mm，延时5秒 低值：350mm，延时5秒,220t/h锅炉,1100t/h锅炉,单元制机组在升/停炉过程中，负荷在15%以下时由于汽包压力较低，应以给水旁路进行调节为主。调节水位时，当汽包水位下降时适当开大给水旁路调节门。,汽包水位的控制（一）,单元制机组启动初期和滑停时水位的控制,当给水旁路调整门开度达85以上仍不能满足水位时，应及时切换为主路给水。切换时尽可能开足给水旁路调整门，然后开启主给门，同时关小旁路给水
24、调节门，维持给水流量与蒸汽流量基本一致。 机组滑停时，由于汽包压力仍然维持较高，根据机组负荷的变化及时停运一台泵，同时注意监视给水流量和蒸汽流量的偏差不易过大。,汽包水位的控制（二）,单元制机组启动初期和滑停时水位的控制,对于母管制锅炉，不管是启动还是滑停过程中，给水压力始终是额定给水压力，给水调节不易控制。尤其当给水调整门漏流较大时，则需要通过节流电动门进行调整。 在锅炉启动初期，炉内给水处于加热、膨胀、汽化状态，炉水的膨胀、汽化使水容积不断增加，汽包水位持续上涨。因此，启动初期，汽包不但不需要上水，还要通过定排排污放水。一方面维持了汽包水位，另一方面加强炉内水循环。随着汽包压力的不断升高，
25、汽包水位开始呈下降趋势。点动开启旁路调门前后电动门，检查调整门有无漏流现象，确认不漏流时，缓慢开启调门前后电动门，通过调整门控制汽包水位。若通过向空排启动，由于无法监视蒸汽流量，只有通过汽包水位的变化趋势调节调整门。,汽包水位的控制（三）,母管制锅炉启动初期和滑停时水位的控制,1、正常运行中水位的调整以改变给水泵转速进行控制。正常运行时应保证水位在50mm范围内。 2、给水自动能正常投入时应尽量将给水自动投入，同时应加强对水位的监视。当给水自动故障切为手动调整时，要根据给水流量与蒸汽流量相匹配的原则来调整水位，同时要注意开关减温水对给水流量的影响。 3、经常注意给水压力，如给水压力低影响进水时
26、，应设法提高给水压力或启动备用泵，否则锅炉须降压运行，保证正常供水。 4、正常运行中，严禁用事故放水门或排污门调整水位。 5、正常运行中，每班要进行集控室汽包水位计指示与就地水位计的校对工作，如发现水位计模糊不清或水位呆滞不动，应对水位计进行冲洗。,汽包水位的控制（四）,单元制机组正常运行时水位的控制,汽包水位控制原则,启停磨煤机、给煤机断煤或燃料增减过快煤质发生变化或燃烧不稳煤质发生变化、燃烧不稳或灭火负荷变化和高加投、停时锅炉启、停过程中，启停给水泵、冲转、并网等操作给水泵及调节装置故障给水自动失灵给水压力和给水流量波动较大时汽机调门、旁路门、过热器及主汽管路疏水门开关事故放水门开关安全门
27、启、回座及锅炉排污时、承压部件泄漏,加强汽包水位的监视和调整（一）,加强汽包水位监视和调整的关键点,在给水泵调节系统控制失灵等原因造成汽包水位异常升高时，若汽动给水泵调节系统控制自动和手动均无法降低给水流量、采取其他降低水位的措施，来控制给水量。 若因为给煤机断煤造成磨煤机料位下降时，应加强对锅炉主汽压的调整，可采取增加其它制粉系统出力或降低机组负荷，以及投油助燃等手段来稳定锅炉汽压，防止汽压大幅下滑引发汽包水位剧烈波动。 若因承压部件泄漏等原因造成汽包水位异常下降时，应解除给水自动，停止定排和连排，加强给水同时申请停炉，如水位维持不住达到MFT动作值应动作，否则手动紧急停炉。,加强汽包水位的
28、监视和调整（二）,汽包水位异常的处理,升温过程中，水位应炉水的受热后上升，可开启定排。 汽机冲转时，保持低水位运行，由于该过程会产生蒸发量突升的扰动，引起汽包压力突降，汽包水位先突升而后很快下降。因此，在汽机冲转前适当保持汽包低水位，冲转后快速增加给水量，维持汽包水位正常。 并网，由于蒸发量的突升，引起汽包压力突降，产生强烈的虚假水位现象，汽包水位有较大幅度的升高。并网前维持汽包低水位（150100mm），并网后，快速增加给水量，保持给水流量略大于蒸发量，直至汽包水位稳定。,加强汽包水位的监视和调整（三）,特定工况下水位的调整,快速增减给水流量时注意给水和流量的偏差。 注意汽包压力的变化。 汽包水位太高时可通过开定排和事故放水门并 配合给水泵转速进行调节。 虚假水位也会造成MFT保护动作，水位高时也 要减水，但要主要程度的控制。,加强汽包水位的监视和调整（四）,水位调整的注意事项,
