李春生
河北大唐国际王滩发电有限责任公司 河北省 唐山市 063000
摘要：汽包水位是锅炉运行的一个重要监控参数，它反映了锅炉负荷与给水的平衡关系，汽包水位过高过低均危害巨大，加强对水位的控制和调节至关重要，本文主要介绍600MW亚临界强制循环汽包炉水位调节原理及各工况给水控制分析，阐述了水位调节的原则。
关键词：强制循环汽包炉、水位、因素、控制
1汽包水位调节的意义
给水调节的任务是使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，反映汽包蒸发负荷与给水量之间的平衡关系，维持汽包水位在安全范围内是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件。运行中，水位过高会造成饱和蒸汽带水急剧增加，严重时可能危及汽轮机安全；水位过低影响水循环的安全，过低引起严重缺水时，将会给锅炉造成灾难性的事故。
2汽包水位调节原理
2.1旁路单冲量调节模式。机组在启动和低负荷（负荷小于30%额定容量）时，由一台电泵向锅炉供水，此时给水控制系统按单冲量调节方式工作。初期用给水旁路阀调节，给水旁路阀达到一定开度时，依靠提高给水泵转速来满足给水量的增加，此时由电泵转速调节，调节回路为单回路调节，被调量是汽包水位。
2.2给水三冲量调节。当锅炉负荷进一步升高超过30%额定容量时，系统自动切换到三冲量调节方式。调节器接收汽包水位、蒸汽流量、给水流量三个信号。其中，汽包水位是主信号，任何扰动引起的水位变化，都会使调节器输出信号发生变化，改变给水流量，使水位恢复到给定值。蒸汽流量是前馈信号，是为使进入锅炉的给水量与流出锅炉的蒸汽量随时保持平衡，主要作用是消除外扰，同时也是防止由于“虚假水位”造成的调节器误动作，改善蒸汽流量扰动时的调节质量。当给水流量由于扰动而发生波动时，测量孔板前后的压差变化很快并及时反应给水流量的变化，所以给水流量信号作为介质反馈信号，使调节器在水位还没变化时就可以消除内扰，有效克服给水波动，起到稳定给水流量的作用，蒸汽流量和给水流量两个信号相配合，可消除系统的静态偏差。
3影响汽包水位变化的主要因素
锅炉运行中，引起汽包水位变化的基本因素有：工质平衡关系破坏，即给水量与蒸发量的不平衡；工质状态变化等。
3.1锅炉负荷 。汽包水位的稳定与锅炉负荷的变化有密切关系，因为负荷改变不仅影响到蒸发设备中水的消耗量，也影响压力的变化，从而使炉水状态发生变化，导致体积也相应变化。例如当锅炉负荷突然增加时，在给水量和燃烧未做相应调节之前，汽压很快下降，这会使汽水混合物比容增大，同时使饱和温度降低，导致蒸发管金属和炉水放出部分热量，生成更多蒸汽，锅炉水容积中蒸汽含量增加，汽水容积膨胀，水位将很快上升，变化趋势是：先迅速升高，再逐渐降低，开始升高的水位，称之为“虚假水位“，虚假水位的产生只是暂时的，因为锅炉负荷增加，炉水消耗量增加，但此时给水量并没有随着负荷增加而增加，因此水位会随之逐渐降低，反之，当锅炉负荷突然降低时，出现的情况与上述相反。
3.2炉内燃烧工况。炉内燃烧工况变化在锅炉负荷及给水量不变的情况下，由于燃烧不良或燃料量不稳定，导致炉内燃烧工况发生变化，从而引起汽包水位变化,一般燃烧加强时，汽包水位先上升，然后下降，最后结果对单元制机组是汽包水位上升。燃烧减弱时，水位变化情况与上述相反。
3.3给水压力。给水压力变化会使给水量与蒸发量平衡关系破坏，从而汽包水位发生变化。一般而言，给水压力升高，汽包水位升高；给水压力下降，汽包水位下降。
3.4汽包压力变化。汽包压力的变化可能会导致“虚假水位“现象。
3.5其他因素。炉水品质、锅炉循环泵启停及安全门动作等。炉水含盐量达到或超过临界值时会产生汽水共腾，使汽包水面上出现很厚的泡沫层而引起水位急剧膨胀上升。安全门动作会导致虚假水位产生。
4全工况给水控制
4.1点火前的上水。根据汽包壁温选择合适的上水温度。锅炉上水前应完成锅炉上水系统的准备工作，检查炉水循环泵注水完毕，省煤器再循环门关闭，给水系统注水完毕后，可以开启电泵给锅炉上水。电泵启动时，为防止给水压力冲击高加，可就地点动开启电泵出口门，缓慢升高压力，而后逐渐增加转速，通过勺管和给水旁路调门控制上水压力和流量合理。
4.2 点火阶段。此阶段工况特点是给水温度低，蒸汽压力低、流量小，锅炉燃烧脆弱，对水位影响较大。点火后炉水体积膨胀，水位缓慢上升，建议点火前控制低限正常水位；开关高旁时会造成虚假水位；启动第一台炉水循环泵会造成水位的大幅下降，可提前适当将水位补高。控制水位的手段：可以通过连排放水、水冷壁下集箱放水控制，但应注意，点火后控制水位，不应等水位过低时再上水。防止发生给水冷却汽包炉水，上水量虽大，但汽包水位越上越降低，导致后期水位不好控制。
4.3并网至带负荷160MW阶段。机组冲转及并网时，可能造成虚假水位上升，但总体用汽量上升，应注意增加给水量。随着机组负荷的增加，应注意高辅压力和汽动给水泵的低调阀门开度。四段抽汽起压后应微开汽动给水泵的四段汽源门，充分暖管，及早投入四段抽汽，防止出现低调门全开的情况。投入四段抽汽电动门时应缓慢开启，防止小汽轮机转速飞升，导致水位变化过快。
4.4 160-200MW阶段。此阶段要进行给水主路与旁路倒换，给水旁路已不能满足给水需求，调节器逐步切换至三冲量，电泵出力也达到较高水平，进一步带负荷受限，需要进行主路旁路切换，由于倒换前后给水母管压力变化较大，太早既不能满足减温水需求又不利于水位控制。倒换前要适当调节给水与汽包压差，旁路倒主路前降低压差，否则反之，避免水位大幅波动，可摸索经验值。另外确保一个门打开才能关闭另一个，避免锅炉断水。
4.5 200-300MW阶段。此阶段给水为三冲量调节模式，但仍要注意，要及时并入第二台汽泵，逐步升负荷，但由于机组负荷低，容易发生转速低导致自动切除，建议开大再循环提升转速，并泵要缓慢，可以一台自动一台手动，不建议纯手动操作。另外小机汽源切换会导致供汽压力变化，从而会引起水位波动。
4.6 300-600MW阶段。机组正常运行阶段，一般给水是投入三冲量自动的，目前600MW锅炉汽包给水自动调节控制系统已经相当完善可靠，给水自动也是协调投入的前提调节，除非事故处理，否则是不允许随意切除给水自动调节的。
5锅炉MFT处理。
MFT动作后，由于锅炉燃烧停止，汽包内工质受热减弱，水的体积将减小，会发生汽包水位明显大幅下降。同时两台小机按逻辑相继跳闸，电泵联启后会立即供水，此时应手调电泵勺管开度，使给水母管流量和蒸汽流量匹配，防止水位大幅度波动，原则是避免机组MFT后再次水位高而掉机。
结束语：给水系统的原理和逻辑较复杂，要深入学习熟练掌握，并在日常工作中不断总结积累经验，鉴于600MW机组汽包容量有限，给水系统惯性大，在执行事故处理基本原则下需要快速、果断，不扩大事故范围，机组安全才能得到保证。
参考文献：
（1）刘 健 锅炉汽包水位变化的影响因素分析及相关调整方法探讨（J）机电信息 2013（33）37
（2）河北大唐国际王滩发电股份有限责任公司 600MW机组集控运行规程