汽包水位调试分析
- 格式:doc
- 大小:369.00 KB
- 文档页数:21
汽包水位调节(可编辑优质文档)(可以直接使用,可编辑完整版资料,欢迎下载)锅炉汽包水位调节高孝棋关键词:汽包水位虚假水位给水流量蒸汽流量一.前言华能福州电厂I期2×350MW采用1150T/H三菱-CE单汽包辐射再热控制循环露天锅炉。
经过DCS改造采用了软操调节,汽包水位保护已投入运行,给运行人员调节水位带来一定难度,有必要对汽包水位调节进行探讨。
二.汽包结构特点汽包内设有涡轮分离器,波形板干燥器,给水内管等部件,其特点是便于汽水分离及干燥蒸汽。
汽包几何中心线下305MM规定为“0”水位;正常水位控制在±50MM,报警水位为±100,超过±200出现振铃报警,水位达±300MM且延时90S后锅炉MFT动作。
三.汽包水位调节原理:1.汽包锅炉给水自动控制的任务是维持汽包水位在一定的范围内变化。
汽包水位是锅炉运行中的一个重要的监控参数,它间接地表示了锅炉负荷和给水的平衡关系。
维持汽包水位是保持汽机和锅炉安全运行的重要条件。
2.汽包水位被控对象的扰动有四个来源,包括给水量方面的扰动为内部扰动。
其余的如蒸汽负荷的扰动、燃料量的变化及汽包压力的变化等为外部扰动。
其中尤以给水扰动、汽机负荷扰动和锅炉热负荷扰动较为严重。
3.下面就给水三冲量调节系统的组态图进行简要说明在给水调节过程中可分为单冲量和三冲量两种方式,下而主要以三冲量调节进行简要的分析。
由于蒸汽流量和燃料量的变化是经常产生的外部扰动,且是产生“虚假水位”的根源,所以在给水控制系统里常常引入蒸汽流量、燃料量信号作为前馈信号,以改善外部扰动时的控制品质。
如上图所示,三冲量的调节回路中主要包含有主调节器TPI及付调节器TPI,付调节器一般用比例规律的。
主调节器接受水位信号作为主控信号去控制付调节器。
付调节器除接受主调节器信号外,还接受给水量反馈信号和蒸汽流量信号,组成一个三冲量的串级控制系统,其中付调节器的作用主要是通过内回路进行蒸汽流量和给水流量的比值调节,并快速消除来自给水侧的扰动。
汽包水位是锅炉正常运行中最主要的监视参数之一。
水位过高,蒸汽空间缩小将会引起蒸汽带水,使蒸汽品质恶化,以致在过热器管内产生盐垢沉积,使管子过热,金属强度降低而发生爆破;满水时蒸汽大量带水,将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,将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。
我厂锅炉汽包的主要参数如下:设计压力:20MPa,总长:20580mm,内径1830mm,旋风分离器数量:132个,中心线标高:50000mm,零水位在中心线上位置: 51mm 。
汽包水位的控制范围:正常值:0±50mm,报警值:±100mm,跳闸值(MFT): +200/-300mm。
1 影响汽包水位变化的因素锅炉在运行中,水位是经常变化的。
引起水位发生变化的原因主要是锅炉的外扰和内扰。
当出现外扰和内扰时,将使蒸发设备的物质平衡关系(即蒸发量与给水量之间的平衡关系)发生破坏,或者工质状态发生变化(当锅炉压力变化时,水和蒸汽的比容发生变化),从而造成汽包水位发生变化。
汽包水位变化的剧烈程度,不仅与扰动量的大小有关,而且还与扰动速度有关。
1.1 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。
所以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,水位才能保持稳定。
当外界负荷突然增加,将引起锅炉汽压骤降,汽包水位瞬间升高(虚假水位),这时为了恢复汽压而过分加强燃烧,则会引起蒸汽带水,恶化蒸汽品质;反之,如果外界负荷突减,则引起锅炉汽压骤升,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。
机组启动全过程汽包水位控制策略修改与总结一、机组启动全过程概述二、当前汽包水位控制策略存在的问题1.缺乏对初始启动过程水位控制参数的准确估算。
2.参数设置不合理,在启动过程中存在水位波动过大或者波动频繁的情况。
3.汽包水位控制动作过于频繁,导致调节系统响应迟缓,控制效果较差。
4.对于机组整体的响应时间、稳定性等性能指标缺乏足够的考虑。
三、修改策略1.提前根据机组的启动特点,对初始启动过程的水位控制参数进行估算,以提高控制参数的适应性。
2.根据实际情况合理设置水位控制参数,适当增加参数的死区,避免频繁调节造成的水位波动。
3.考虑到汽包水位控制的动态性,对控制器进行有效的参数整定,调整控制周期,确保系统的动态相应性能。
4.结合整个启动过程的要求,对汽包水位的控制策略进行整体考虑,使其在启动过程中的稳定性和准确性都能得到保证。
四、总结1.机组启动全过程中的汽包水位控制策略需要根据机组特点进行合理的设置和调整。
2.汽包水位控制参数的准确估算和合理设定是保证系统稳定运行的关键。
3.在控制策略中适时增加死区,减少不必要的调节动作,提高水位控制的精度。
4.控制器参数整定和控制周期的调整决定了整个控制系统的动态性能。
5.机组启动全过程汽包水位控制策略的修改要考虑整体性能指标,既要保持系统的稳定性,又要使响应时间尽可能短。
五、展望未来,随着科技的不断进步,机组启动全过程的汽包水位控制策略将更加智能化。
通过引入先进的控制算法和自动化技术,可以更加准确地估算和调整参数,提高控制系统的稳定性和准确性。
同时,机组启动全过程的自动化程度也将不断提高,从而进一步提高汽包水位控制的效果。
汽包水位控制原则及调整一、汽包水位调节原则1在负荷较低时,主给水电动门未开,由给水旁路阀控制汽包水位。
当主蒸汽达到要求流量,全开主给水电动门,全关给水旁路阀。
反之,当主蒸汽减少到要求流量且持续一定时间后,将旁路给水阀投自动,关主给水电动门,给水由主路切换到旁路。
2锅炉汽包水位的调节是通过改变主给水调节阀的开度或给水泵的转速,在机组负荷小于25%时,采用单冲量调节;当机组负荷大于25%后,给水切换为三冲量调节,此时通过控制汽泵转速控制汽包水位,电泵备用。
单冲量,三冲量调节器互为跟踪,以保证切换无扰。
3锅炉正常运行中,汽包水位应以差压式水位计为准,参照电接点水位计和双色水位计作为监视手段,通过保持给水流量,减温水流量和蒸汽流量之间的平衡使汽包水位保持稳定。
4为了保证汽包水位各表计指示的正确性,每班就地对照水位不少于一次,同类型水位计指示差值≯30mm。
5两台汽动给水泵转速应尽可能一致,负荷基本平衡。
6两台汽动给水泵及一台电动给水泵均可由CCS自动调节水位,正常情况下汽包水位调节由自动装置完成,运行人员应加强水位监视。
7当汽包水位超过正常允许的变化范围,且偏差继续增大时应及时将自动切至手动方式运行。
手动调整时幅度不可过大,应防止由于大幅度调节而引起的汽包水位大幅度波动和缺、满水事故。
8经常分析主蒸汽流量、给水流量、主汽压力变化规律,发现异常及时处理。
二、遇有下列情况时应注意水位变化(必要时采用手动调节)1给水压力、给水流量波动较大时;2负荷变化较大时;3事故情况下;4锅炉启动、停炉时;5给水自动故障时;6水位调节器工作不正常时;7锅炉排污时;8安全门起、回座时;9给水泵故障时;10并泵及切换给水泵时;11锅炉燃烧不稳定时。
三、给水控制系统(CCS控制)1本机组装有两台50%汽动调速给水泵和一台30%电动调速泵。
2机组启动初期,由于是中压缸进汽启动方式,此阶段无法采集到蒸汽流量参数,水位自动调节只能采取单冲量模式,此模式以给水旁路调节阀自动调节水位为主,电泵勺管调节给水压力和汽包压力之差为副的调节手段。
高压锅炉汽包水位的分析与调节发布时间:2021-05-17T07:04:50.340Z 来源:《电力设备》2021年第1期作者:李亚鹏[导读] 在锅炉运行中,汽包水位正常与否是锅炉及汽轮机安全运行的重要条件之一(山西漳山发电有限责任公司)摘要:在锅炉运行中,汽包水位正常与否是锅炉及汽轮机安全运行的重要条件之一。
汽包内部水位很不稳定,汽水混合物有从水面引入汽包的,也有从水下引入汽包的,汽水混合物冲击着炉水,使水面形成波浪,同时汽包工作压力不断波动,致使水冷壁中的水沸腾,起始位置不断下降或升高。
汽包水位在锅炉运行中是经常变化的,引起水位改变的根本原因一是在于物质平衡遭到破坏,即给水与蒸发量等的不平衡。
二是工质状态发生变化,如炉膛内放热量的改变,将引起蒸汽压力和饱和温度的变化,从而使水和蒸汽比容以及水容积中蒸汽泡数量发生变化,由此引起水位变化。
关键词:高压锅炉;汽包水位;虚假水位;燃烧;调整;炉管泄漏;爆管1 概述在锅炉运行中,汽包水位正常与否是锅炉及汽轮机安全运行的重要条件之一。
事实证明,在各项操作如升压、并汽、带负荷、正常运行乃至停炉中,由于汽包水位的失控造成的事故屡见不鲜,给单位造成严重的经济损失。
2 汽包水位运行工况汽包内部汽水空间是没有明显分界面的。
但在运行中观察汽包水位时,往往把汽包内部看成是汽水两空间。
汽空间被蒸汽所充满,水空间被饱和水所占有。
2.1汽包实际水位运行工况的不稳定汽包内部水位很不稳定,汽水混合物有从水面引入汽包的,也有从水下引入汽包的,汽水混合物冲击着炉水,使水面形成波浪,同时汽包工作压力不断波动,致使水冷壁中的水沸腾,起始位置不断下降或升高。
2.2汽水没有明显的分界面在炉水中含有着汽泡,这些汽泡在接近水面处多,而汽泡在炉内底部少,由底部到水面.水中的蒸汽含量逐渐增加,即炉水的重度自上而下逐渐减小,炉水汽水分界面表面并没有明显界线。
2.3沿汽包轴面水位分布情况由于汽包沿轴向引入汽水混合物不相等,而造成汽包两端水位偏低,中部有明显的凸起,实际有时炉水含盐量高,导致盐段水位高于净段,也有时出现两端高的现象。
300MW机组汽包水位的调节我厂300MW机组投产以来,多次出现汽包水位事故造成机组非计划停运,对我们的安全、经济运行构成较大威胁,发电部在收集相关资料,收集部分有经验运行同志意见的基础上整理出此份技术方案,供集控值班员参考。
一、保持汽包水位的重要性维持锅炉汽包水位是保证锅炉和汽机安全运行的重要条件之一。
当汽包水位过高时,由于汽包蒸汽容积和空间高度减小,蒸汽携带锅水将增加,因而引起蒸汽品质恶化,容易造成过热器积盐垢,引起管子过热损坏;同时盐垢使传热热阻增大,引起传热恶化,过热汽温降低。
汽包严重满水时,除引起汽温急剧下降外,还会造成蒸汽管道和汽轮机的水冲击,甚至打坏汽轮机叶片。
汽包水位过低,则会破坏炉水的正常循环,使水冷壁的安全受到威胁;如果出现严重缺水而又处理不当,则可能造成水冷壁爆管。
300MW单元机组的锅炉,汽包的相对水容积变小(我厂300MW 机组汽包水容积为54m3,正常运行时水空间容积仅为23m3左右),容许变动的水量就更少,如果锅炉给水中断而继续运行,在几秒到十几秒内汽包水位计中的水位就会消失。
即使是给水量与蒸发量不相平衡,在几分钟内也可能出现锅炉满水或缺水事故,可见对于容量较大的锅炉,汽包水位在任何时候都是必须严密监视的重要参数。
二、影响汽包水位变化的主要因素1、负荷变化对水位的影响负荷变化缓慢,锅炉燃烧调整和给水调整也协调配合时,水位变化是不明显的。
但当负荷突然变化时,水位会迅速大幅度变化。
当负荷突然增加时,汽压将迅速下降,这时一方面使汽水混合的比容增大,另一方面使饱和温度降低,炉水和水冷壁金属放出部分热量,促使生成更多蒸汽,汽包水空间汽泡数量剧增,汽水混合物体积迅速膨胀,促使水位上升,形成虚假水位;虚假水位是暂时的,因为负荷增加,炉水消耗增加,炉水中的汽泡逐渐逸出水面后,汽水混合物体积又将收缩,所以如果给水量未随负荷增加时,水位又将迅速下降。
反之,当负荷突然下降时,水位波动过程相反。
一值一期汽包水位调节总结汽包水位作为汽包锅炉的一个重要参数,对机组安全起着至关重要的作用。
运行人员在启动、停机、事故处理等情况下需手动进行汽包水位调节,手动调整水位的过程取决于调整人员对汽包特性、给水泵性能掌握、反应速度以及心理因素,现对汽包水位调整总结如下:1、机组启动并网前水位调整:未点火时上水前要全面进行系统检查,上水时主要控制上水流量和上水温度,一定要把汽包事故放水门送电并进行试验,且水位联锁和保护要投入。
要有人监视,防止见水后无人调整导致过热器进水,以流量50t/h计量,省煤器、汽包和水冷壁容积共约200m3,大概4小时,但由于给水流量低无显示和其他因素影响可能会有偏差,我厂目前很少投入炉底推动,若投入要保证32各分门均开启,防止加热不均,投入后蒸汽凝结为水防止水位持续升高;锅炉点火初期未起压时,汽包内部全部为单质水,投油要保证对角投入,以便逐步顺利的建立良好的水循环;在锅炉逐渐起压时,由于气泡的产生会有虚假水位升高,当汽包内蒸汽量增加较多时会导致蒸汽流量突增,此时水位会瞬间下降,由于气压很低表现不明显;汽包压力0.1Mpa以后,投入高低旁,高旁控制在30-50%,操作要缓慢,相当于增加蒸汽流量,要适当加大给水,若操作过快则可能形成虚假水位,即气压突降导致气泡残生较多水位反而上升,一般不会产生虚假水位。
以上情况汽包因需开启下降管冲放,需考虑此因素配合调整,下降管冲放任何时候都要只开一路,对角轮流开启;升温升压过程要保持压力微分稳定,投粉和启磨时燃烧突然加强,水位要保持相对低点。
汽包间断上水时一定要开启省煤器再循环,防止省煤器气化汽包水位低时不能及时对汽包上水。
水位稳定时以上情况均可投入给水旁路调门自动,即单冲量调节,电泵或汽泵再循环开度要在50%以上,防止给水流量波动时给水泵汽化;采用汽泵上水时尽量保证高辅压力稳定(二期和一期另一台机组负荷变化时提前告知)。
采用汽泵上水注意及早冲转,解除大机跳闸联跳小机联锁和小机挂闸条件,一般点火后即安排冲一台小机,前置泵能带至汽包压力0.3Mpa。
锅炉汽包水位的控制与调整一、保持汽包正常水位的重要性保持汽包正常水位是保证锅炉和汽轮机安全运行的重要条件之一,汽包水位过高,蒸汽空间缩小,将会增加蒸汽带水,使蒸汽品质恶化,容易造成过热器积盐、超温和汽轮机通流部分结垢。
汽包水位严重过高或满水时,蒸汽大量带水,会使主汽温度急剧下降,蒸汽管道和汽轮机内发生严重水冲击,甚至造成汽轮机叶片损坏事故。
汽包水位过低会引起锅炉水循环的破坏,使水冷壁管超温过热;严重缺水而又处理不当时,则会造成炉管大面积爆破的重大事故。
本锅炉汽包的正常水位在汽包中心线0mm 处,正常允许变化范围为±50 mm;报警水位上限+152.4 mm,下限为一177.8 mm;当汽包水位达+203.2 mm和一228.6 mm时,锅炉MFT将动作。
随着锅炉容量的增加,汽包的相对水容积减少,因而大容量锅炉汽包水位的变化速度是很快的。
经计算6001VlW机组自然循环汽包锅炉的汽包水位变化200mm的飞升时间约为6—8秒。
因此,锅炉运行中保持水位正常是一项极为重要的工作,绝对不能有丝毫的疏忽大意。
2、影响汽包水位变化的主要因素。
锅炉在正常运行中,水位是经常变化的。
引起水位变化的原因主要有:(1)锅炉负荷的变化锅炉负荷发生缓慢变化,锅炉燃烧和给水的调整均能及时配合进行时,汽包水位的变化是不明显的,但当负荷发生突然变化时,则会引起水位的迅速波动。
如负荷突然增加,在燃烧和给水未调整之前,汽压将迅速下降,造成炉水饱和温度下降,汽水混合物比容增大,体积膨胀,使水位上升,形成虚假水位,如图4—4一l曲线2所示。
但此时给水流量并没有随负荷增加,因而在大量蒸汽逸出水面后,水位也即随之降低,如曲线l所示。
因此,当负荷突然增加时,汽包水位的变化为先高后低,如曲线3所示。
反之,当负荷突然降低时,在给水和燃烧未调整之前,汽包水位则会出现先低后高的现象。
(2)燃烧工况的变化燃烧工况的变化对汽包水位的影响也是很大的。
汽包左右侧水位偏差大的原因分析及处理措施摘要:随着电网自动化水平的不断发展,电力调度要求上网发电厂在加减负荷,调频调峰能力方面能快速响应,要求机组在自动化控制方面的投入率越来越高。
当遇到机组高负荷出现汽包左右侧水位偏差大至一定值时,可能会导致机组退出协调和AGC控制,最终影响到安全性和经济性,分析造成汽包水位偏差大的原因并解决此隐患十分必要。
关键词:火电厂汽包水位偏差火焰中心调整措施1.前言锅炉运行中汽包水位一个非常重要的监视,调整参数,汽包水位偏差问题是自然循环汽包锅炉的主要问题,它直接影响锅炉的安全,稳定运行,当锅炉汽包左右侧水位出现偏差时,一侧水位会明显偏高,而另一侧水位会明显偏低,水位无论高,低到一定值都会带来不利影响,水位过高会使蒸汽带水,得受热面出现积盐现象,易引发汽轮机水冲击,导致汽轮机叶片损坏事故的发生;水位过低时会造成下降管区域形成旋流,下降管水流量分配不均,甚至导致水冷壁超温爆管,为此,减少汽包水位偏差的工作是一项保证机组安全稳定运行的重要工作,同时,因汽包左右侧水位偏差达到逻辑保护设定值而将会导致机组运行中锅炉主给水由“自动控制”跳至“手动”,致使机组协调退出,AGC控制不能投入,这将给机组安全性和经济性带来非常不利的影响。
在电力系统中,AGC是指调节不同发电厂的多个发电机有功输出以响应负荷的变化的系统,自动发电控制AGC (Automatic Generation Control)是能量管理系统EMS中的一项重要功能,它控制着调频机组的出力,以满足不断变化的用户电力需求并使系统处于经济的运行状态,AGC是电力市场辅助服务的一个重要组成部分,并网电厂运行管理实施细则中规定“各机组必须投运一次调频,AGC功能,不满足指标要求的执行电量考核”;“发点部负责记录一次调频及AGC故障时间及实际投运时间”。
南方电网制定了《南方区域发电厂并网运行管理实施细则》以及《南方区域发电厂辅助服务管理实施细则》,“两个细则”对AGC性能指标提出了明确的要求。
汽包水位偏差分析及调整方法摘要:本文通过分析沙特拉比格项目在汽包水位方面遇到的问题,提出解决办法,希望对其他项目的燃油锅炉在设计、安装、校准时提供借鉴。
关键词:燃油锅炉;汽包水位;偏差;调整汽包水位是监视锅炉运行的重要数据,维持正常的汽包水位是保证锅炉安全运行的必要条件。
汽包水位过高会影响汽水分离的效果,使饱和蒸汽的湿度增大,含盐量增大。
当水位升高到一定程度将造成蒸汽带水,蒸汽品质急剧恶化,盐类将在过热器内壁结垢,传热恶化,严重时导致过热器超温运行,造成管道泄露。
1.沙特项目及水位计简介沙特拉比格项目锅炉为亚临界参数、自然循环锅炉,前后墙对冲方式燃烧,布置4层燃烧器和1层燃尽风。
前后墙燃烧器各24只,燃尽风各6只。
锅炉燃料为380CST重油。
满负荷运行是汽包额定压力18.6MPa。
拉比格项目在汽包两侧各安装有一个双色水位计和电接点水位计作为辅助监视,在汽包的两侧每侧还各安装有2只单室平衡容器,其中汽包左前侧1个为满水位表,量程是-1144~+359,其余3个水位计作为水位监控的主要手段,参数汽包水位的控制,采用3个值取中间值的方式,量程为-461~+359。
正常值:0±50mm,报警值:±100mm,跳闸值(MFT):+200/-365mm。
2.拉比格项目汽包水位出现的问题沙特项目在投入运行之后汽包水位经常出现偏差,在高负荷时经过一段时间运行两侧水位就会出现偏差而且会越来越大,期间由于汽包水位偏差大不得不降负荷运行,解除水位自动保护,甚至由于汽包水位过高,造成蒸汽带水,过热器前烟道悬吊管内部结垢,导致多次管道泄露事故。
沙特项目汽包水位偏差的主要表现为:2.1同侧两个平衡容器之间有偏差;2.2同侧平衡容器与双色及电接点之间有偏差;2.3左右两侧水位之间经常出现较大偏差;2.4控制水位和实际水位偏差大。
3.汽包水位偏差原因分析及采取措施。
汽包水位的偏差的原因主要有,一是水位计本身的原因,包括安装误差,冷凝罐变形等;第二是受热面受热不均造成的水位偏差,包括炉膛内燃烧不均,水冷壁存在结焦等。
汽包水位偏差分析及调整方法摘要:本文通过分析沙特拉比格项目在汽包水位方面遇到的问题,提出解决办法,希望对其他项目的燃油锅炉在设计、安装、校准时提供借鉴。
关键词:燃油锅炉;汽包水位;偏差;调整汽包水位是监视锅炉运行的重要数据,维持正常的汽包水位是保证锅炉安全运行的必要条件。
汽包水位过高会影响汽水分离的效果,使饱和蒸汽的湿度增大,含盐量增大。
当水位升高到一定程度将造成蒸汽带水,蒸汽品质急剧恶化,盐类将在过热器内壁结垢,传热恶化,严重时导致过热器超温运行,造成管道泄露。
1.沙特项目及水位计简介沙特拉比格项目锅炉为亚临界参数、自然循环锅炉,前后墙对冲方式燃烧,布置4层燃烧器和1层燃尽风。
前后墙燃烧器各24只,燃尽风各6只。
锅炉燃料为380CST重油。
满负荷运行是汽包额定压力18.6MPa。
拉比格项目在汽包两侧各安装有一个双色水位计和电接点水位计作为辅助监视,在汽包的两侧每侧还各安装有2只单室平衡容器,其中汽包左前侧1个为满水位表,量程是-1144~+359,其余3个水位计作为水位监控的主要手段,参数汽包水位的控制,采用3个值取中间值的方式,量程为-461~+359。
正常值:0±50mm,报警值:±100mm,跳闸值(MFT):+200/-365mm。
2.拉比格项目汽包水位出现的问题沙特项目在投入运行之后汽包水位经常出现偏差,在高负荷时经过一段时间运行两侧水位就会出现偏差而且会越来越大,期间由于汽包水位偏差大不得不降负荷运行,解除水位自动保护,甚至由于汽包水位过高,造成蒸汽带水,过热器前烟道悬吊管内部结垢,导致多次管道泄露事故。
沙特项目汽包水位偏差的主要表现为:2.1同侧两个平衡容器之间有偏差;2.2同侧平衡容器与双色及电接点之间有偏差;2.3左右两侧水位之间经常出现较大偏差;2.4控制水位和实际水位偏差大。
3.汽包水位偏差原因分析及采取措施。
汽包水位的偏差的原因主要有,一是水位计本身的原因,包括安装误差,冷凝罐变形等;第二是受热面受热不均造成的水位偏差,包括炉膛内燃烧不均,水冷壁存在结焦等。
汽包水位调节异常分析作者:陈丽娟来源:《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2014年第5期陈丽娟(大唐河北发电有限公司马头热电分公司)摘要:本文以某机组汽包水位调节异常事件为例,针对汽包水位波动现象,分析了汽动给水泵的调节特性,找出了给水自动调节系统的不足,并提出了优化方案和具体的预防措施。
关键词:汽包水位调节异常分析1 系统概述某电厂机组为东方汽轮机厂生产的300MW 亚临界、一次中间再热、双缸双排汽抽汽凝汽式汽轮机,配两台TGQ06/7-1 型汽动给水泵和一台300TSBⅡ-JB 型电动给水泵。
机组正常运行时两台汽泵运行,电泵联锁投入,任一汽泵运行中跳闸,联启电泵。
汽泵运行中转速调节范围3000-5300r/min,当其出口流量≤160t/h 时,联开再循环阀;≥330t/h 时,联关再循环阀。
采取全程给水控制方案。
设计有给水电泵勺管自动回路、汽泵调速自动回路,控制采用单冲量和三冲量切换的控制方案(汽泵采用平衡方式),汽泵与电泵自调不能同时投入,两套自动切换采用手动切换。
2 问题的提出16:11 机组负荷273.7MW,主汽压力16.5Mpa,汽包水位设定值35mm,测量汽包水位135.5mm,汽包水位测量值与设定值偏差大于100mm,达到切除给水自动调节条件,1 号汽动给水泵自动调节切除,2 号汽动给水泵自动调节未自动切除,锅炉“给水切自动”光字牌未报警。
16:14 运行人员手动切除2 号汽动给水泵自动,此时1 号汽动给水泵转速4320r/min,2号汽动给水泵转速4744r/min,运行人员开始手动调节1、2 号汽动给水泵转速控制汽包水位,在减小1 号汽动给水泵指令的过程中,16:15 1 号汽动给水泵再循环门打开,此时汽包水位-44mm,并呈继续下降趋势,运行人员手动开启电泵维持汽包水位。
电泵开启后,1 号汽动给水泵转速降至3983r/min 后开始减小1 号汽动给水泵指令,16:51 1 号汽动给水泵转速出现周期振荡现象。
330MW机组汽包水位调节系统浅析摘要:本文通过汽包水位调节系统的组成、任务及调节手段在330MW机组应用实例,分析了影响汽包水位调节的因素和控制原理,为运行和检修人员使用和维护调节系统提供了帮助。
关键词:汽包水位;调节;原理1 配置描述大唐略阳发电有限责任公司7号机组配置三台给水泵:A和B为汽动泵,C为电动给水泵作为汽动给水泵的备用泵,也作为启动给水泵。
每台泵的容量可维持机组50%负荷运行。
电泵转速通过液力耦合器调整,汽泵通过控制器控制汽泵进汽从而调节转速。
2 控制系统的任务,影响水位的因素及调节手段1.汽包水位控制系统的任务就是维持锅炉汽包水位为设定值,实现全程水位自动控制。
2.影响汽包水位的因素主要有:(1)流出汽包的蒸汽流量。
(2)减温水及排污量。
(3)进入汽包的给水流量。
从质量平衡角度看,当流出汽包的蒸汽流量、排污、放水量和进入汽包的给水量不平衡时,汽包水位将发生变化。
(4)汽包压力的变化。
汽包压力的变化可能会导致“虚假”水位现象。
例如:由于汽轮机用汽量D增加导致汽包压力Pd 下降时,汽包中的饱和水就会大量汽化,产生大量汽泡,使得水位短暂升高,即用汽量D ↑ 导致H↑ 。
而从质量平衡角度看,流出汽包的质量增加,应使水位下降,所以这种水位上升现象是一种“虚假”水位现象。
同样由于用汽量D减少,Pd升高,将导致水位暂时下降也是“虚假”水位现象。
3.汽包水位的调节手段上述几种主要因素中,蒸汽量取决于外界负荷的要求,汽压的变化则是燃料量、蒸汽量等综合影响的结果,而只有给水量是一个可控制的量,可以用作汽包水位调节手段。
当“虚假”水位现象产生时,只用一种简单的PI调节,即只根据水位调节时,就会导致错误的动作。
例如:D ↑ 导致H ↑,而H ↑ 要求给水W ↓ ,这将使得D与W严重不平衡,所以接下来的是水位快速回落,系统很难稳定。
所以汽包水位控制系统一般都采用三冲量串级控制方案。
3 三冲量串级控制原理控制系统主调节器的作用是校正水位偏差,副调节器的任务是用以消除给水压力波动等因素引起的给水流量自发性扰动以及当蒸汽负荷改变时迅速调节给水流量,以保证给水流量和蒸汽流量平衡。
第二章锅炉汽包水位测量系统试验第一节简介1.1汽包水位测量的重要性锅炉汽包水位是锅炉运行的一项重要安全性指标。
水位过高或急剧波动会引起蒸汽品质的恶化和带水,造成受热面结盐,严重时会导致汽轮机水冲击、损坏汽轮机叶片;水位过低会引起排污失效,炉内加药进入蒸汽,甚至引起下降管带汽,影响炉水循环工况,造成锅炉水冷壁爆管。
由于汽包水位测量和控制问题而造成的上述恶性事故时有发生,严重威胁火电厂机组的正常运行和安全。
锅炉运行中,我们主要通过水位测量系统监视和控制汽包水位。
当汽包水位超出正常运行范围时,通过报警系统发出报警信号,同时保护系统动作采取必要的保护措施,以确保锅炉和汽轮机的安全。
1.2汽包水位测量的基本方法目前,从锅炉汽包水位测量的基本原理看,广泛使用的主要是联通管式和差压式两种原理的汽包水位计。
由于锅炉汽包水位计对象的复杂性,以及联通管式和差压式测量原理的固有特性,决定了汽包水位测量的复杂性以及实际运行中存在的不确定因素,一致多个汽包水位计常常存在较大偏差,容易酿成事故。
根据新版《火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定》DRZ/T 01-2004规定:1)锅炉汽包水位测量系统的配置必须采用两种或以上工作原理共存的配置方式,以防止系统性故障。
锅炉汽包至少应配置 1 套就地水位计、3 套差压式水位测量装置和 2 套电极式水位测量装置。
2)应严格遵循锅炉汽包水位控制和保护独立性的原则,最大限度地减少故障风险,并降低故障停机几率。
3)汽包水位保护和控制的测量系统至少应按三重冗余的原则设计。
4)汽包水位至少配置两种相互独立的监视仪表。
5)锅炉汽包水位控制应分别取自 3 个独立的差压变送器进行逻辑判断后的信号。
6)锅炉汽包水位保护应分别取自 3 个独立的电极式测量装置或差压式水位测量装置( 当采用 6 套配置时 ) 进行逻辑判断后的信号。
当锅炉只配置 2 个电极式测量装置时 , 汽包水位保护应取自 2 个独立的电极式测量装置以及差压式水位测量装置进行逻辑判断后的信号。
3 个独立的测量装置输出的信号应分别通过 3 个独立的I/O模件引入 DCS 的元余控制器。
7)汽包水位测量信号应采取完善的信号判断手段,以便及时地报警和保护。
只有深刻理解上述两种锅炉汽包水位的测量原理及其误差的成因,才能清醒的指导锅炉汽包水位测量系统的设计、安装、调试和运行维护。
下面就对联通管式和差压式水位计的测量原理进行分别介绍。
1.3联通管式汽包水位计测量原理联通管式水位计结构简单 , 显示直观 , 如图 1 所示 , 它可以做成仅仅在就地显示的云母水位计 ( 包括便于观察的双色水位计 ) , 也可以采取一些远传措施 , 如在水位计中加电接点或用摄像头等构成电极式水位计或工业电视水位计等。
但就其原理来说 , 都是属于联通管式测量原理。
其中云母水位计常用于连接水位电视;电接点水位计有时被用于保护回路。
图1:联通管式水位计原理图就地双色牛眼水位计分别于汽包内的水侧和汽侧相连,汽包内下部的水温是汽包压力下的饱和水温度,汽包内上部的蒸汽温度是汽包压力下的饱和蒸汽温度,饱和蒸汽通过连通取样管进入水位计上部,由于就地水位计周围的环境温度远低于汽包压力下的饱和蒸汽温度,使蒸汽不断凝结成水,水温接近饱和温度,水温沿高度逐步降低,凝结水由连通管流入汽包。
若能在水位计上沿测量筒高度装设若干温度测点,就能求出筒中水的平均温度t av ,并得出水的平均密度ρav 。
由于ρav 和饱和水密度ρw 不同,就形成了云母水位计指示值H e 和汽包实际水位H 的差异,这个差值可由下式求得:ws av sHe H ρρρρ-=- (2-1) 其中ρw 和ρs 为汽包工作压力下的饱和蒸汽温度和饱和水密度。
但是ρav 和水位高度、汽包工作压力、环境温度及测量筒散热情况等有关,其数值很难确定。
为减小水位计内水柱温降带来的测量误差,有时在水位计本体内加装蒸汽加热夹套,由水位计汽侧连通管引入蒸汽,以使水柱温度接近于锅炉汽包工作压力下的饱和温度。
为了防止锅炉压力突降时水柱沸腾而影响测量,从安全方面考虑,测量室内的水柱温度还应有一定的过冷度。
1.4 差压式水位计测量原理平衡容器(单室平衡容器、双室平衡容器和中间抽头式平衡容器)。
其中单室平衡容器是大机组常用的测量方式,有一些小机组上使用其它两种形式的平衡容器。
单室平衡容器结构简单,维护容易,但受现场环境影响较大,如保温、补偿等;中间抽头式平衡容器结构复杂,能够消除部分由环境温度造成的影响,在零水位附近有较好的补偿效果,但易受汽包压力突降的影响,引起正压侧的水柱沸腾。
图2:简单平衡容器的测量原理图图3:双室平衡容器的测量原理图根据实际情况,我们重点研究一下常用的单室平衡容器的测量原理。
w P H ρ+=(2-2) "()'()P H h h h h ρρ-=--∆++∆(2-3) 上面两式相减得:"()'()w P H H h h h h ρρρ∆=---∆-+∆(2-4)整理得: (")('")w H P h h ρρρρ--∆∆=-- (2-5)其中h ∆是实际水位w ρ――凝结水的密度"ρ――相应汽包压力下的饱和汽的密度'ρ――相应汽包压力下的饱和水的密度h ――下取样管至汽包零水位的距离P ∆――水位変送器测的差压信号由于"ρ和'ρ只随汽包压力变化,而且影响较大,因此要进行汽包水位的汽包压力补偿;w ρ受环境温度的影响,一般情况取50℃为基准,但影响较小;h 和H 是平衡容器的设计安装尺寸,应按照制造厂提供的数据进行核对,为与实际相符,应进行现场核对。
第二节 汽包水位计的测量误差分析2.1 差压式水位计测量水位误差分析从式(2-5)可以看出,平衡容器的安装尺寸、汽包压力、参比水柱平均温度等参数影响汽包水位的测量误差,下面就从这几个方面入手进行分析:a) 差压式水位计正压侧平衡容器参比水柱温度变化是比较常见的造成水位测量误差的原因。
炉顶汽包小间春夏秋冬温度变化大,而在典范的差压式水位计压力补偿计算公式中,平衡容器内不饱和水密度被固定为50℃或80℃时的密度值,因而造成示值偏差。
由式(2-5)可以得出,由于参比水柱温度变化引起的水位测量偏差如下:(')'*1000('")w w H h ρρρρ-∆=- (3-1)虽然环境温度受环境温度的影响较大,但从总体上看,环境温度的变化不会太大,按照正常的保温和安装条件,该参比水柱平均温度变化范围一般不会超过150℃,通过查水和水蒸汽的密度表可以得出不同温度下的密度差'w w ρρ-受汽包压力的变化影响较小,主要与偏离设定值的大小有关系见图4;但随着机组负荷的上升'"ρρ-随汽包压力的增加逐渐减小,所以形成的水位偏差会逐渐增大,如图5所示。
图4:参比水柱密度随温度、压力变化曲线图5:水位偏差随汽包压力变化曲线以H =0.7m, 参比水柱温度从40℃~80℃变化为例计算。
当汽包压力为18Mpa 时,'h ∆=34.68mm当汽包压力为10Mpa 时,'h ∆=22.6mmb) 汽包水位差压变送器安装位置离水位平衡容器过远及仪表管过长,受伴热和保温不均匀等因素影响较大,可引起示值迟缓和偏差。
c) 差压式水位计汽、水取样开孔部位不当,汽包内汽、水的热动力分布场变化的影响会引起示值偏差。
d) 测量装置的机械原因造成的差压变化影响,如渗水、平衡容器的安装高度与计算高度误差均会造成测量误差。
2.2 联通管水位计测量误差分析1.1.2 云母水位计的误差产生原因就地双色牛眼水位计是装在汽包本体上的直读式水位计,主要是按连通器原理工作的;一般作为远传电视监视系统用,在集控室可以直接监视就地双色牛眼水位计的指示。
水位表中多余的水通过水侧取样管流回汽包。
水位计中的水受环境的冷却,其平均温度低于汽包内的饱和水温度。
导致水位计中的水的密度大于汽包内的饱和水密度,从而水位计中的水位低于汽包内的水位,造成测量误差。
由式(2-1)可以得出水位计的偏差为:'av w av s H H H H ρρρρ-∆=-=-- (3-2)由 (2 - 2) 式可以看出 , 水位测量偏差与水位计管内水柱温度、汽包工作压力以及了汽包内的实际水位等多种因素有关反措提供的的正常水位示值和汽包实际零水位的差值如下表所示:a) 汽包压力。
随着汽包压力的增加 , 相应饱和温度升高 , 冷却效应加剧 ,水柱平均温度与饱和温度的差值增大。
汽包压力在额定工况下、汽包水位处于正常水位时 , 联通管式水位计的平均温度低于饱和温度的数值一般为 : 中压炉 50-60℃, 高压炉 60 - 70℃,超高压及以上锅炉 70 - 80℃以上。
汽包工作压力变化时 , 除了导致水位计管内水柱温度变化 , 即ρa 变化而影响水位计水位显示值外 , 还会引起p w、p s的变化而使测量产生偏差。
当汽包内实际水位 H 值一定时,压力愈高 , 1△H I 值愈大 ; 压力愈低 , I△H I 值愈小。
如果汽包正常水位设计在 H0 =300mm , 而且运行时实际水位恰好在正常水位线上 ,则水位计的示值偏差 : 在压力 P=4.0MPa时 ,△H = -59.6mm; 在压力 p= 10 MPa 时,△H = - 97.0mm; 在压力 P=14MPa 时,△H=-122.3mm;在压力 p=16MPa时,△H=-136.9mm,可见每升高1Mpa时,一般联通管时式水位计的示值偏差的变化平均为-6.5mm左右。
b)汽包水位。
高水位时 , 由于水位计中水柱高度增加 , 散热损失增加 ,同时汽柱高度减少 , 蒸汽凝结量减少 , 因此 , 水柱的平均温度较正常水位时低 , 与饱和温度的差值增大 ; 反之 , 低水位时 , 差值减少。
据有关资料介绍 , 水位变化土 50mm 时平均水温较正南水位时约有 16- 24℃的变化。
当汽包工作压力为一定值时 , 汽包内的实际水位也会对水位测量产生偏差 , 由 (2 -2) 式不难看出 , 偏差△H与实际水位 H 成正比 ,H值愈大 , I△H I 值愈大 ;H 值愈小,I△H I 值也愈小。
根据上海锅炉厂提供的资料 , 对于亚监界锅炉 (18.4 - 19.6MPa) 在额定压力下 ,汽包水位计的零水位要比汽包内实际正常水位低150mm, 也就是说 ,当H=300mm 时,△H=-150mm ;当H=0mm时,近似偏差△H=0mm;但是当H=600mm时,近似偏差高达-300mm。
如果将水位计下移150mm,虽然在正常水位偏差消除了,当高水位和低水位时,误差仍将很大。