对高压锅炉汽包水位的分析及运行中的控制
仪器信息网 · 2007-06-08 21:40 · 32768 次点击
摘要:本文对保持锅炉汽包水位的意义,汽包水位的运行工况及影响汽包水位变化的因素,以及针对这些因素如何对汽包水位进行有效的控制等问题作了较详尽的分析和阐述。
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,而汽包底部少,由底部到水面,水中的蒸汽含量逐渐增加,水份含量则减少,即炉水的重度自上而下逐渐减小,炉水的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。对于高压锅炉汽包中部凸起高度可达100mm以上。
3汽包水位的几个概念
3.1实际水位
以汽包内部工况分析,从汽包内湿份分布曲线看是找不到汽水空间相连的部位,但可以找到重度变化最快的点,这个点便定为汽包的实际水位,实际水位是决定蒸汽品质的重要参数。
3.2重量水位
在实际水位线以下的炉水中含有一定数量的饱和蒸汽,它们的平均重度水平为汽包压力下的饱和水重度。假定汽包在瞬间与给水系统隔绝,汽包水空间中的蒸汽和汽泡都跑到汽空间,汽空间的水滴出落到水空间中,这时的水位为汽包的重量水位。
3.3指示水位
从云母水面计看到的水位为指示水位。由于云母水面计的散热使水面计中的水柱的重度增加,而使指示值偏低。
3.4虚假水位
虚假水位指不真实水位。由于外界原因使汽包压力突降,炉水饱和温度下降到压力较低的饱和温度,此时炉水将大量放出热量进行蒸发汽化。于是炉水内部的汽泡增加,汽水混合物体积膨胀,促使水位很快上升形成虚假水位。
4影响汽包水位变化的因素分析
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。
根据上述引起水位变化的根本原因可以归纳出影响水位变化的主要原因有锅炉负荷、燃烧工况及给水压力等。
4.1锅炉负荷因素影响水位变化的分析
蒸汽是给水进入锅炉以后逐渐受热汽化而产生的。当负荷变化时,将引起蒸发受热面中水的消耗量发生变化,因而必然会引起汽包水位发生变化。负荷增加如果给水量不变或者不能及时的相应增加,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,反之将使水位上升。
在实际中,当锅炉工况变动时,只要引起工质状态发生改变时就会出现“虚假水位”现象。在锅炉负荷的变化幅度和变化速度都很大时,则“虚假水位”的现象就比较明显。
4.2燃烧工况变化因素影响水位的分析
在外界负荷不变的情况下,燃烧强化时水位将暂时上升然后又下降。燃烧减弱时,水位暂降低然后又升高。这是因为燃烧工况的改变使炉内