王国强　林清

摘 要：结合等离子燃烧的特点，对等离子点火时易发生虚假水位的原因进行分析，提出防范的具体措施，避免因虚假水位造成锅炉水位保护动作。

关键词：锅炉；燃烧；等离子点火；虚假水位

中图分类号：TK223.23 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0165-02

1 概述

锅炉虚假水位只是相对于进出质量流量不平衡而言的，并不是不存在虚假水位，相反它是可以进行测量的可见的真实水位。它是汽包内真实水位变化的反映，虚假水位的过高和过低同样会引起有关保护动作甚至重大设备损坏事故，由于虚假水位变化剧烈，并且往往发生在机组运行工况不稳定的时候，所以对虚假水位要引起高度重视。现在越来越多得电厂为了提高经济效率，节约燃油，将燃油点火方式改为等离子点火方式，而锅炉采用等离子点火方式后，更容易造成虚假水位。

2 对象概况

我公司二期#5机组锅炉型号SG-1100/17.6-M735，制粉系统为双进双出钢球磨煤机，汽轮机型号CC330/261.1-16.7/2.5/1.5/537/537，汽机冲转参数：主汽压力3.45MPa，主汽温度320℃，再热蒸汽温度237℃。2012年#5炉将燃油点火改造为等离子点火方式，2012年7月9日锅炉启动，并网后带初始负荷（5MW），主蒸汽压力2.02MPa，主蒸汽流量42.7t/h，汽包压力2.1MPa，随后运行人员增加燃料量，加负荷，汽包压力维持在2.53MPa，机组负荷由5MW升至10.61MW；炉膛负压由91Pa突升至320Pa；汽包水位超+250mm水位保护值，延时5秒后MFT动作，首出汽包水位高高，汽轮发电机组联跳，发电机解列。

3 产生虚假水位原因分析

汽包虚假水位的实质是因为水冷壁内的汽泡多少变化引起的，但是引起汽泡多少变化有哪些因素呢？从实质上看因素只有两个就是水冷壁内汽水的温度和压力变化幅度，从现象上看就是内扰和外扰。但温度和压力对汽包水位的影响方向却是相反的，并且在不同工况下，哪是主要因素还有不同的变化。例如锅炉正常运行中，如果加负荷，我们一般是先增加煤量或启动一台制粉系统，这时候，即使不增加给水流量，汽包水位也会有较快的增长，因为燃烧强度增加，水冷壁吸热迅速增加，于是水冷壁内的水会因温度增加大量变成汽泡，所以温度增加会使汽包水位快速升高；随着压力升高，对应饱和温度也要升高，某些汽泡会重新变成水，所以压力增加会使汽包水位降低；但是此工况下水温增加导致汽包水位快速升高是主要因素，压力增加导致汽包水位降低是次要原因，甚至可以忽略不计。

液态水的比容随压力和温度变化很小，但当水发生汽、液变化时它们的比容变化很大，并且倍数随压力和温度变化也很大。因此我们可以得出这样一个结论：水冷壁内的汽泡多少及变化速度（或干度）才是引起汽包虚假水位的关键所在。通过查阅水蒸汽表可以计算出不同压力下，饱和蒸汽比容是饱和水比容的倍数。（见表1）

从表1可以看出压力越低，比容倍数越大，锅炉越容易发生虚假水位，且波动越剧烈。所以锅炉在点火初期，汽包内的压力低，比容倍数大，当炉膛内燃烧工况不稳定或者压力变化时，造成炉水温度变化，炉水中汽泡含量变化较大，水位出现大幅波动；随着汽包压力的逐渐上升，比容倍数逐渐减小，虚假水位波动的幅度会慢慢降低。

锅炉采用燃油点火，由于燃油的辐射强度大，对流换热强度低，启动时汽包压力上升快，汽温上升慢，符合启动曲线要求，当蒸汽温度达到冲转参数时，汽压相对较高（和等离子点火相比），且燃油着火稳定，虚假水位相对较少。

锅炉采用等离子点火，初期炉膛温度低，煤粉燃烬率低，炉膛热负荷波动大，引起水位变化。煤粉燃烧使得汽温上升速度快，当汽温达到冲转参数时，汽压较低，比容倍数大，虚假水位发生较频繁。

我厂#5炉2014年7月9日发生水位高锅炉熄火的原因，主要是并网后，汽压维持过低，容易发生虚假水位，在加负荷时，热负荷增加过快，使得水位快速上升。

4 防范措施

（1）锅炉汽包上完水后进行换水，将汽包内的水温提高

至>100℃，节约启动时间，同时提高水循环可靠性。

（2）磨煤机暖风器预暖应尽早投入，全开进口蒸汽及出口疏水门，便于暖风器预暖彻底，保证初期建立料位期间的干燥出力。

（3）为了使煤粉燃烧稳定，启动前投入4只油枪点火，提高炉膛温度，30分钟后，投入等离子点火，磨煤机暖磨后启动。

（4）磨煤机启动初期建立料位时，总给煤量控制≯10t。适当开启A1侧旁路风，提高干燥出力，控制磨煤机出口温度70℃左右，以提高煤粉燃尽度。

（5）磨煤机料位正常后，缓慢开启A1、A2侧容量风，就地观察等离子着火情况稳定，逐渐撤出油枪，调整磨煤机运行稳定。等离子电压270V，等离子前端、中心筒壁温<350℃。锅炉逐渐升温升压。

（6）根据锅炉给水流量及给水旁路调整门开度大小，间断上水时及时开启省煤器再循环，保证省煤器中存水连续流动，防止省煤器存水干烧汽化，影响汽包进水。

（7）锅炉启动阶段，兼顾锅炉汽温、汽压同步上升。投入旁路后，控制高低旁开度，确保冲转时汽压达到3.4MPa，并网时汽压达到5.8MPa。

（8）启动阶段，因锅炉汽水系统供需平衡未建立正常，汽包压力低，饱和温度变化幅度大，小范围燃烧燃动导致汽包水位变化大。在进行高低旁调整、燃料加减操作时，预先调整水位至-100mm，以增加水位调节余度，防止虚假水位导致锅炉MFT动作。

（9）机组并网后根据负荷及时投入A2层运行，防止A1

层风速过高，煤粉着火变差。投入A2层煤粉时，为防止初期煤粉着火不稳定，影响水位安全，可预先投运对应角油枪引燃煤粉，安排人员就地看火，观察A2层煤粉着火稳定程度后，逐步撤出油枪。

（10）锅炉启动过程中因虚假水位导致灭火后，立即关闭高低旁路，防止汽压下降过快。调整给水，控制汽包水位正常后及时进行炉膛吹扫。根据给水流量、氧量、主汽压力、主汽温度、省煤器进出口温度变化趋势判断虚假水位产生的原因，制定相应的預防措施，及时恢复锅炉升温升压阶段。

（11）在锅炉启停过程中，保护全程投入。

5 结束语

本文从运行的角度，深入总结、提炼生产经验，较为系统地提出了等离子点火时，虚假水位的防范措施并在实际生产中得到了良好的验证。

参考文献：

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