机组启动初期省煤器保护及汽包水位控制分析

周雪元

（浙江浙能长兴发电有限责任公司，浙江 湖州 313000）

【摘　要】长电公司四台国产330MW亚临界机组属自然循环汽包炉，省煤器无再循环和烟气旁路装置，在锅炉启动初期，锅炉间断上水期间省煤器会出现干烧现象以及汽包水位因省煤器汽化导致失控现象。本文结合2014年10月11日#2机组启动期间汽包水位LL触发MFT实际案例，对330MW亚临界机组锅炉启动过程省煤器保护及汽包水位控制进行分析。

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关键词 省煤器；汽化；汽包水位

1　案例回放

10月11日#2机组启动过程中，03:25投#2机组高、低压旁路，04:46 #2炉汽包水位(LL)MFT。根据历史曲线可知，在高低压旁路投运情况下，03:08-04:38期间给水流量始终为零，汽包水位却在正常区间。其中04:10-04:22汽包水位出现快速上升至136mm，之后汽包水位快速下降直至04:46MFT动作现象。

主要相关参数历史曲线如图１：

根据案例现象发现，两个疑问需要解答：

（1）旁路投运的情况下，在90分钟内给水流量一直为零，汽包水位却没有下降，相反在04:10开始快速上升。

（2）04:36开始大流量补水（最大流量达270t/h），直至04:46MFT，汽包水位始终快速下跌，未见趋缓。

2　案例分析

2.1　疑问一分析

通过省煤器出口温度、汽包压力、汽包壁温三个参数分析，我们发现，在锅炉停止进水期间，省煤器出口温度持续上升，04:10省煤器出口温度达186℃，超过该压力下的饱和温度（185℃）。据此，我们不难分析，高低压旁路投运后锅炉开始连续蒸发，在停止上水期间，汽包水位能基本维持的原因是省煤器（包括下降管、水冷壁）内存水在干烧过程中膨胀。省煤器存水沸腾，省煤器内汽水容积快速膨胀，是导致04:10汽包水位快速上升的原因（此时的水位实为虚假水位）。

2.2　疑问二分析

04:23开始，随着省煤器内汽水逐渐消耗殆尽，汽包虚假水位现象开始消减，汽包水位开始进入持续下降通道。04:36-04:46十分钟之间，以平均给水流量160t/h计算，累计补水量在27吨左右。27吨的补水量已超过汽包正常运行的水容积（23.8m3）。从汽包水位曲线可以断定，27吨的补水未有效补入汽包内，是导致汽包水位LL触发MFT的直接原因。省煤器的正常水容积为68.6m3，我们认为，省煤器在90分钟的间断进水期间，锅炉持续燃烧蒸发，当开始大量补水时省煤器已处于干烧状态，大量的补水储存在省煤器内，未进入汽包。

3　案例分析

B&WB—1025/17.5-M型锅炉省煤器为非沸腾式省煤器，水平管组材料为25MnG，悬吊管材料为15CrMoG，耐受温度在450摄氏度以上，从金属材料强度上确保了安全可靠，故该类型省煤器水侧未设置再循环、烟气侧未设置烟气旁路通道。但对高压以上自然循环汽包炉非沸腾式省煤器，要求省煤器出口水温有一定的欠焓值（出口温度低于饱和温度，正常运行时在60℃左右），以保证水在进入下联箱和水冷壁管时不发生汽化，使水冷壁进水分配均匀，保证水循环安全。

在锅炉启动初期，要求汽包间断上水，当汽包停止上水的时候，省煤器就处于一个烧的状态，省煤器中的水此时是不流动的，但炉内还在燃烧，显然燃烧产生烟气要经过省煤器，在省煤器中的水不流动状态下，水将汽化，这样大量的蒸汽产生将引起省煤器振动，甚至引起省煤器管过热造成设备损坏事故；其次，省煤器干烧后再次上水过程中省煤器金属会承受巨大的交变应力也不容忽视；另外省煤器汽化（干烧）后再次上水过程中汽包水位响应滞后也严重影响锅炉安全，触发汽包水位MFT。

4　防止省煤器汽化的有效措施

为防止案例事件的再次发生，我们应该高度重视锅炉启动初期，尤其是汽机侧高低压旁路投运后省煤器的汽化问题。避免省煤器出口给水饱和、沸腾、汽化是控制目标。可以从以下几方面加以控制。

（１）满足上水要求的前提下降低给水温度，避免除氧器水箱温度过高，以增加省煤器入口给水欠焓。

（2）启动过程确保锅炉连排较大开度，启动初期汽包压力低，连排实际流量很低，因此要保持全开，随着压力的上升加以调整。

（3）汽机高低压旁路投运后尽量保证一、二级旁路减压阀全开，保证大蒸发量。关停旁路应做到逐渐缓慢，延长关停时间，使得升温与升压同步进行。旁路关停后蒸汽温度和压力要同时满足冲转要求并尽快冲转。避免不正确关停旁路方法：主蒸汽温度达冲转参数后快速关闭旁路，再经过一小时左右的等待，使蒸汽压力上升达到冲转压力，此方法在一小时的等待期间，蒸汽负荷与烟气侧负荷不匹配。

（4）启动过程中尽量开大再热器烟气挡板，关小省煤器烟气挡板，以减少省煤器烟气侧热负荷。

［责任编辑：汤静］