影响锅炉汽包水位的因素

2016/11/29 10:03:55 人评论 次浏览 分类:液位测量  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/1162.html

影响汽包水位的因素主要有两个方面,一是给水流量的扰动导致的水位变化,另一个是蒸汽流量的变化导致的汽包水位变化。
火电厂锅炉运行流程
在通常情况下,增加给水流量,水位应该是增加的,但是由于给水温度低于汽包内饱和水的温度,给水吸收了原有饱和水中的部分热量使水面下气泡容积减小,所以扰动初期水位不会立即升高。当水面下气泡容积的变化过程逐渐平衡,水位就反映出汽包中储水量的增加而逐渐上升的趋势,最后当水面下气泡容积不再变化时,由于进、出物质的不平衡,水位将以一定的速度直线上升。图1中曲线H1为不考虑水面下气泡容积变化,仅考虑物质不平衡时水位变化曲线,为积分环节的特性曲线;H3为不考虑物质不平衡关系,只考虑给水流量变化时,水面下气泡容积变化所引起的水位变化,可以认为是惯性环节的特性。在给水流量扰动下实际水位的变化曲线H2可以认为是H1和H3的合成。因此,水位控制对象的动态特性表现出有惯性的无自平衡能力的特点。
给水流量对汽包水位的影响                       蒸汽流量对汽包水位的影响                 
图1  给水流量对汽包水位的影响                                              图2   蒸汽流量对汽包水位的影响

蒸汽流量的扰动主要来自汽轮机发电机组的负荷变化。如图2所示,当蒸汽流量突然阶跃增大时,如果仅从物质平衡角度来看,这时蒸发量大于给水量,且汽包水位对象是无自平衡能力的,水位曲线如H1所示。但实际水位如H2所示,是先上升再下降,这种现象被称为“虚假水位”现象,当负荷突然减少时,水位反而先下降再升高。产生虚假水位的原因是当锅炉蒸发量突然增加时,汽包水下面的气泡容积也迅速增大,即锅炉的蒸发强度增加,从而使水位升高。但蒸发强度的增加是有一定限度的,其气泡容积增大而引起的水位变化如图中的H3,当气泡容积与负荷适应而不再变化时,水位的变化就仅由物质平衡关系来决定了,这时水位就随负荷的增大而降低。因此,实际水位的变化曲线H2是H1和H3的合成。虚假水位变化的幅度与锅炉的气压和蒸发量变化的大小有关。


图3  炉膛热负荷变化对汽包水位的影响

此外,炉膛热负荷扰动对汽包水位的影响也是很大的(见图3)。此处的热负荷主要指的是燃烧率的扰动,例如燃料量的增加使炉膛负荷增强,从而使锅炉蒸发强度增大。若此时汽轮机负荷尚未增加,锅炉出口压力提高,蒸汽流量也相应增加,这样蒸汽流量大于给水流量,水位应该下降,但是蒸发强度增大的同时也使得水面下气泡容积增大,因此也会出现虚假水位现象。在这种情况下,蒸汽流量增加的同时气压也增大了,因而气泡体积的增加比蒸气流量扰动时要小一些,但持续时间长。   

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