?? 1997-12-16，1臺(tái)SG-1025/18.3鍋爐發(fā)生了缺水干鍋，汽包低水位保護(hù)拒動(dòng)，導(dǎo)致水冷壁大面積變形、多處爆管的事故。此后，國(guó)家電力公司頒布的《防止電力生產(chǎn)重大事故的25項(xiàng)重點(diǎn)要求》列出了防止鍋爐缺、滿水事故的要求，又編寫了輔導(dǎo)教材?！峨娏Π踩夹g(shù)》雜志相繼發(fā)表了一些與之相關(guān)的文章，其中《汽包全充水啟動(dòng)》一文提出全充水啟動(dòng)以解決啟動(dòng)中汽包溫差控制的建議，部分內(nèi)容涉及對(duì)《電站鍋爐監(jiān)察規(guī)程》的理解與執(zhí)行。筆者對(duì)鍋爐汽包水位控制的建議如下。

?1? 水位控制的意義

???? 蒸汽鍋爐水位是鍋爐運(yùn)行控制的重要參數(shù)之一，穩(wěn)定工況下，撇開假水位因素，汽包水位的升降標(biāo)志鍋爐給水(包括減溫水)流量與蒸汽流量的平衡狀況，給水流量偏大則水位升高，反之亦然。廣義的水位控制可以包括直流爐中間點(diǎn)溫度的控制以及超臨界、超超臨界鍋爐相變點(diǎn)位置的控制，因?yàn)樗鼈兌紭?biāo)志著對(duì)給水與蒸汽流量平衡的控制，決定著省煤器、蒸發(fā)受熱面(或高比熱區(qū))和過熱器的分界線，只是直流爐不存在假水位問題，而以其界面的變動(dòng)顯示其動(dòng)態(tài)不平衡。

??? 從水轉(zhuǎn)變?yōu)槠幸粋€(gè)過程，管內(nèi)介質(zhì)汽化的同時(shí)發(fā)生膨脹，貯水量減少，這種現(xiàn)象稱為汽水膨脹，它表現(xiàn)為汽包水位波動(dòng)，這也常常是亞臨界直流爐產(chǎn)生脈動(dòng)的重要原因之一。大部分假水位問題與水冷壁管貯水量變化有關(guān)，在討論水位控制時(shí)必須重視汽水膨脹問題。

??? 汽包爐控制水位的目的主要是控制循環(huán)倍率，

以避免出現(xiàn)蒸干及高熱負(fù)荷區(qū)域的膜態(tài)沸騰；亞臨界參數(shù)直流爐在轉(zhuǎn)入純直流狀態(tài)后，會(huì)有一部分受熱面內(nèi)的介質(zhì)是質(zhì)量含汽量在0.8以上的雙相介質(zhì)，如果它進(jìn)入高熱負(fù)荷區(qū)或需要控制管間溫差的膜式壁部位，就可能導(dǎo)致受熱面變形；對(duì)于超臨界鍋爐，控制高比熱區(qū)的工作區(qū)域也是避免過高溫差應(yīng)力的關(guān)鍵。汽水雙相介質(zhì)在集箱中有分配均勻性問題，沒有適當(dāng)?shù)拇胧┍厝粫?huì)擴(kuò)大集箱下游管排的溫度偏差，并由此產(chǎn)生管排變形。

??? 一般情況下，正確處理缺、滿水異常，包括實(shí)施緊急停用，并不構(gòu)成對(duì)設(shè)備的損傷。但在汽包爐嚴(yán)重缺水、干鍋時(shí)，將使部分水冷壁管內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量含汽量升高，出現(xiàn)蒸干現(xiàn)象并使管壁溫度升高，而膜式壁的結(jié)構(gòu)決定了其熱膨脹互相牽制，從而導(dǎo)致水冷壁翹曲變形，爐壁密封破壞，如果此時(shí)爐膛溫度足夠高，甚至沒有熄火，水冷壁可能發(fā)生爆管；而當(dāng)汽包無水或無法判斷汽包水位時(shí)，繼續(xù)給水將有可能使厚壁汽包受到有害的熱沖擊。汽包爐嚴(yán)重滿水則汽包的汽水分離作用遭到破壞，大量濕蒸汽進(jìn)入過熱器，使管間溫差增大，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致管排變形，固結(jié)件損壞，但更主要的威脅是汽溫驟降導(dǎo)致汽機(jī)通流部分損壞，同時(shí)對(duì)主蒸汽管道造成熱沖擊。隨著鍋爐容量的增大，其相對(duì)貯能率下降，使參數(shù)變化的速率加快，必然要求提高參數(shù)控制的靈敏度，其中汽包水位的控制要求尤其嚴(yán)格。

?2? 關(guān)于水位控制的相關(guān)規(guī)定

???? 由于汽包水位對(duì)蒸汽鍋爐安全的重要影響，世界各國(guó)的鍋爐監(jiān)察規(guī)程對(duì)于汽包水位控制都有相應(yīng)規(guī)定，其中包括水位監(jiān)視、水位控制和水位保護(hù)3個(gè)方面。我國(guó)《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》、《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《固定式鍋爐建造規(guī)程》、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鍋爐運(yùn)行導(dǎo)則》和《防止電力生產(chǎn)重大事故的25項(xiàng)重點(diǎn)要求》等文件對(duì)這方面的規(guī)定主要有：

??? (1) 運(yùn)行中鍋爐至少配置2臺(tái)彼此獨(dú)立的就地水位表和2臺(tái)遠(yuǎn)傳水位計(jì)，當(dāng)就地水位表故障退出，有2臺(tái)遠(yuǎn)傳水位計(jì)可靠工作時(shí)，鍋爐可允許短時(shí)間繼續(xù)運(yùn)行；

??? (2) 遠(yuǎn)傳水位表顯示必須定期以直讀式水位表的顯示為準(zhǔn)加以比較，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，但玻璃、云母、牛眼、電極、磁性翻板等就地水位表的水柱，因其溫度低于飽和溫度，不能完全代表汽包真實(shí)重力水位，差值是水柱溫度、水柱高度與汽包壓力的函數(shù)，因此需要先明確校驗(yàn)點(diǎn)，確定修正值后才能指導(dǎo)常規(guī)的水位計(jì)校對(duì)工作；

??? (3) 鍋爐點(diǎn)火前汽包水位宜控制在最低水位，以備汽水膨脹時(shí)水位上升，減少蒸汽帶水并減少熱損失；

??? (4) 鍋爐低水位保護(hù)裝置的投入是鍋爐啟動(dòng)的必備條件，對(duì)直流爐則是中間點(diǎn)溫度高和斷水保護(hù)；

??? (5) 水位保護(hù)動(dòng)作值由制造商提供，但必須在可測(cè)量、可監(jiān)視范圍之內(nèi)，汽包水位低于水位表可見水位時(shí)，最安全的方法是熄火處理；

??? (6) 為確保保護(hù)裝置正確動(dòng)作，鍋爐點(diǎn)火前必須進(jìn)行試驗(yàn)；

??? (7) 為保證水位指示正確，不出現(xiàn)虛假水位，水位表計(jì)汽水連接管的走向及管徑須符合要求，并確保在水位表計(jì)進(jìn)行沖洗時(shí)不互相干擾。

??? 現(xiàn)在的問題是：

??? (1) 汽包水位測(cè)量問題。水位測(cè)量的基礎(chǔ)是連通管原理，測(cè)量結(jié)果與汽包壓力、水柱(表管)溫度有關(guān)，必須通過壓力、溫度修正后才能得到汽包的真實(shí)重力水位。現(xiàn)有的各種水位計(jì)，有的不能連續(xù)測(cè)量因而不能用于自動(dòng)調(diào)節(jié)，有的比較難以實(shí)施壓力修正，有的又因表管溫度的實(shí)際情況不清，無法進(jìn)行正確的溫度修正。雖然差壓水位計(jì)接入DCS控制系統(tǒng)較易實(shí)現(xiàn)壓力、溫度的自動(dòng)修正，但修正方法不當(dāng)以及冷凝罐內(nèi)水面未能控制也影響其測(cè)量準(zhǔn)確性，反映出的現(xiàn)象是各表計(jì)的指示偏差大，使運(yùn)行人員無所適從；

??? (2) 《防止電力生產(chǎn)重大事故的25項(xiàng)重點(diǎn)要求》及其輔導(dǎo)材料的某些提法沒有得到理解與貫徹。