?3? 幾點(diǎn)建議

???? 根據(jù)以上情況，參照國內(nèi)外規(guī)程的規(guī)定，提出以下幾點(diǎn)建議并作相應(yīng)說明。

3.1? 蒸汽鍋爐必須執(zhí)行低水位啟動原則

??? 全充水啟動失去了水位監(jiān)視手段，并意味著過熱器進(jìn)水。水冷壁加汽包水位以下容積按140 m3計(jì)，水溫從20℃升至100～150℃，汽包水位要上升200～450 mm，如果計(jì)及要建立起正常水循環(huán)，上升管內(nèi)鍋水必須汽化并引起汽水膨脹的因素，水位上升值還要多，因此200 MW級鍋爐運(yùn)行導(dǎo)則規(guī)定點(diǎn)火前鍋爐上水至-100 mm，以減少滿水風(fēng)險(xiǎn)。全充水啟動延長了開啟省煤器再循環(huán)閥的時(shí)間，增加了過熱器管特別是包覆管彎曲變形的風(fēng)險(xiǎn)，而解決啟動時(shí)汽包上下溫差與內(nèi)外溫差的有效辦法則是鍋爐底部蒸汽加熱。

3.2? 適當(dāng)控制低水位保護(hù)動作值的降低

??? 理論上講，低水位保護(hù)裝置動作值取決于避免下降管抽空所必須的水頭以及水位測量裝置的下限。近年來，由于下降管入口加裝消旋裝置，水位表計(jì)可視范圍也不斷擴(kuò)大，保護(hù)動作值有不斷下降的趨勢，有的鍋爐保護(hù)動作值已在汽包中心線以下600 mm多，離汽包干鍋僅剩200 mm，而且還有隨意增加延遲時(shí)間的現(xiàn)象。降低汽包水位控制下限，其實(shí)是減少其安全裕度，增加失去水位保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)，因此，對低水位保護(hù)動作值的降低應(yīng)作適當(dāng)控制。

??? 原來意義上最低安全水位的確定是基于就地直讀式水位表(包括通過工業(yè)電視遠(yuǎn)傳的信號)，低水位報(bào)警值高于可見邊緣25～60 mm，保護(hù)動作值為最低可見值。當(dāng)采用遠(yuǎn)傳水位計(jì)進(jìn)行水位控制時(shí)，必須在每個(gè)遠(yuǎn)傳水位計(jì)上明顯標(biāo)出此最低安全水位。由于水位表柱溫度低于飽和溫度而需要對直讀式水位表的顯示進(jìn)行修正，允許有條件地應(yīng)用就地水位計(jì)的規(guī)定以及使用差壓式水位計(jì)進(jìn)行水位控制的事實(shí)，使有些人誤認(rèn)為動作值的標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生轉(zhuǎn)移，似乎是差壓式水位計(jì)的量程確定水位保護(hù)動作值。其實(shí)在低水位情況下，水位表顯示的水位與汽包重力水位差別并不大，從可見水位到汽包水連通管管座中心(也就是過去規(guī)定用“叫水法”判斷汽包內(nèi)有無水以確定熄火后能否上水的低限)之間是其安全裕度；差壓式水位計(jì)的測量原理決定其測量范圍是從冷凝罐水面到水連通(即負(fù)壓取樣管)管座，相對于直讀式水位表擴(kuò)大了測量范圍，取消了上述裕度，而且其可信的測量范圍與壓力、冷凝罐下正壓管的溫度有關(guān)。

??? 筆者認(rèn)為，以下一些因素是需要此安全裕度的理由：

??? (1) 熄火以后由于水冷壁的產(chǎn)汽量下降，水冷壁管汽水混合物中含汽率下降，表現(xiàn)為水位收縮，據(jù)估算，1臺300 MW自然循環(huán)汽包爐滿負(fù)荷時(shí)水冷壁管內(nèi)蒸汽所占體積達(dá)26 m3，一旦負(fù)荷下降含汽量減少，水冷壁貯水量必然增加，導(dǎo)致水位大幅度下降；

??? (2) 熄火后爐膛溫度下降要有一段時(shí)間，水冷壁仍需靠爐水循環(huán)泵強(qiáng)制冷卻或靠自然循環(huán)冷卻，汽包內(nèi)仍要有足夠的水位；

??? (3) 在不清楚汽包內(nèi)有無水的情況下，如繼續(xù)進(jìn)水，就要冒汽包壁受熱沖擊的風(fēng)險(xiǎn)，如不進(jìn)水，則要冒水冷壁變形的風(fēng)險(xiǎn)；

??? (4) 缺水現(xiàn)象本來是由于給水泵故障引起的，推遲熄火必然冒擴(kuò)大事態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)。

??? 目前，國內(nèi)還沒有此類安全裕度數(shù)值的規(guī)定，但一些成套引進(jìn)鍋爐的低水位保護(hù)動作值大致為-200～-280 mm，而現(xiàn)在許多國產(chǎn)300 MW汽包爐仍沿用-381 mm的動作值，值得研究。

??? B&W公司在規(guī)定可見水位以上13 mm實(shí)施低水位保護(hù)動作外，還規(guī)范了按遠(yuǎn)傳水位計(jì)低水位保護(hù)動作值(延遲20 s)如表1所示。

??? ASME鍋爐規(guī)范第7卷C9.240規(guī)定：應(yīng)將汽包水位自動跳閘整定到水位表最低可見邊緣時(shí)動作，切斷鍋爐燃料供應(yīng)；有延遲調(diào)節(jié)的，允許延遲的最長時(shí)間為10 s。

??? 控制循環(huán)鍋爐另設(shè)循環(huán)泵壓差保護(hù)，在循環(huán)泵運(yùn)行的情況下低水位保護(hù)其實(shí)是后備保護(hù)。本文開始所提事故的原因之一是工作失誤導(dǎo)致循環(huán)泵差壓保護(hù)失效，其二是水位保護(hù)溫度修正值失實(shí)。

3.3? 關(guān)于水位測定的修正

??? 目前水位測量的準(zhǔn)確性問題，除了水、汽連通管(含差壓式水位計(jì)的正、負(fù)壓管)的走向布置會影響測量范圍，并可能造成假水位外，主要是測量值的修正問題。

3.3.1? 就地直讀水位表的修正問題

??? 圖1所示為就地直讀式水位表工作原理，設(shè)汽包重力水位高為HW，則由于水柱冷卻造成的水位指示的誤差△h為：

??? △h = HW(ρ1-ρ')/(ρ1-ρ")?????? (1)

??? 式中：ρ1——當(dāng)水位表柱溫度為t1時(shí)，其中水的密度，kg/m3，

??? ρ'——工作壓力下飽和水的密度，kg/m3，

??? ρ"——工作壓力下飽和蒸汽的密度，kg/m3，????

??? HW和△h的單位為m。

??? 若取HW=350 mm，則根據(jù)不同的情況可求得△h值如表2所示。

??? 從表1和公式(1)可知，汽包壓力愈高，汽包水位愈高，則△h愈大，低水位時(shí)汽包真實(shí)重力水位與就地水位表的指示差別不大，因此水位偏差不是低水位保護(hù)拒動的主要原因。危險(xiǎn)性在于對滿水狀態(tài)的確定與處理：在某種情況下，雖然就地水位表仍有高水位顯示，而汽包內(nèi)重力水位已近汽包水位計(jì)汽側(cè)連接管，當(dāng)前滿水事故處理通用方法的危險(xiǎn)是事故放水時(shí)定排超壓威脅。

??? 要按就地直讀式水位表的指示對其他水位計(jì)指示值進(jìn)行核對，必須確定實(shí)際工作壓力、水柱溫度和水柱高度。建議實(shí)行定點(diǎn)核對，即冷態(tài)、工作壓力下的零水位校核，要在事前算出修正值，列入校對工作措施。