引言
某火电厂2×330MW热电工程锅炉型式为亚临界、一次中间再热、控制循环汽包炉。汽包筒身直段长15000mm，用钢板卷制而成，内径为Φ1743mm，两端采用球形封头，包括封头汽包总长17132mm。锅炉给水采用两台50%BMCR出力的汽泵，一台30%BMCR出力的电泵，每台泵出力都有一定的余量，正常运行时电泵备用。结合此背景，本文总结了发电厂汽包水位的调节方法。
1 汽包水位调节的基本原理
汽包水位反映了汽包内的汽、水平衡状况。汽包水位在维持稳态情况下，进水量与蒸发量达到平衡。在暂态情况下汽包水位可以理解为水冷壁及汽包中水和受热产生的蒸汽的体积之和。汽包既充当了水、汽转换的容器,又起到缓冲作用，保汽包水位稳定的前提是保证主蒸汽与给水流量的物质平衡。汽包水位平衡即锅炉给水平衡，锅炉的循环倍率(质量含汽率)平衡，供汽量平衡。当然汽包有一定容积，发生短暂的、少量的不平衡只要及时给予弥补不会影响安全。但运行中，给水与主蒸汽流量之间往往存在一定差值，且该差值随着参数改变而改变，因此给水流量应随着主蒸汽流量的变化而变化，才能确保汽包水位的稳定。
2 调节的依据
在启动负荷时采用单冲量（汽包水位）调节，锅炉正常运行时采用三冲量（主汽流量、给水流量、汽包水位）调节。三冲量可以克服虚假水位引起的给水流量调节偏差，但低负荷下蒸汽流量测量误差大，蒸汽流量与给水流量差值达，燃烧工况变化大，故此时可采用单冲量调节。
该厂锅炉汽包容积为39立方米，直径1743mm。Q汽包水体积 = 14立方米（ 0mm水位）。而汽包0mm水位是在汽包中心线以下220mm处。220mm由以上可以知道：水位从0mm到220mm的体积是：（39-14*2）/2=5.5t，由此推算水位由0到250mm，汽包需进至少6.25t水。另外汽包水位高低限值差550mm，由于汽包中部存在汽水分离器，我们将汽包简化为圆柱体，因此汽包水位从-300mm到250mm的水体积（550/1743）*39=12t水，水位由0到250mm需要约6t水。
2013年10月该厂#1机组在大修后进行电泵升速试验时，由于热控接线错误造成两台汽泵指令误发至对应最大出力。给水流量由580t/h上升至1340t/h，转速由3580r/min升至4450r/min，时间约68S，水位由-18mm升至250mm，即用400t/h的速度上水需要一分钟，进而引发汽包水位高MFT。这也可以再次印证了汽包的水体积。
3虚假水位现象
汽包虚假水位现象是汽包及水冷壁内处于饱和状态的水，因压力、温度、燃烧率等发生变化，造成水中的含汽率发生变化即循环倍率变化，最终引起水容积发生变化而产生的。因此引起虚假高水位主要是瞬时质量含汽率升高，主要有：锅炉燃烧率增加、汽机调门开大、锅炉安全门动作等；引起虚假低水位的因素主要有：锅炉燃烧率减少、汽机调门关小、锅炉安全门回座、给水温度下降等。运行中多种因素会同时出现，发生叠加或相抵，发生叠加时会使虚假现象加剧，严重时威胁机组安全运行。虚假水位是一种短时的现象，需要用三冲量的思维来调整水位，但是无论三冲量还是单冲量，水位维持稳态是最终目标值，所以应以水位为目标来进行调整。
4.突发状态下的水位调整
关于给水泵故障引起的汽包水位变化，如汽泵运行中出现故障跳闸，应立即启用备用泵，并根据泵的出力选择合适的负荷，给水出现问题，锅炉水位下降，此时应防止汽包水位过低引起一系列后果。
4.1 两台汽泵运行、单台给水泵跳闸 ，电泵联启
此时立即检查电动给水泵启动是否正常。根据负荷增加电泵出力，负荷在180MW以下（主蒸汽流量小于单台汽泵最大出力）电泵只作备用；负荷在180MW以上（主蒸汽流量大于单台汽泵最大出力）就要迅速增加电泵出力保持给水流量与主蒸汽流量匹配，维持汽包水位稳定。在操作过程中要紧盯汽包水位，当水位回升时，应根据水位变化速度减小给水流量，防止给水流量过大造成锅炉满水事故。如电泵不能迅速启动，应立即增加运行给水泵出力。但必须同时关注给水泵的入口压力和给水泵最大出力，防止给水泵入口压力低跳闸给水泵振动大等现象发生，造成事故扩大。另应适当降低主汽压力，以降低汽泵转速。试验证明当汽泵并列运行时，维持给水流量不变，主汽压力上升约0.25Mpa，汽泵指令各上升约1%(经验值，可自行试验)。若机组负荷大于180MW以上（主蒸汽流量小于单台汽泵最大出力），应快速将制粉系统出力降至180MW所对应的燃料总量。
4.2 当燃烧强度突然变化，即锅炉瞬时循环倍率和蒸发量改变时
这时应当充分考虑虚假水位的影响。首先由于锅炉燃烧效率突然下降，产汽量也下降，维持汽包水位中的蒸汽消失，致使汽包水位下降。其次当水位回升以后此时给水流量应远远大于新平衡下的蒸发量，所以汽包水位会不断上升。因此这个调整一般需要两个相反的步骤，即先增加给水量后减少给水量。当一次风机、磨煤机跳闸后炉内燃烧放热量急剧减少，汽包水位可以看作汽包及水冷壁中的水和蒸汽来维持的，当燃烧减弱后蒸汽量迅速下降，需要大量上水来填充蒸汽的位置。之后又因蒸发量下降，锅炉需水量下降，我们则需要降低给水量。根据其变化规律，先低后高进行紧急处理，才能防止发生一次风速。因此在事故发生后我们应立即以最快的速度加大给水量。紧密监视汽包水位的下降速度，若开始趋于缓慢，需要立即减少给水量向蒸汽流量靠近。根据机组试运期间RB试验观察，汽包水位下降及上升速度均较快，在下降过程中，汽包上水量一般不超过原先水量的200t/h（主要看失去的燃料量占总燃料量的份额）。另外应检查控制方式在TF运行，以减小虚假水位对给水流量的影响，防止造成后期给水流量减少过慢。对于主汽门误关等只产生虚假水位而未引起蒸发量变化的调整，只需在汽包水位稳定后，再讲给水流量恢复到之前值附近就行了。而对于锅炉掉焦、炉内爆燃等引起燃烧增强事故只需按照相反过程调整即可维持汽包水位稳定。
4.3 开机过程中汽包水位的调节
开机过程中容易引起虚假水位的一般有投停粉管、投停油枪，启停炉水泵、挂闸冲转、发电机并列带负荷、旁路切主路，汽动给水泵并列时等几种情况。根据这几种情况引起水位的变化趋势做到超前调节，汽包水位一般不会出现异常波动。
开机过程中汽包水位的调整：开机过程中水位单冲量自动默认上水调门调差压，汽泵转速调水位。这种调整方式对减温水流量稳定有利，但水位调整较慢。手动方式下尽量不要同时调整上水调门和给水泵转速，最好的办法就是将给水泵转速稳定在一定转速（较高转速），通过上水调门调整水位，调整过程中注意给水母管压力高于汽包压力1-2MPa左右，调门开度过大或过小时应及时调整汽泵转速。在调整过程中还应注意减温水量的变化。
5结论
汽包水位的调节不仅仅是一个设备能否正常运行的问题，更是关乎发电厂安全性的关键，所以文中尽可能多的考虑到了可以预防的措施及突发状况下的应急措施。经实践验证，采取以上措施来调节汽包水位，具有可行性，可以达到良好的效果，保证锅炉的安全运行。
参考文献：
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作者简介：郭立文（1986-），男，河南新乡人，长期从事火力发电厂运行部相关工作