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火电厂给水自动控制原理及影响因素

摘要：本文以某火电厂机组汽包水位调节异常事件为例,针对汽包水位波动

现象,分析了给水自动调节系统的特性,找出了影响给水自动调节的各种因素,为

更好的调节汽包水位提供理论依据，防止汽包水位异常事故的再次发生。

关键词:汽包、汽包水位、三冲量、CCS

一、案例：

1、X年X月X日，因A小机电液转换器故障，手动脱扣A小机，联启电泵后，

因汽包水位高高机组跳闸。原因分析：DCS系统给水控制逻辑设计为如果汽包水

位小于60mm，任一台小机跳闸且电泵启动后40秒内，勺管执行器指令跟踪小机

跳闸时的两台小机转速的大值，期间没有权限操作电泵勺管。电泵启动后汽包水

位快速上升，而短时间内又无法操作电泵勺管，最终导致汽包水位快速升高至跳

闸值。

2、X年X月X日，因300立方米水箱补水电动门绝缘差，导致#1隔离继电

器柜失电，汽机侧阀门状态显示中间位，给水切手动，机组协调解除。原因分析：

原逻辑设计为出口门不开代表此台小机不出力或出力不足，逻辑组态中增加了一

台给水泵出口电动门不在开位将自动将另一台给水泵指令增至最大的逻辑。两台

小机给水泵指令增至最大，最终导致汽包水位高跳闸。

3、X年X月X日，将电泵勺管指令降至0%时，A、B汽泵转速由

4813/4840rpm升至5024/5051rpm，汽包水位由-2mm升至72mm。在逻辑检查过程

中A、B小机转速由4861/4888rpm突升至5133/5319rpm，汽包水位自动解除，汽

包水位由-4mm快速上升至229mm。原因分析：机组DCS更换为新华公司的XDC-

800系统，其CCS系统汽包水位自动调节回路使用小机、电泵三平衡控制策略，

当将电泵勺管指令由60%减至0%时，两台小机转速指令经平衡模块运算后自动升

高。在逻辑检查过程中操作不当导致汽包水位自动控制系统中平衡模块引用的电

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泵指令由60%突变至0%，在三平衡模块作用下两台汽泵指令突升，导致汽包水位

异常升高。

二、锅炉汽包水位异常的危害及对自动控制的要求：水位过高，影响汽包内

汽水分离器装置的正常工作，造成出口饱和蒸汽水分过高，使过热器受热面结垢

导致过热器烧坏，还会使过热蒸汽温度产生急剧变化，如果过热器进水则直接影

响汽轮机的安全；汽包水位过低，则无法保证锅炉水循环的安全，造成水冷壁管

供水不足而烧毁。负荷较低时，采用单冲量自动调节，用调节阀控制水位；负荷

大于或等于30％，采用三冲量自动调节，用给水泵转速控制水位。由于在机组启

停阶段，蒸汽流量较小，检测误差较大，通常使用单冲量这种调节方式。而高负

荷时，采用三冲量更经济与安全。给水自动调节任务：(1)维持锅炉水位在允许

的范围内，使锅炉的给水量适应于蒸发量。(2)保持给水量稳定。给水量稳定有

助于省煤器和给水管道的安全运行。实践证明，用人工操作调节水位，既不安全，

也不经济，其最有效的方法是实现给水自动调节。锅炉汽包水位变化的根本原因

是给水流量与蒸汽流量的偏差量。当此偏差接近零时,汽包水位趋于稳定;当给水

流量与蒸汽流量的偏差量为正值时汽包水位上升，反之下降。汽包水位间接地反

映了锅炉负荷与给水的平衡关系。随着锅炉参数的提高和容量的扩大，对给水控

制提出了更高的要求，主要原因有以下两点：（1）汽包的体积相对于机组容量

大大减小，汽包的蓄热量和蒸发面积随之减小，加快了汽包水位的变化速度，使

汽包水位在负荷或给水流量扰动时变化速度大大加快。（2）锅炉容量的增加，

使锅炉负荷对汽包水位的影响加剧。

三、各种扰动对水位的影响因素分析：

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