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什么是锅炉汽包的“虚假水位”?它是如何形成的?如何判断是否属于虚假水位?如何处理才能避免MFT动作?
2025-07-221

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锅炉汽包“虚假水位”是指汽包内实际水位与水位计指示值不一致的暂时现象,其本质是汽包内汽水混合物中蒸汽泡体积突变导致的水位“假象”,并非真实水量的变化。这种现象通常由汽包压力、蒸汽流量等参数突变引发,若误判可能导致水位失控,甚至触发主燃料跳闸(MFT)。

一、什么是锅炉汽包“虚假水位”?

锅炉汽包水位的稳定取决于给水流量与蒸汽流量的平衡(“物质平衡”),同时受汽包内压力变化影响的汽水容积关系(“热量平衡”)。当汽包压力或蒸汽流量突然变化时,水的饱和温度瞬间改变,导致水中蒸汽泡体积急剧膨胀或收缩:

- 若蒸汽泡大量生成(如压力骤降),汽包内汽水混合物总体积增加,水位计指示“上升”,但实际水量可能未增加甚至减少(虚假高水位);

- 若蒸汽泡突然减少(如压力骤升),汽水混合物总体积收缩,水位计指示“下降”,但实际水量可能未减少(虚假低水位)。

这种因汽水容积突变导致的水位指示偏差,即为“虚假水位”。

二、哪些情况下会形成虚假水位?

虚假水位的核心诱因是汽包内压力或蒸汽流量的突然变化,常见场景包括:

1. 负荷突然变化(蒸汽流量突变)


- 蒸汽流量突然增加(如汽轮机调门突然开大、对外供汽量骤增):汽包内蒸汽压力快速下降,水的饱和温度降低,水中原有热量使水瞬间“闪蒸”,生成大量蒸汽泡,汽水混合物体积膨胀,水位计指示上升(虚假高水位),但实际水量因蒸汽输出增加而减少。

- 蒸汽流量突然减少(如汽轮机调门突然关小、用汽中断):汽包内压力快速上升,饱和温度升高,水中蒸汽泡因热量不足而凝结,体积收缩,水位计指示下降(虚假低水位),但实际水量因蒸汽输出减少而未同步减少。

2. 燃烧工况突变

- 燃料量突然增加(如给粉机、喷油嘴突然开大):燃烧强度骤增,产汽量瞬间上升,汽包压力下降,蒸汽泡增多,水位上升(虚假高水位)。

- 燃料量突然减少(如断煤、燃油中断):燃烧减弱,产汽量骤降,汽包压力上升,蒸汽泡减少,水位下降(虚假低水位)。

3. 安全阀或向空排汽阀动作

安全阀起跳或向空排汽阀突然开启时,汽包压力急剧下降,水汽化加剧,蒸汽泡大量生成,水位快速上升(典型的虚假高水位)。

4. 给水压力或流量突变

给水压力骤升(如给水泵突然提速)导致给水流量短时激增,或给水压力骤降(如给水泵故障)导致给水流量突减,可能干扰水位稳定,与压力变化叠加形成虚假水位。

三、正常运行中如何判断当前水位是否为虚假水位?

判断的核心是结合汽包压力、蒸汽流量、给水流量等参数的联动变化,而非单一依赖水位计指示:

1. 观察参数关联性

- 若水位上升,但蒸汽流量突然增大、汽包压力下降,且给水流量未同步增加(甚至因压力下降略有减少),则大概率是虚假高水位(实际水量不足)。

- 若水位下降,但蒸汽流量突然减少、汽包压力上升,且给水流量未同步减少(甚至因压力上升略有增加),则大概率是虚假低水位(实际水量充足)。

2. 分析水位变化速度与趋势

虚假水位的变化通常快速且短暂(几秒到几十秒),随后会向真实水位回归(如虚假高水位后因水量不足会快速下降,虚假低水位后因水量积累会缓慢上升);而真实水位变化是渐进的,与蒸汽/给水流量的失衡趋势一致(如蒸汽流量持续大于给水流量,真实水位会持续下降)。

3. 对比多源水位信号

同时查看就地水位计(机械或云母水位计,受虚假水位影响较小)与远传差压水位计(易受压力波动影响):若远传水位剧烈波动但就地水位变化平缓,结合压力/流量突变,可判定为虚假水位。

四、如何处理虚假水位以避免MFT动作?

MFT(主燃料跳闸)通常因汽包水位过高(高Ⅲ值)或过低(低Ⅲ值)触发,处理虚假水位的关键是不被虚假指示误导,基于真实工况调整给水与燃烧,维持水位在安全区间:

1. 虚假高水位的处理

- 现象:水位突升,蒸汽流量↑、压力↓,给水流量未同步↑。

- 措施:

① 暂不盲目减少给水(避免真实水位后续骤降),可保持给水流量或略增(根据蒸汽流量偏差);

② 快速调整燃烧(如适当减少燃料量),稳定汽包压力(抑制压力继续下降,减少蒸汽泡生成);

③ 若因蒸汽流量突增导致,协调汽轮机或用汽系统稳定负荷,减少蒸汽流量波动;

④ 密切监控水位趋势,待虚假水位消退后(水位开始下降),再根据真实水位与蒸汽/给水平衡调整给水,避免水位降至低Ⅱ值以下。

2. 虚假低水位的处理

- 现象:水位突降,蒸汽流量↓、压力↑,给水流量未同步↓。

- 措施:

① 暂不盲目加大给水(避免真实水位后续骤升),可保持给水流量或略减(根据蒸汽流量偏差);

② 适当增加燃料量(如增大给粉/喷油),补充热量以稳定压力(抑制压力继续上升,减少蒸汽泡凝结);

③ 若因蒸汽流量突减导致,协调用汽系统逐步恢复负荷,避免压力过度升高;

④ 待虚假水位消退后(水位开始上升),再根据真实水位调整给水,避免水位升至高Ⅱ值以上。

3. 通用原则

- 加强参数联动监控:实时跟踪“水位-蒸汽流量-给水流量-压力”曲线,预判虚假水位趋势;

- 优先稳定压力和负荷:压力稳定是减少蒸汽泡突变的核心,通过燃烧调整快速稳住压力,从源头削弱虚假水位;

- 手动干预给水调节:若自动调节因虚假水位误动作,立即切为手动,根据真实工况(蒸汽-给水平衡)微调,避免给水大幅波动;

- 提前预判临界值:当水位接近高Ⅱ/低Ⅱ值时,主动干预(如适当降低/提高给水),预留调节余量,防止触发MFT。


来源:公众号“发电厂全能值班员技术交流”

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