自然循環(huán)方式的余熱蒸汽鍋爐在投運后，經(jīng)常會有鍋筒（汽包）液位不穩(wěn)定、上下波動的現(xiàn)象發(fā)生，根據(jù)我們的經(jīng)驗分析，發(fā)生液位波動的原因主要有以下幾個方面：

 

  1） 上升管、下降管管徑與蒸發(fā)器換熱管組不匹配，導(dǎo)致機組大負荷運行時鍋爐蒸發(fā)器（上升管、下降管）管內(nèi)汽水流速異常，產(chǎn)生間歇性高流速—低流速轉(zhuǎn)換波動。

  2） 汽包內(nèi)下降管口未加裝阻旋裝置，導(dǎo)致機組大負荷運行時鍋爐下降管進口產(chǎn)生水流漩渦，部分氣體重新帶入蒸發(fā)器。

  3） 汽包進水口位置設(shè)置不合理。

  4） 汽包內(nèi)折流板設(shè)置不合理。

  5） 水下孔板設(shè)置高度位置不合理。

  6） 省煤器有汽化現(xiàn)象。

  7） 蒸發(fā)器存在偏流，局部汽阻導(dǎo)致汽水流動不均勻，造成液位波動。

  8） 輸氣系統(tǒng)管線并線方式不合理。

 

 

  前7項基本都是設(shè)計參數(shù)不合理造成，這里不做贅述，第八項屬于安裝方面的缺陷，這里以某瓦斯發(fā)電機組配套的自然循環(huán)余熱蒸汽鍋爐為例做簡單分析：

  該系統(tǒng)有3臺余熱鍋爐組成，每臺鍋爐有獨立的汽包。每臺爐的飽和蒸汽從汽包出口進入過熱器，繼續(xù)加熱后通過過熱蒸汽母管輸出。如下圖：

 

 

 

  該系統(tǒng)過熱蒸汽管線配置中沒有設(shè)置集汽分汽包，過熱蒸汽并管方式不合理，1#和3#爐子的過熱蒸汽管均以90度角度垂直并入2#爐子的過熱蒸汽管（直線母管），產(chǎn)生較大的并汽阻力。因2#爐子的位置在最遠端，管線長、彎頭多、管線阻力大，在壓力臨界平衡狀態(tài)下，當任何一臺鍋爐的負荷（過熱蒸汽并入量）發(fā)生變化時，都會對遠離汽輪機蒸汽入口的遠端管線壓力產(chǎn)生影響—--打破壓力臨界平衡狀態(tài)，導(dǎo)致壓力波動。

 

  當負荷增大時，壓力差反向作用到遠端的2#鍋爐汽水分離汽包中，導(dǎo)致飽和蒸汽分離量因壓力上升而減少，汽包內(nèi)水位因蒸發(fā)量的減少而上升（此時2#鍋爐的給水電動調(diào)節(jié)閥在手動狀態(tài)，給水量沒有變化，給水電動閥前端入口（省煤器側(cè)）壓力3-0MPa，出口（汽水分離汽包側(cè)）壓力2.1MPa）；

 

  隨著2#鍋爐汽包的水位不斷抬升，汽包壓力會上升至高于臨界平衡壓力，2#鍋爐的過熱蒸汽輸出狀態(tài)打破1#、3#爐的并汽阻力平衡點，過熱蒸汽輸出量瞬時增加，這個過程持續(xù)時間約2.0-2.5分鐘；隨著2#鍋爐的蒸汽輸出量的不斷增加，2#鍋爐汽包內(nèi)壓力又開始下降，引起2#鍋爐的汽包內(nèi)汽水分離量增加，汽包內(nèi)水位緩慢下降，帶動2#汽包內(nèi)壓力進一步下降，當壓力降至低于臨界平衡壓力時（時長2.0-2.5分鐘），2#鍋爐過熱蒸汽輸出量又變小，由于蒸汽輸出量的減少，汽包內(nèi)汽水分離量隨之減少，水位緩慢上升，汽包內(nèi)壓力也緩慢上升，當壓力上升至再次高于臨界平衡壓力時，過熱蒸汽輸出量再次增加，以上過程再次重復(fù)，不斷循環(huán)變化，從直觀上看，汽包內(nèi)水位上升-下降不斷循環(huán)變化。

 

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