3  几点建议

     根据以上情况，参照国内外规程的规定，提出以下几点建议并作相应说明。

3.1  蒸汽锅炉必须执行低水位启动原则

    全充水启动失去了水位监视手段，并意味着过热器进水。水冷壁加汽包水位以下容积按140 m3计，水温从20℃升至100～150℃，汽包水位要上升200～450 mm，如果计及要建立起正常水循环，上升管内锅水必须汽化并引起汽水膨胀的因素，水位上升值还要多，因此200 MW级锅炉运行导则规定点火前锅炉上水至-100 mm，以减少满水风险。全充水启动延长了开启省煤器再循环阀的时间，增加了过热器管特别是包覆管弯曲变形的风险，而解决启动时汽包上下温差与内外温差的有效办法则是锅炉底部蒸汽加热。

3.2  适当控制低水位保护动作值的降低

    理论上讲，低水位保护装置动作值取决于避免下降管抽空所必须的水头以及水位测量装置的下限。近年来，由于下降管入口加装消旋装置，水位表计可视范围也不断扩大，保护动作值有不断下降的趋势，有的锅炉保护动作值已在汽包中心线以下600 mm多，离汽包干锅仅剩200 mm，而且还有随意增加延迟时间的现象。降低汽包水位控制下限，其实是减少其安全裕度，增加失去水位保护的风险，因此，对低水位保护动作值的降低应作适当控制。

    原来意义上最低安全水位的确定是基于就地直读式水位表(包括通过工业电视远传的信号)，低水位报警值高于可见边缘25～60 mm，保护动作值为最低可见值。当采用远传水位计进行水位控制时，必须在每个远传水位计上明显标出此最低安全水位。由于水位表柱温度低于饱和温度而需要对直读式水位表的显示进行修正，允许有条件地应用就地水位计的规定以及使用差压式水位计进行水位控制的事实，使有些人误认为动作值的标准也发生转移，似乎是差压式水位计的量程确定水位保护动作值。其实在低水位情况下，水位表显示的水位与汽包重力水位差别并不大，从可见水位到汽包水连通管管座中心(也就是过去规定用“叫水法”判断汽包内有无水以确定熄火后能否上水的低限)之间是其安全裕度；差压式水位计的测量原理决定其测量范围是从冷凝罐水面到水连通(即负压取样管)管座，相对于直读式水位表扩大了测量范围，取消了上述裕度，而且其可信的测量范围与压力、冷凝罐下正压管的温度有关。

    笔者认为，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产汽量下降，水冷壁管汽水混合物中含汽率下降，表现为水位收缩，据估算，1台300 MW自然循环汽包炉满负荷时水冷壁管内蒸汽所占体积达26 m3，一旦负荷下降含汽量减少，水冷壁贮水量必然增加，导致水位大幅度下降；

    (2) 熄火后炉膛温度下降要有一段时间，水冷壁仍需靠炉水循环泵强制冷却或靠自然循环冷却，汽包内仍要有足够的水位；

    (3) 在不清楚汽包内有无水的情况下，如继续进水，就要冒汽包壁受热冲击的风险，如不进水，则要冒水冷壁变形的风险；

    (4) 缺水现象本来是由于给水泵故障引起的，推迟熄火必然冒扩大事态的风险。

    目前，国内还没有此类安全裕度数值的规定，但一些成套引进锅炉的低水位保护动作值大致为-200～-280 mm，而现在许多国产300 MW汽包炉仍沿用-381 mm的动作值，值得研究。

    B&W公司在规定可见水位以上13 mm实施低水位保护动作外，还规范了按远传水位计低水位保护动作值(延迟20 s)如表1所示。

    ASME锅炉规范第7卷C9.240规定：应将汽包水位自动跳闸整定到水位表最低可见边缘时动作，切断锅炉燃料供应；有延迟调节的，允许延迟的最长时间为10 s。

    控制循环锅炉另设循环泵压差保护，在循环泵运行的情况下低水位保护其实是后备保护。本文开始所提事故的原因之一是工作失误导致循环泵差压保护失效，其二是水位保护温度修正值失实。

3.3  关于水位测定的修正

    目前水位测量的准确性问题，除了水、汽连通管(含差压式水位计的正、负压管)的走向布置会影响测量范围，并可能造成假水位外，主要是测量值的修正问题。

3.3.1  就地直读水位表的修正问题

    图1所示为就地直读式水位表工作原理，设汽包重力水位高为HW，则由于水柱冷却造成的水位指示的误差△h为：

    △h = HW(ρ1-ρ')/(ρ1-ρ")       (1)

    式中：ρ1——当水位表柱温度为t1时，其中水的密度，kg/m3，

    ρ'——工作压力下饱和水的密度，kg/m3，

    ρ"——工作压力下饱和蒸汽的密度，kg/m3，    

    HW和△h的单位为m。

    若取HW=350 mm，则根据不同的情况可求得△h值如表2所示。

    从表1和公式(1)可知，汽包压力愈高，汽包水位愈高，则△h愈大，低水位时汽包真实重力水位与就地水位表的指示差别不大，因此水位偏差不是低水位保护拒动的主要原因。危险性在于对满水状态的确定与处理：在某种情况下，虽然就地水位表仍有高水位显示，而汽包内重力水位已近汽包水位计汽侧连接管，当前满水事故处理通用方法的危险是事故放水时定排超压威胁。

    要按就地直读式水位表的指示对其他水位计指示值进行核对，必须确定实际工作压力、水柱温度和水柱高度。建议实行定点核对，即冷态、工作压力下的零水位校核，要在事前算出修正值，列入校对工作措施。