基于仿真软件对锅炉省煤器泄漏点等效直径估算孙亮

孙亮

摘要：火电机组最常见的事故就是四管泄漏，当发生泄漏时，如何快速准确的估算出泄漏点的大小进而正确处理是个难题。本文研究目标的是在仿真机上估算泄漏点的等效直径，总结锅炉泄漏的特点，为准确判断和处理这类事故提供依据，应用在实际生产中，给运行人员提供依据，以便采取正确的处理方法。

关键词：锅炉；爆管；流速；流量

0引言：

大型火电机组承担着我国发电量的70%以上，机组的安全关乎国计民生的方方面面，因此保证机组的安全至关重要。火电机组最常见的事故就是四管泄漏，当发生泄漏时，如何快速准确地估算出泄漏点的大小呢？本文研究的目标是在仿真机上估算泄漏点的当量直径，总结出锅炉泄漏的特点，应用在实际生产中，给运行人员提供依据，以便采取正确的处理方法。

1.锅炉“四管”泄漏介绍

火电机组最常见的本体事故就是锅炉的“四管”泄漏，“四管”指的是省煤器管、水冷壁管、过热器管、再热器管四个高温高压管道，一旦发生“四管”泄漏将会对电厂的安全运行造成极大的危害。而“四管”泄漏的成因很复杂，“四管”泄漏的形式也有很多种，常见的“四管”泄漏原因有：材料不合格、安装工艺不合格，长时间氧化，燃烧组织不良出现短时间超温超限，高温腐蚀、低温腐蚀、管内结垢、管外磨损，掉落焦块等。

2.泄漏理论分析

锅炉爆管发生的部位有可能在省煤器、水冷壁、过热器、再热器，其中过热器和再热器中的流体是过热蒸汽，省煤器和水冷壁中的流体为水，为了简化计算，方便找到规律，仅以额定工况下，具有代表性的点发生爆管为例进行分析。

假设省煤器出口附近发生泄漏，泄漏量=给水量-蒸发量，标况下假设管道内压力P1为29.2MPa，温度为344℃，外部环境压力P2为0.1MPa，表压力为零，泄漏过程基本上是绝热过程，根据伯努利方程和流体知识得出：

3.基于仿真软件的实验

额定工况下，该机组装机容量为660MW，额定压力为29.2MPa，额定温度为600℃，额定运行时，主给水流量为1844t/h，主蒸汽流量为1836t/h，差值8t/h可能是误差和其它用汽等综合因素，故计算时减去8吨，事故设定省煤器发生泄漏，当发生泄漏后，“四管”泄漏报警，按照“四管”泄漏处理步骤，复位光字牌报警，检查泄漏量，分析运行参数，判断哪侧省煤器泄漏，判断泄漏程度，降低主汽压力，严密监视凝汽器水位和除氧器水位，除盐水箱保持高水位，降低机组负荷，暂时维持机组运行，密切监视发展情况，退出机组协调的“压力自动”，手动降低主汽压力，保持汽机调门开大到阀位在95%以上。

经过多次试验监盘发现，当泄漏发生时，开始降压降负荷，由于主汽门开大，蒸汽流量会瞬间增大较多，而后一段时间，蒸汽流量和给水流量也有较大波动，随着负荷变动趋于缓慢，各个监测数据也相对来说稳定。整个记录数据过程是瞬时过程，这影响一定的精确度。其中前三次设置泄漏点在省煤器A侧，后两次泄漏点在省煤器B侧，记录数据分别如表1至表5所示

4.结论

根据我们在仿真平台的数据分析，泄漏量随着压力降低而减少，根据计算公式qm=得出，在泄漏点不变大的情况下，泄漏量和压力的0.5次方成正比，如果满足该条件，我们可以比较快捷的估算出泄漏点的等效直径d=，其中qm的单位为t/h，估算泄漏点的等效直径。结合而“四管”泄漏的成因，可以大致判断出泄漏原因。

5.结束语

结合实际生产过程中的案例可以得出，对于四管泄漏这样经常发生的成因复杂的事故，很难通过一次事故总结出某个结论。这类事故一旦发生时，运行人员容易忙中出错，处理不好则会导致事故进一步扩大，通过仿真多次模拟，可以有效找出大致规律，同时对于运行人员的知识储备，心理锻炼，优化处理等将产生积极作用，使得运行人员在事故发生时能够采取更加合理的处理方法，缩短处理时间，有效降低事故伤害。

参考文献：

[1]景朝晖.热工理论及应用.中国电力出版社.2004