汽包水位偏差分析及调整方法
摘要：本文通过分析沙特拉比格项目在汽包水位方面遇到的问题，提出解决办法，希望对其他项目的燃油锅炉在设计、安装、校准时提供借鉴。
关键词：燃油锅炉；汽包水位；偏差；调整
汽包水位是监视锅炉运行的重要数据，维持正常的汽包水位是保证锅炉安全运行的必要条件。汽包水位过高会影响汽水分离的效果，使饱和蒸汽的湿度增大，含盐量增大。当水位升高到一定程度将造成蒸汽带水，蒸汽品质急剧恶化，盐类将在过热器内壁结垢，传热恶化，严重时导致过热器超温运行，造成管道泄露。
1.沙特项目及水位计简介
沙特拉比格项目锅炉为亚临界参数、自然循环锅炉，前后墙对冲方式燃烧，布置4层燃烧器和1层燃尽风。前后墙燃烧器各24只，燃尽风各6只。锅炉燃料为380CST重油。满负荷运行是汽包额定压力18.6MPa。
拉比格项目在汽包两侧各安装有一个双色水位计和电接点水位计作为辅助监视，在汽包的两侧每侧还各安装有2只单室平衡容器，其中汽包左前侧1个为满水位表，量程是-1144～+359，其余3个水位计作为水位监控的主要手段，参数汽包水位的控制，采用3个值取中间值的方式，量程为-461～+359。正常值：0±50mm，报警值：±100mm，跳闸值（MFT）：+200/-365mm。
2.拉比格项目汽包水位出现的问题
沙特项目在投入运行之后汽包水位经常出现偏差，在高负荷时经过一段时间运行两侧水位就会出现偏差而且会越来越大，期间由于汽包水位偏差大不得不降负荷运行，解除水位自动保护，甚至由于汽包水位过高，造成蒸汽带水，过热器前烟道悬吊管内部结垢，导致多次管道泄露事故。
沙特项目汽包水位偏差的主要表现为：
2.1同侧两个平衡容器之间有偏差；
2.2同侧平衡容器与双色及电接点之间有偏差；
2.3左右两侧水位之间经常出现较大偏差；
2.4控制水位和实际水位偏差大。
3.汽包水位偏差原因分析及采取措施。
浙江省火电厂锅炉汽包水位测量问题分析及改进 孙长生1，蒋健1，刘卫国2，丁俊宏1，王蕙1 （1.浙江省电力试验研究院，杭州市，310014；2.国华浙能发电有限公司，浙江省宁波 市，315612） 摘要：汽包水位是表征锅炉安全运行的重要参数。由于配置、安装、运行及维护不当等因素，导致汽包水位测量系统存在测量值与实际值不符的情况，影响机组安全、经济、稳定运行。本文对浙江省火电厂汽包水位测量、水位保护投入状况进行现场调查，总结存在的问题，分析问题产生的原因，探讨并提出消除或减少这些问题的技术改进措施，供同行参考。 关键词：汽包水位测量；偏差分析；技术措施；锅炉；水位保护；水位计 doi：10.3969/j.issn.1000-7229.2010.10.000 Analysis of Running Status and Research of T echnical Proposal to the Drum Water Level Measurement Systems of Zhejiang Fired Power Plant SUN Chang-sheng1，JIANG Jian1，LIU Wei-guo2，WANG Huo （1．Zhejiang Provincial Electric Power Test and Research Institute，Hangzhou 310014，China；2．Zhejiang Guohua Zheneng Power Generation Co. Ltd.，Ningbo 315612，Zhejiang Province， China） ABSTRACT：Because of many reasons during installment, operation and maintenance, the drum water level measurement systems often have been found the difference between the observed value and the actual value, that seriously affectes unit's stable operation.This article has investigated many power plants in the Zhejiang Province closely, surveyed the situation of the drum water level measurement and the water level protection conditions of Zhejiang fired power plant, and has gived useful suggestion.of the reference water column. KEYWORDS：drum water level measurement；warp analysis；technical proposal；boiler；water level protection；water level meter 0 引言 汽包水位是表征锅炉安全运行的重要参数，其测量的准确性与其偏差问题（以下简称“水位测量问题”）的解决，是一直困扰火电机组热工测量与安全、经济运行的难题。针对水位测量问题，在浙江省内火电厂进行了专题调查，就存在的水位测量问题进行了深入的专题探讨，提出了提高汽包水位测量系统运行可靠性的改进意见，供同行参考。 1 存在的主要问题 1.1 模拟量测量信号系统存在的问题 目前浙江省蒸发量为400 t/h及以上的汽包炉共有57台，这些锅炉运行中模拟量测量信号系统存在的主要问题包括以下几方面： （1）测量显示偏差。不同测量变送器显示的示值不一致，两侧显示偏差高的超过100 mm，即使是同侧偏差，有时也高达几十mm，且随着机组负荷的变化而不同，难以找出其变化规律。 （2）逻辑故障判断功能不完善。一些机组不具备《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（请核实是否修改正确）中的汽包水位信号故障后的逻辑判断自动转换功能、水位和补偿用的汽包压力信号坏信号判别功能。 （3）共用测量孔。由于汽包上给出的取样孔不足，因此存在共用取样孔和平衡容器情况，未能做到全程独立。
汽包水位三冲量给水调节系统 1、所谓冲量，是指调节器接受的被调量的信号； 2、汽包水位三冲量给水调节系统由汽包水位测量筒及变送器、蒸汽流量测量装置及变送器、给水流量测量装置及变送器、调节器、执行器等组成； 3、在汽包水位三冲量给水调节系统中，调节器接受汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号，如图所示。其中，汽包水位H是主信号，任何扰动引起的水位变化，都会使调节器输信号发生变化，改变给水流量，使水位恢复到给定值；蒸汽流量信号qm.S是前馈信号，其作用是防止由于“虚假水位”而使调节器产生错误的动作，改善蒸汽流量扰动时的调节质量；蒸汽流量和给水流量两个信号配合，可消除系统的静态偏差。当给水流量变化时，测量孔板前后的差压变化很快并及时反应给水流量的变化，所以给水流量信号qm.w作为介质反馈信号，使调节器在水位还未变化时就可根据前馈信号消除内扰，使调节过程稳定，起到稳定给水流量的作用。 4、在大、中型火力发电厂锅炉汽包水位的变化速度比较快，“虚假水位”现象较为严重，为了达到生产过程中对汽包水位调节的质量要求，因而广泛采用了三冲量汽包水位调节系统。
5、关于测量信号接入调节器的极性说明：当信号值增大时要求开大调节阀，该信号标以“”号；反之，当信号值减小时要求关小调节阀，该信号标以“－”号。在给水调节系统中，当蒸汽流量信号增大时，要求开大调节阀，该信号标以“”号；给水流量信号增大时，要求关小调节阀，该信号标以“－”号；当汽包水位升高时，差压减小，水位测量信号减小，要求关小调节阀，则该信号标以“”号。 直流炉没有三冲量啊，没有汽包，在直流状态下给多少水就产生多少汽的，是通过中间点温度来调整锅炉燃水比的！ 单冲量三冲量切换条件：一般用给水流量来划分，小于200t/h（30%,我们300MW机组就是这样）时为单冲量，大于则为三冲量 为啥要到30％负荷时，电泵由单冲量切到三冲量啊？要防止汽包的虚假水位。在低负荷的时候，单冲量主要是给系统上水，在高负荷时，给水的任务就是维持汽包水位。
锅炉汽包水位补偿公式： 1、汽包水位补偿 水位补偿公式：H=[ L*(ρ1-ρ3)*g-ΔP ] / (ρ2-ρ3)g 然后用H减去水位零点相对平衡容器下取样点的距离,得到的值就是修正后的汽包水位。 L为平衡容器两个取样管间高度（m） ρ1为凝结水密度（kg/m3） ρ2为饱和水密度（kg/m3） ρ3为饱和蒸汽密度（kg/m3） ΔP为变送器差压（Pa） H为水位高度（m） h0为汽包水位零点至下取样管高度（m），H为补偿后水位（m）。 补偿后水位：h=[ L*(ρ1-ρ3)*g-ΔP ] / (ρ2-ρ3)g -h0. 再把单位从米转为毫米。 如果L、h0、h单位为毫米，ΔP单位为mmH2O, ρ1、ρ2、ρ2单位为kg/m3。则公式为h=[ L*(ρ1-ρ3)-ΔP*1000 ] / (ρ2-ρ3) -h0 汽包水位测量分析及补偿 [摘要]汽包水位的准确测量值是电厂重要的测量参数之一，其测量方式很多，目前常用的是静压式测量方法中的连通式液位计和压差式液位计。但当液位计与被测汽包中的液体温度有差异时，显示的液位不同于汽包中的液位，而且其误差还会随汽包压力的改变而改变。襄樊电厂300MW机组，应用汽包水位模拟量信号采用差压变送器测量，并进行汽包压力补偿的测量方法，结果表明，汽包水位运行正常，测量准确，满足运行要求。 [关键词]汽包水位测量差压变送器压力补偿 1 准确测量汽包水位的重要性 大型机组都设计全程给水控制系统，在机组启动到满负荷或停机减负荷及负荷波动中，汽包压力在不断地变化，汽包内的蒸汽和水的密度也随之变化，从而影响汽包水位测量的准确性和全程给水控制系统的投运，危及机组的安全。因为汽包水位过高可能造成蒸汽带水，使蒸汽品质恶化，轻则加重管道和汽轮机积垢，降低出力和效率，重则使汽轮机发生事故；汽包水位过低，则对水循环不利，可能导致水冷壁局部过热甚至爆管。因此汽包水位的准确测量值是电厂最重要的测量参数之一。 2 汽包水位的测量方式及存在问题 汽包水位测量方式很多，一般可分为：(1)静压式；(2)浮力式；(3)电气式；(4)超声波式；(5)核辐射式。目前电厂中最常用的是静压式测量方法中的连通式液位计和压差式液位计。连通式液位计包括云母水位计和电接点水位计，这类液位计直观，便于读数，但它们共同的缺点是：当液位计与被测汽包中的液温有差别时，其显示的液位不同于汽包中的液位，而且此误差还会随汽包压力的改变而改变。为了减小因温度差异而引起的误差，
锅炉汽包水位计故障原因分析及防范措施探讨 引言 汽包水位计是现代火电厂最重要的监视仪表之一，其测量准确与否对生产过程影响很大。汽包水位过高，降低了汽包内汽水分离器的分离效果，使供出的饱和蒸汽携带水分过多，含盐量也增多。由于蒸汽湿度大，过热蒸汽过热度降低，这不但降低了机组出力，而且容易造成汽机末几级叶片的水冲击，造成轴向推力过大使推力轴承磨损; 含盐量过多，使过热器和汽机流通部分结垢，使机组出力不足且易使受热面过热而造成爆管。汽包水位过低，则破坏了锅炉的汽水自然循环，致使水冷壁管被烧坏，严重缺水时还会发生爆管等事故。所以准确测出汽包内水位，以提高机组的安全性是技术人员重点关注的问题。 1 三种水位计的工作原理 1.1 云母式双色水位计 云母式双色水位计是一种直读式高置汽包水位计。由于结构简单，读数直观可信，一向是人们监督汽包水位最信赖的仪表。它用耐高温高压的云母按连通器的原理制成。 1.2 电接点水位计 电接点水位计是利用炉水和蒸汽的导电率差异的特性进行测量液位的。由于液位的变化使部分电极浸入水中，部分电极置于蒸汽中。炉水含盐量大,其电阻率小，相当于导电状态;而饱和蒸汽的电阻率大，相当于开路状态，利用这一特性，用几对电极就可以模拟汽包水位的高度。 1.3 差压式水位计 汽包内的蒸汽通过取样管在平衡容器中凝结成水，此水柱产生的压力作用在差压变送器上，作为差压变送器的参比端；汽包内的饱和水经取样管进入差压变送器，作为差压变送器的信号端，在一定的压力和温度下，此水柱所产生的压力与平衡容器水柱产生的压力之差与汽包内水平面的高度成正比。 2 影响三种汽包水位计的因素及防范措施 2.1 云母双色水位计 图1 2.1.1 环境温度对云母水位计的影响 由于云母双色水位计处于环境温度下，温度较低。其冷凝水密度高于汽包内饱和水密度，因此 712
汽包水位控制原则及调整 一、汽包水位调节原则 1在负荷较低时，主给水电动门未开，由给水旁路阀控制汽包水位。当主蒸汽达到要求流量，全开主给水电动门，全关给水旁路阀。反之，当主蒸汽减少到要求流量且持续一定时间后，将旁路给水阀投自动，关主给水电动门，给水由主路切换到旁路。 2锅炉汽包水位的调节是通过改变主给水调节阀的开度或给水泵的转速，在机组负荷小于25％时，采用单冲量调节；当机组负荷大于25%后，给水切换为三冲量调节，此时通过控制汽泵转速控制汽包水位，电泵备用。单冲量，三冲量调节器互为跟踪，以保证切换无扰。 3锅炉正常运行中，汽包水位应以差压式水位计为准，参照电接点水位计和双色水位计作为监视手段，通过保持给水流量，减温水流量和蒸汽流量之间的平衡使汽包水位保持稳定。 4为了保证汽包水位各表计指示的正确性，每班就地对照水位不少于一次，同类型水位计指示差值≯30mm。 5两台汽动给水泵转速应尽可能一致，负荷基本平衡。 6两台汽动给水泵及一台电动给水泵均可由CCS自动调节水位，正常情况下汽包水位调节由自动装置完成，运行人员应加强水位监视。 7当汽包水位超过正常允许的变化范围，且偏差继续增大时应及时将自动切至手动方式运行。手动调整时幅度不可过大，应防止由于大幅度调节而引起的汽包水位大幅度波动和缺、满水事故。 8经常分析主蒸汽流量、给水流量、主汽压力变化规律，发现异常及时处理。 二、遇有下列情况时应注意水位变化(必要时采用手动调节) 1给水压力、给水流量波动较大时； 2负荷变化较大时； 3事故情况下； 4锅炉启动、停炉时； 5给水自动故障时； 6水位调节器工作不正常时； 7锅炉排污时； 8安全门起、回座时； 9给水泵故障时； 10并泵及切换给水泵时； 11锅炉燃烧不稳定时。 三、给水控制系统（CCS控制） 1本机组装有两台50%汽动调速给水泵和一台30%电动调速泵。
汽包锅炉两侧水位偏差的原因分析及治理措施 在锅炉运行过程中，能够直接影响到锅炉安全的就是锅炉汽包水位的高低，因此，让锅炉汽包水位能够在正常的水位范围之内，就成了保证锅炉运行安全稳定的基础。针对当前锅炉工作中，旁边汽包水位的偏差原因进行分析，并提出相应的治理方案和措施。 标签：汽包水位偏差旋流燃烧器调整优化 前言 在锅炉实施工作的过程中，锅炉的汽包水位所反映出的内容正是锅炉蒸汽负荷与锅炉给水工作间的平衡关系，而汽包水位正是对这一平衡关系进行监视工作，以便之后出现问题时，能够拥有确切的参数对这一平衡关系进行调整。汽包水位的偏差，也是汽包锅炉的主要问题，汽包水位的偏差能够对锅炉的安全和稳定工作带来巨大的影响。汽包水位也会受到锅炉的影响，比如锅炉运行中产生的负荷、锅炉燃烧的方式和使用材料、对燃烧的吹灰工作以及对锅炉的给水流量来说，都会导致汽包水位产生偏差，从而影响到锅炉本身的工作效率。 一、汽包两侧水位的偏差现象 在与锅炉连接的任意大型机械运作过程中，汽包两侧的水位基本上都是在150mm～330mm之间产生着波动，这样的显示结果为左侧水位高，右侧水位低。在锅炉工程建设过程中，只有汽包两侧水位只差小于200mm的时候，才能对锅炉实施自动运作系统，如果在工作过程中，频繁的进行手动和自动工作切换，则将会对锅炉整体建设工作产生不利的影响。同时，还会增加汽包两侧水位监测人员的工作力度以及对汽包两侧水位的调整难度，这样一来就会对锅炉的安全运行造成了严重的安全隐患[1]。例如：针对锅炉汽包水位问题，水位过高就会导致锅炉产生的蒸汽带有大量的水蒸气，从而引发汽轮机水冲击，直接导致锅炉内汽轮叶片受到损害，从而引发重大的工作事故出现；相对的，如果水位过低，锅炉的水冷壁系统由于高温被烧坏，从而发生爆管现象，更加严重时，还会出现锅炉的坍塌。这样一来，就需要工作人员对锅炉汽包水位进行合理的控制，防止施工事故的出现。 二、汽包两侧水位偏差的影响因素 汽包两侧水位偏差的主要影响因素有三点即：理论影响、锅炉内部的燃烧状况影响、汽水循系统不平衡影响，这三点成为了当前影响汽包两侧水位的平衡，出现偏差，针对这些现象因素进行分析，从而制定出相应措施进行完善。 1.理论偏差因素的影响 汽包两侧水位是对锅炉在工作过程中，对内部的燃烧工作和汽水循环的平衡
汽包水位双室平衡容器2008-03-31 09:20 分类：默认分类 字号：大中小 践为基础，剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。重点论述了补偿系统的建立方法与步骤，同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。 关键词：水位测量汽包水位双室平衡容器补偿 １.摘要 本文以实践为基础，剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。重点论述了补偿系统的建立方法与步骤，同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。 2.前言 汽包水位是锅炉及其控制系统中最重要的参数之一，双室平衡容器在其中充当着不可或缺的重要角色。但是由于一些用户对于双室平衡容器及其测量补等方面缺少全面的必要的了解或者疏漏，致使应用中时有错误发生，甚至形成安全隐患。例如胜利油田胜利发电厂一期工程，该工程投入运行早期其汽包水位测量系统的误差竟达70～90mm，特殊情况下误差将会更大（曾因此造成汽包满水停机事故）。迄今为止，据不完全了解，目前仍有个别用户存在一些类似的问题或者其它问题。汽包水位是涉及机组安全与和运行的重要参数和指标，因此不允许任何人为的误差。为使用户能够更好地掌握双室平衡容器在汽包水位测量中的应用，谨撰此文。不足之处，请不吝指正。 3.双室平衡容器的工作原理 3.1.简介 双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。它的主要结构如图1所示。在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分，为了区别于单室平衡容器，故称为双室平衡容器。为便于介绍，这里结合各主要部分的功能特点，将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器，另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。
300MW锅炉汽包水位的调整 锅炉汽包水位的调整直接关系到整个机组的运行安全，调整操作不当将造成两种事故，一种是汽包满水事故（高三值锅炉MFT，机组掉闸），严重超过上限水位，使蒸汽带水严重，温度急剧下降，发生水冲击，损坏蒸汽管道和汽轮机组；另一种是汽包缺水事故（低三值锅炉MFT）；即水位低于能够维持锅炉正常水循环的水位，蒸汽温度急剧上升，水冷壁管得不到充分的冷却而发生过热爆管。 1 汽包水位的变化机理 1.1 锅炉启动过程中的汽包水位变化 锅炉点火初期，由于冷风带走的热量和燃油燃烧释放的热量相等，汽包水位无大的变化，当0.8t/h或1.7t/h的油枪增投至2支及以上时，炉水开始产生汽泡， 汽水混合物的体积膨胀 壁内水循环流速加快后，大量汽水混合物进人汽包进行分离，饱和蒸汽进入过热器，使汽包水位开始明显下降。当到达冲转参数(主蒸汽压力3.5-4.2 MPa,主蒸汽温度320-360℃)、关闭30%旁路的过程中，蒸发量下降，很多已生成的蒸汽凝 结为水，汽水混合物的体积缩小，促使汽包水位迅速下降 这时在给水量未变的情况下由于锅炉耗水量下降汽包水位会迅速回升。在挂 闸冲转后水位的变化相反。机组并网后负荷50 -70MW给水主、旁路阀切换时，由于给水管路直径的变大使给水流量加大，汽包水位上升很快。其它阶段只要给水量随负荷的上升及时增加，汽包水位的变化不太明显。 1.2 引风机、送风机、一次风机、磨煤机跳闸后汽包水位变化 上述四大转动机械任意1台跳闸，相当于锅炉内燃烧减弱，水冷壁吸热量减少， 汽泡减少，炉水体积缩小1台引风 机后的10S内，给水自动以2 t/s的速度增加，汽包水位下降速率仍然高达 5-6mm/s。同时，汽压下降，饱和温度降低，炉水中汽泡数量又增加，水位又上 升， 1.3 高加事故解列后汽包水位变化 高加事故解列，即汽轮机的一、二、三段抽汽量突然快速为0。对于锅炉而言， 1.4 突然掉大焦和一次风压突升后汽包水位变化
1、设置副调流量系数 包括给水流量系数和蒸汽流量系数。这两个系数没有固定值。如果副调的比例作用很弱，这两个系数甚至可以取消不用。之所以要设置系数，是要提醒读者注意：在调试过程中，切不可先令副调比例作用过强！否则有可能造成系统震荡，最终导致安全事故。我们可以预设这个系数为0.3左右。 一般来说，蒸汽流量系数和给水流量系数应该大致相等。稳定工况下，尽量使调节器的输入端为0。 2、设置副调的比例带非常大，积分时间为无穷大，微分为0，即纯比例作用 比例作用的大小因系统而异。总体方向上，应该先把副调比例作用放很小。以防止系统或者副调震荡。 3、设置主调的积分时间为0，比例作用比较弱 之所以没有给出比例作用的具体数值，是因为根据不同的系统，不同的DCS，不同的程序，这个值往往变化很大。 一般来说，副调的比例带可以先设为150~600，主调比例带设为100~200。4、逐渐降低主调比例带 根据观察结果，逐渐增强比例作用，直到系统接近平稳。或者继续增强比例作用，直到系统接近于等幅震荡，然后把此时的比例带除以0.6，基本上接近于可用了。但是对于汽包水位系统，最好不要调到等幅震荡，因为这样会使系统处于危险的境地。 5、逐渐增强积分作用 积分作用逐渐增强，能在较短时间（约10分钟）内消除静差即可。 许多人对积分作用特别偏爱，往往给主调的积分作用放得很强。这种方法不仅没有好处，还会带来危害。因为在被调量开始强势回调的时候，需要调节器的输出也要快速回调，这样才能使得被调量不会大幅度超调，而这时候如果积分作用很强，积分作用会使得调节器的输出不仅不回调，而且还可能按照原来的趋势继续调节，一直等到被调量和设定值接近相等的时候，才开始回调，这时候已经太晚了，必然造成大幅度的超调。要记住：主调积分的目的是为了消除静差的。只要系统没有静差，积分作用就不必要增强。 6、没有必要使用微分作用 微分作用可以超前调节，但是该系统完全没有必要使用。并且因为水位、流量
就地水位计 有：玻璃板式水位计、就地双色水位计、电接点式水位计几种。原理都是通过连通器原理，即在液体密度相同的条件下，连通管中各个支管的液位均处于同一高度。见下图。只不过看的方式不同而已 对于就地水位计来讲，存在着散热误差，导致读数不准。
上面公式推导过程：（假定饱和蒸汽密度与水H*ρ’=H 位计中蒸汽的密度相同） 管向周围空间散热，其水柱温度实际上低于容器内水的温度，直接影响水位计误差值｜△h ｜与水位值H 成正比，即水位值H 越高(以水侧连通高，ρ'减少， ρ"增大，即在同样的散热条件下 (ρ1-ρ')变大，(ρ1-ρ上讲，当ρ1=ρ'时，(1)式可以简化为H1=H ，也就是说水位计水位值等于容器内水MW 机组)在高水位运行时，汽包水位计的“散热”误差值达100～150取样孔及连通管)： 方向倾斜，水侧取样管应向下向容器方向倾斜，一般的上部不用保温： 一、个凸面安装法与高压容器上所对应的安装法兰相连接，组成一个高压二、1*ρ1+(H-H 1) *ρ ’’ H*ρ’=H 1*ρ1+H*ρ’’-H 1* ρ’’H*ρ’- H*ρ’’=H 1*ρ1 -H 1*ρ’’ H*(ρ’- ρ’’)=H 1*(ρ1-ρ’’) H 1=[(ρ’- ρ’’)/ (ρ1-ρ’’)]*H (1)直接“散热”误差 由于测量筒及其引位计测量筒内水的密度ρ1，即测量筒内水的密度ρ1大于容器内水的密度ρ'，由(1)式可知水位计显示的水位H ，比容器内水位H 低。由(2)式可以看出，水位计测量筒散热越多，ρ1也就越大，因而测量误差｜△h ｜越大，这种误差我们称为直接“散热”误差。为了减少直接“散热”误差｜△h ｜，一般在水位计测量筒的下部至水侧连通管应加以保温，以减少测量筒水柱温度与容器内水的温度之差：同时水位计的汽侧连通管及水位计测量筒的上部不用保温，并让汽侧连通管保持一定的倾斜度，使更多的凝结水流入测量筒，以提高水位计测量筒内水的密度ρ1。 (2)取样“散热”误差 由式(2)可以看出，水管作零点)，水位计误差值｜△h ｜就越大，可以说存在取样“散热”误差。由图1可以看出，若容器内实际水位不变，当水位计水侧取样孔及连通管向上移时(相当于零水位线上移)，容器水位示值H 减少，则由式(2)可以看出，水位计取样“散热”误差｜△h ｜可减少。为了能测量到水位下限，水位计水侧取样向上移是有限的，因此图1中取样“散热”误差是无法完全消除的。 (3)工况“散热”误差 随着容器压力的增")变小，由式(2)可以看出测量误差｜△h ｜增大，这种误差我们称为工况“散热”误差。在图1的水位计中，容器的工作压力是由运行工况决定的，因此工况“散热”误差是无法消除的。 从理论位值(实际水位)：同时(2)式可以简化为△h=0，也就是说水位计的三种”散热”误差均为0(无“散热”误差)。 一般高压锅炉(如300mm ，有可能造成各种联锁及保护失效，因此对减少甚至消除“散热”误差最为关键。减少水位计的“散热”误差应注意如下： (1)每一种水位计应单独取样(有单独的 (2)容器与测量筒的连通管不宜长； (3)水位计的汽侧取样管应向上向容器至少应有1:100的斜度： (4)水位计汽侧取样管及测量筒 (5)水位计水侧取样管及测量筒下部的保温应良好：玻璃板式水位计 以仪表上、下端两连通器，通过该液位计可直接观察到高压容器内介质液位的实际高度。 就地双色水位计：
第二章锅炉汽包水位测量系统试验 第一节简介 1.1汽包水位测量的重要性 锅炉汽包水位是锅炉运行的一项重要安全性指标。水位过高或急剧波动会引起蒸汽品质的恶化和带水，造成受热面结盐，严重时会导致汽轮机水冲击、损坏汽轮机叶片；水位过低会引起排污失效，炉内加药进入蒸汽，甚至引起下降管带汽，影响炉水循环工况，造成锅炉水冷壁爆管。由于汽包水位测量和控制问题而造成的上述恶性事故时有发生，严重威胁火电厂机组的正常运行和安全。 锅炉运行中，我们主要通过水位测量系统监视和控制汽包水位。当汽包水位超出正常运行范围时，通过报警系统发出报警信号，同时保护系统动作采取必要的保护措施，以确保锅炉和汽轮机的安全。 1.2汽包水位测量的基本方法 目前，从锅炉汽包水位测量的基本原理看，广泛使用的主要是联通管式和差压式两种原理的汽包水位计。由于锅炉汽包水位计对象的复杂性，以及联通管式和差压式测量原理的固有特性，决定了汽包水位测量的复杂性以及实际运行中存在的不确定因素，一致多个汽包水位计常常存在较大偏差，容易酿成事故。根据新版《火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定》DRZ/T 01－2004规定： 1)锅炉汽包水位测量系统的配置必须采用两种或以上工作原理共存的配置方式，以防 止系统性故障。锅炉汽包至少应配置 1 套就地水位计、3 套差压式水位测量装置 和 2 套电极式水位测量装置。 2)应严格遵循锅炉汽包水位控制和保护独立性的原则，最大限度地减少故障风险，并 降低故障停机几率。 3)汽包水位保护和控制的测量系统至少应按三重冗余的原则设计。 4)汽包水位至少配置两种相互独立的监视仪表。 5)锅炉汽包水位控制应分别取自 3 个独立的差压变送器进行逻辑判断后的信号。 6)锅炉汽包水位保护应分别取自 3 个独立的电极式测量装置或差压式水位测量装置 ( 当采用 6 套配置时 ) 进行逻辑判断后的信号。当锅炉只配置 2 个电极式测量 装置时 , 汽包水位保护应取自 2 个独立的电极式测量装置以及差压式水位测量 装置进行逻辑判断后的信号。3 个独立的测量装置输出的信号应分别通过 3 个独 立的I/O模件引入 DCS 的元余控制器。 7)汽包水位测量信号应采取完善的信号判断手段，以便及时地报警和保护。 只有深刻理解上述两种锅炉汽包水位的测量原理及其误差的成因，才能清醒的指导锅炉汽包水位测量系统的设计、安装、调试和运行维护。下面就对联通管式和差压式水位计的测量原理进行分别介绍。 1.3联通管式汽包水位计测量原理 联通管式水位计结构简单 , 显示直观 , 如图 1 所示 , 它可以做成仅仅在就地显示的云母水位计 ( 包括便于观察的双色水位计 ) , 也可以采取一些远传措施 , 如在水位计中加电接点或用摄像头等构成电极式水位计或工业电视水位计等。但就其原理来说 , 都是属于联通管式测量原理。。其中云母水位计常用于连接水位电视；电接点
左右汽包水位偏差原因的分析及修正方法 【摘要】本文以实践为基础，重点剖析了双室平衡容器的工作原理与特性，以及产生测量偏差的原因，同时指出了应用中的修正方法。 【关键词】汽包水位；双室平衡容器；偏差；修正方法 0.前言 汽包水位是锅炉及其控制系统中最重要的参数之一，我厂常用的测量方式有电接点式、差压式。其中双室平衡容器是差压式测量的关键设备。一个汽包往往有多个水位测量系统。但在使用过程中发现它们之间的测量结果并不一致，有时相差很大，造成操作人员无所适从，严重时影响锅炉的安全运行。为了查清原因首先介绍它的工作原理。 1.双室平衡容器的工作原理 1.1简介 双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分，故称为双室平衡容器[1]。为便于介绍，这里结合各主要部分的功能特点，将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器，另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。 1.2凝汽室 理想状态下，来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热，形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。 1.3基准杯 它的作用是收集来自凝汽室的凝结水，并将凝结水产生的压力导出容器，传向差压测量仪表——差压变送器（后文简称变送器）的负压侧。基准杯的容积是有限的，当凝结水充满后则溢出流向溢流室。由于基准杯的杯口高度是固定的，故而称为基准杯。 1.4溢流室 溢流室占据了容器的大部分空间，它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水，并将凝结水排入锅炉下降管，在流动过程中为整个容器进行加热和蓄热，确保与汽包中的温度达到一致。正常情况下，由于锅炉下降管中流体的动力作用，溢流室中基本上没有积水或少量的积水。
浅谈锅炉汽包水位的三冲量调节（通用方法） 0 引言 锅炉是化工生产中主要的动力设备。汽包液位是锅炉运行中的一个重要监控参数,它反映了锅炉负荷与给水的平衡关系。汽包液位过高会造成蒸汽带水影响过热器运行,影响汽水分离效果;水位过低会造成锅炉水循环的破坏,影响省煤器运行,容易使水全部汽化烧坏锅炉甚至爆炸。这就要求汽包液位在一定范围内,适应各种工况的运行。影响汽包液位的因素除了加热汽化这一正常因素外,还有蒸汽负荷和给水流量的波动。当负荷突然增大,汽包压力突然降低,水就会急剧汽化,出现大量气泡,形成了“虚假液位”。 如果使用简单的锅炉汽包液位的单冲量控制系统(如图 1 所示) ,一旦负荷急剧变化,虚假液位的出现,调节器就会误以为液位升高而关小供水阀门。影响了生产甚至造成危险。 为此,图 2 采取了锅炉汽包液位的双冲量控制,它在单冲量的基础上,再加一个蒸汽冲量,以克服“虚假液位”。其中调节阀为气关阀,液位调节器采用正作用,调节器输出信号在加法器内与蒸汽流量信号相减。双冲量实际上是前馈与反馈调节相结合的调节系统。当负荷突然变化时,蒸汽的流量信号通过加法器,使它的作用与水位信号的作用相反;假液位出现时,液位信号a 要关小给水阀, 而蒸汽信号b 是开大给水阀,这就能克服“虚假液位”的影响。但是如果给水压力本身有波动时,双冲量控制也不能克服给水量波动的影响。
这就要用如图3 所示的锅炉汽包液位的三冲量调节系统。即再加一个给水流量的冲量c ,使它与液位信号的作用方向一致,这种调节系统由于引进了液位、给水流量及蒸汽流量三个参数,叫做三冲量调节系统。 1 原理 根据三个冲量在调节系统中引入位置不同,三冲量调节系统有多种方案,下面讨论一种常见的三冲量调节系统:蒸汽流量和给水流量前馈与汽包液位反馈所组成的三冲量系统。 图 3 中所示的三冲量系统,汽包液位是被控变量,是主冲量信号,蒸汽流量和给水流量是辅助冲量信号。系统将蒸汽流量和给水流量前馈到汽包液位调节系统中去,一旦蒸汽流量或给水流量发生波动,不是等到影响到液位才进行调节,而是在这两个流量改变之时就能通过加法器立即去改变调节阀开度进行校正,故大大提高了液位这个被调参数的调节精度。 在稳定状态下,液位测量信号等于给定值,液位调节器的输出,蒸汽流量及给水流量等三个信号,通过加法器得到的输出电流为:I0 = K1 I1 - K2 I2 + K3 I3式中, I1 为液位调节器的输出电流; I2 为蒸汽流量变送器的电流; I3 为给水流量变送器的电流; K1 、K2 、K3 分别为加法器各通道的衰减系数。设计K2 I2 = K3 I3此时I0 正是调节阀处于正常开度时所需要的电流信号(为了安全调节阀必须用气关阀) 。假定在某一时刻,蒸汽负荷突然增加,蒸汽流量变送器的输出电流I2 相应增加,加法器的输出电流I0 就减少,从而开大给水调节阀。但是与此同时出现了假液位现象,液位调节器输出电流I1 将增大。由于进入加法器的两个信号相反, 蒸汽流
300MW机组锅炉汽包水位调整技术的探讨 【摘要】阐述了300MW机组锅炉汽包水位的变化机理和锅炉汽包水位调整技术，对锅炉运 行过程中汽包水位的一些关键问题从不同角度进行了探讨，为运行人员提供了科学的操作依据、实践经验和技术支持。【关键词】锅炉水位调整 1、前言锅炉的汽包水位由于调整不当，将造成两种水位事故。一种是汽包满水事故，指锅炉 汽包水位严重高于汽包正常运行水位的上限值，使锅炉蒸汽严重带水，蒸汽温度急剧下降，发生水冲击，损坏管道和汽轮机组。另一种是汽包缺水事故，指锅炉水位低于能够维持锅炉正常水循环的水位，蒸汽温度急剧上升，水冷壁管得不到充分的冷却而发生过热爆管。这种事故的发生轻者造成机组非计划停运，严重时可造成汽轮机和锅炉设备的严重损坏。在机组正常启停和运行中通过科学的判断分析和正确的高水平的调整汽包水位，才能很好的防止恶性事故的发生和间接地降低发电厂的生产成本。 2、汽包水位的变化机理 2.1 锅炉启动过程中的汽包水位变化投入炉底部加热后，辅汽在炉 水中凝结成为炉水，使汽包水位缓慢上升。锅炉点火初期，由于冷风带走的热量和燃油燃烧释放的热量相等，汽包水位无大的变化。当1.8t／h的油枪增投至两支及以上时，由于热量平衡的 破坏，使炉内温度上升，炉水吸热开始产生汽泡，汽水混合物的体积膨胀，汽包水位开始缓慢上升产生暂时的虚假水位，随炉水吸热量的增加，当水冷壁内水循环流速加快后，大量汽水混合物进入汽包后汽水分离，饱和蒸汽进入过热器，使汽包水位开始明显下降。随着汽包压力的升高，这种蒸发速度会降低，但在实践中观察该现象不太明显。当到达冲转参数（主蒸汽压力4.2Mpa，主蒸汽温度320℃）关闭35％旁路的过程中，蒸发量下降，单位工质吸收的热量增加，微观分析，分子运动速度加快，对汽包、水冷壁、过热器的撞击次数增多，宏观观察，汽包压力又进一步升高，送一方面使汽水混合物比容减小，另一方面饱和温度升高，很多已生成的蒸汽凝结为水，水中气泡数量减小汽水混合物的体积缩小，促使汽包水位迅速下降，造成暂时的虚假水位，这时在给水量未变的情况下由于锅炉耗水量下降汽包水位会迅速回升。在挂闸冲转后水位的变化相反。机组并网后负荷50Mw给水主副阀切换时，由于给水管路直径的变大使给水流量加大汽包水位上升很快。其它阶段只要给水量随负荷的上升及时增加汽包水位的变化不太明显。2.2 引风机、送风机、一次风机、磨煤机跳闸后汽包水位的变化锅炉的上述四大转机任意跳闸1台，相当于炉内燃烧减弱，水冷壁吸热量减少，炉水体积缩小，汽泡减少，使水位暂时下降。从实际事故中观察，跳1台引风机后的10s内，给水自动以2t／s的速度增加，其水位下降速率仍然高达6.2mm／s。同时气压也要下降，饱和温度相应降低，炉水中汽泡数量又将增加，水位又会上升，还由于负荷的下降，给水量不变，如果人工不干预，水位最终会上升。这就是平时所说的先低后高。2.3高加事故解列后汽包水位的变化高加事故解列，就是汽轮机的一二三段抽汽量 突然快速为零的过程。对于锅炉来说，发生了2个工况的变化，一个是蒸汽流量减少压力升高，另一个是给水温度降低100℃引起的炉水温度降低，水位将先低后高。2.4 突然掉大焦和一次风压突升后汽包水位的变化这种情况相当于燃烧加强的结果，水冷壁吸热量增加，炉水体积膨胀，汽泡增多，使水位暂时上升：同时气压也要升高，饱和温度相应升高，炉水中汽泡数量又将减少，水位又会下降；随后蒸发量增加，但给水未增加时，水位又进一步下降，即水位先高后低。从实际生产中观察，上升不明显，但下降较快，事故发生10s后，虽然给水以1t／s的速度增加，水位仍以1.7mm／s的速度下降。2.5 锅炉安全门动作和负荷突变后汽包水位的变化当锅炉安全门动作或负荷突增时，汽包压力将迅速下降，送时一方面汽水比容增大，另一方面使饱和温度降低，促使生成更多的蒸汽，汽水混合物体积膨胀，形成虚假高水位。但是由于负荷增大，炉水消耗增加，炉水中的汤泡逐渐逸出水面后，水位开始迅速下降，即先高后低。当安全门回座或负荷突降时，水位变化过程相反。3 锅炉启动过程中汽包水位的调整（1）经过高加水侧锅炉冷态启动上水正常后，投入底部加热之前给电子水位计测量筒进行灌水，使电子水位能正确显示，防止在启动过程中水位误差过大造成汽包水位无法投入和MFT误动事故。（2）锅炉底部
造成水位测量偏差的原因分析及处理方法 程金涛 (山东电力建设第二工程公司济南 250100) 摘要：对汽包、凝汽器、除氧器等容器的水位测量设备的原理、系统组成进行了介绍，对产生偏差的原因进行了分析，提出了纠正和预防由于测量设备误差以外的原因造成的测量偏差的方法。 关键词：水位偏差原因分析处理方法 Analysis of the Reasons for Making Water Level Deviations and the Way to Ｅliminate the Deviations Cheng Jin-Tao (Ｓhan Dong Electric Power Construction No.2 Company Ji Nan 250100) Abstract: Introduced the principle and the system composition of the water level measurement of the steam drum, the condenser and the deaerator; Analyzed the reason for making the deviations; gave the way to correct and prevent the deviations except the average error. Key Words: Water Level;Deviation; Analysis of the Reasons; the Way to Ｅliminate the Deviations 由于汽包、凝汽器、除氧器等容器的水位异常会对机组造成严重的后 果，所以上述容器的水位测量在电厂运行中是非常重要的参数，保证水 位测量的正确对机组的安全运行有重要意义。本文将分别对上述几个容 器的水位测量原理、系统组成和产生偏差的原因及处理方法做详细的介 绍和讨论。 一、汽包水位 汽包水位的测量通常采用的方法有三种：双色水位计、电接点水位计、 差压变送器测量。 (一) 双色水位计(图1) 1.双色水位计工作原理： 由红色和绿色光源发出的红色和绿色光从两侧射向水位计本体液腔。 在腔内汽相部分，红光射向正前方，而绿光斜射到壁上被吸收，而图1. 双色水位计
汽包水位的标定 摘要：汽包水位对锅炉正常运行非常重要，汽包水位过高，产生蒸汽饱和水量大，蒸汽含盐及其他杂质增多，对过热器危害大，甚至影响汽轮机的安全运行；水位过低，易造成锅炉水循 环破坏，因补水不及时，蒸汽产生量会急巨加快，造成缺水，干锅，甚至发生爆炸事故。关键词：水位水位计标定 1. 工程概况 ******烧结余热发电工程项目锅炉由******有限公司生产双压余热锅炉，锅炉型号Q200/350-15.2（3.9）-20（1.6）-330（165），中低压系统各配备汽包一台，汽包参数如下： 中压汽包配双色水位计2台（左右各1），双室平衡容器2台配差压式变送器0~600mmH2O（左右各1），电接点水位计1台。以上5台水位计高度均为600mm，从汽包中心线上250mm下350mm的接口接入，见图1-1。低压汽包配双色水位计2台（均位于汽包一侧堵头上），双室平衡容器2台配差压式变送器0~1200mmH2O（左右各1），电接点水位1台。以上5台水位计高度均为1200mm，从汽包中心线上下各600mm的接口接入，见图1-2。 汽包中心线(最高水位) 水位计 图1-1：中压汽包水位计示意图图1-2：低压汽包水位计示意图
2. 安装检验 为了正确标定水位，必须对水位计是否正确安装进行检验，检查的项目有： 水位计和汽包的汽连接管应向水位计方向倾斜，水连接管应向汽包方向倾斜； 汽水连接通管支架应留出膨胀间隙； 电接点各引出线连接牢固，且与测筒绝缘良好； 双室平衡容器的差压变送器安装符合要求、正负极接入正确； 测量各水位计的实际安装偏差，以汽包中心线为基准，测得各水位计的实际安装偏差见表2。 水位计安装偏差表2 3. 双色水位计 3.1 水位 3.1.1 双色水位计水位工作原理，见图 3.1.1 P0--汽包压力 p1--水位计中水密度 p2--汽包中水密度 h1--水位计水位高度 h2 --汽包水位高度 g--重力加速度 P0+p1gh1=P0+p2gh2 p1h1=p2h2 (一) 图3.1.1：双色水位计原理图
300MW机组锅炉汽包水位调节技术 引言 300MW发电机组是目前我国火力发电的主力机组之一，锅炉、汽轮机和发电机是其三大组成设备。其中，锅炉是三大机组中最基础的能量转换设备，其可靠稳定的工作是机组安全运行最根本的保证。汽包水位间接地反映了锅炉负荷与给水平衡之间的关系，是锅炉运行中最重要的监测与调整参数之一。当水位高出正常水位时，蒸汽室高度和容积的减小将导致蒸汽带水增加，蒸汽品质下降，易造成热器管壁和汽轮机叶片的大量积垢，致使管子过热，严重情况下的水冲击将使汽轮机叶片破坏；当水位低于正常水位时，水循环遭到破坏，汽包严重缺水时将使锅炉发生灾难性的爆管事故。因此，发电机组工作过程中，加强锅炉水位的监视和控制对其安全运行极其重要。 湖北襄阳发电有限责任公司一期锅炉为上海锅炉厂生产的型号为 SGl025/17.53-M842，单汽包、半露天岛式布置、亚临界压力自然循环煤粉锅炉，单炉膛Ⅱ型布置，平衡通风、全钢结构，炉膛采用全膜式水冷壁结构。下面以该型号锅炉的运行维护经验为依据，讨论典型工况下锅炉汽包水位的调整技术。 1 调整原则 实际运行中，该锅炉配置有两只彼此独立的就地汽包水位计和两只远传汽包水位计，运行人员以差压式（带压力修正回路）水位计为基准控制汽包水位，依据不同类型水位计的示值及相互之间的关系来判断汽包内部的实际水位，按照宁低勿高的原则做出相应的调整。当各水位计偏差大于
30mm时，运行人员会立即向上汇报，并查明原因予以消除。当两种类型水位计不能同时正常运行时，做停炉处理。 2 启动及低负荷水位调节方法 投入炉底部受热后，汽包水位将逐步上升。点火最初，由于空气散失的热量与燃烧释放的热量几乎相等，汽包水位变化并不大；当油枪投入增加时，气泡逐渐产生，水位将缓慢上升，出现暂时的虚假水位，随着工作时间的延长，水循环流速加快，汽包水位开始明显下降。当蒸汽压力和温度到达冲转参数，关闭5%旁路时，蒸发量的下降和汽水混合物体积的缩小，使水位迅速下降，又形成暂时的虚假水位。此时保持给水量不变的情况下，锅炉耗水量的降低使水位迅速回升。并网后负荷升至90MW以上，切换给水主副阀后，供水管内径的增大使给水流量加大，汽包水位快速上升。其他情况下，保证给水量与负荷的同步变化，汽包水位将无明显变化。 该阶段具体的调节方法为：（1）在汽包上水阶段，按照规程执行，控制上水速度和汽包壁温度差，注意上水完毕开启省煤器再循环；（2）锅炉起压，汽包水位下降需要连续上水后应有专人调节。水位波动超过正常水位时应及时调整，避免水位过高或过低后大幅度的调整，出现汽泵（电泵）转速高、上水调节门开度小导致给水母管压力高的情况。给水走旁路上水，严禁汽泵（电泵）投自动，避免水位波动大导致汽泵（电泵）转速高，特别是汽泵，一旦高压进气门开启后转速很难减下来；（3）在水循环建立阶段，开始连续小流量上水：使用给水旁路调节门控制流量，给水泵流量一定要控制在130-260t/h之间，否则给水泵再循环会在130t/h强开和 260t/h强关，上水流量引起很大波动；（4）在汽机冲转阶段，蒸汽流量