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锅炉汽包水位测量误差分析汽包水位是电厂的主要监控参数之一，正确测量汽包水位是锅炉安全运行的保证。
传统的测量方式有：就地双色水位计、电接点水位计、差压式水位计(单室或双室平衡容器补偿式)。
就地水位计、电接点水位计的测量误差受锅炉压力、散热情况、安装形式、实际水位的影响，很难准确计算。
因此高参数、大容量机组多以各种补偿差压水位计作为汽包水位测量的主要仪表，但这种水位计测量误差也同样受到诸多因素的影响。
本文通过分析汽包水位计的测量方式和水位测量误差的原因，并对特定工况下汽包水位的测量进行定量计算分析，提出减少水位测量误差的方法和措施。
一、就地水位计：就地水位计是安装在锅炉本位上的直读式仪表，是锅炉厂必配的基本设备，大容量机组均采用工业电视远传到集控室监视，一般都配有两套，分别安装在汽包的两端。
就地水位计有玻璃、云母和牛眼之分，工作原理都是连通管原理，连通管原理是：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。
就地水位计如图1所示。
式中：h——汽包正常水位距水侧取样的距离，mm△h——水位计中的水位与汽包中水位的差值，mmPs——饱和蒸汽密度，kg/m3Pw——饱和水密度，kg/m3Pa——水位计中水的平均密度，kg/m3Ps'——水位计中蒸汽的密度，kg/m3对就地水位计来说，汽包内的水温是对应压力下的饱和温度，饱和蒸汽通过汽侧取样孔进入水位计，水位计的环境温度远低于蒸汽温度，使蒸汽不断凝结成水，并迫使水位计中多余的水通过水侧取样管流回汽包。
从水和蒸汽的特性表可看出：在常温常压下，汽包和水位计中的水密度是相等的，从式(1)可见，水位计中的水位与汽包内的水位也是相同的，且与h值无关；随着汽压的升高，汽包中的水密度变小，蒸汽密度变大；而就地水位计因散热的影响，水位计中的水密度也变小，但变化幅度不如汽包内水的大；蒸汽密度虽也有增大，但变化幅度没汽包内的大，即Ps是不应等于Ps'的，但其影响只要保温处理的好，可忽略不计，下面的计算均是按Ps=Ps，来进行的；致使水位计中水位和汽包内水位的差值也随之增大，这一差值始终是就地水位计中水位低于汽包水位的主要因素；并且当h值改变时，水位差值也会改变。
汽包差压式水位计测量分析及改进一、概况北京巴布科克-威尔科克斯有限公司制造的B&W l025/18.44M型锅炉，为亚临界参数、一次中间再热、单汽包自然循环水管式煤粉炉。
其额定蒸发量为936.5t/h，最大连续出力1004t/h;饱和蒸汽额定压力为19.53MPa，最大连续出力时为20.5MPa;过热蒸汽额定压力为18.34MPa，最大连续出力时为18.44MPa。
锅炉共安装有6台水位计，在汽包的炉后左、右侧各安装2台单室平衡容器差压式水位计、一台云母水位计;左侧差压式水位计一台用于满水测量，一台用于正常水位测量;右侧差压式水位计两台均用于正常水位测量。
炉后两侧相邻的2个汽(水)侧取样孔中心距均为17.2m，而每侧的2个汽(水)侧取样孔中心距均为380mm;汽包上所有水位计的汽侧连通管与水侧连通管分别距汽包中心线为335mm，且汽包的正常水位线(零水位线)与汽包几何中心线重合。
二、巴-威公司原设计平衡容器剖析1.结构特点巴-威公司原设计的平衡容器结构如图1。
A、B为两个等径的三通接头(320-20型)。
1、2为汽侧连通管(D28×4，长分别为252、510),3为冷凝筒(D133×16、高240)，4为水侧连通管(D28×4，长为482)，5为垂直连通管(DZ8×4，长为482)。
不难看出，它与我国目前测量汽包水位所使用的单室平衡容器在结构上存在着差异。
汽侧连通管与水侧连通管之间有一根垂直连通管与二者相连，它与水侧连通管的交点位于水侧连通管的水平段上(水侧三通接头B)，而与汽侧连通管的交点(汽侧三通接头A)低于汽侧连通管的水平段(距汽包中心线13Omm)。
其技术特性为:正常水位时平衡容器输出差压Ap0=4.23kPa，平衡容器输出最大差压△pmax=6.35kPa。
2.问题及原因分析当汽包水位在汽侧三通接头A以下变化时，平衡容器输出的差压值与汽包水位成线性关系，这与一般的单室平衡容器测量汽包水位的原理相同。
锅炉汽包差压水位计有误差原因和处理方法
锅炉汽包差压水位计的误差原因主要有以下几点：
1. 仪表本身的精度问题：差压水位计的精度取决于仪表的制造工艺和材料质量。
如果仪表制造不合格或使用时间较长导致磨损等问题，都可能会产生误差。
2. 管道和连接部分的漏气：由于差压水位计是通过测量两侧管道的压力差来确定水位高度的，如果存在管道和连接部分的漏气现象，会导致压力差的变化，从而影响水位计的测量准确性。
3. 水位计管道中气体和杂质的存在：水位计管道中存在空气、气泡、杂质等会干扰压力差的测量，从而造成误差。
处理方法如下：
1. 定期校准：定期进行差压水位计的校准，以确保仪表的准确性。
校准时可使用标准仪器进行比对，并根据校准结果调整差压水位计的读数。
2. 检查管道和连接部分：定期检查差压水位计的管道和连接部分，确保没有漏气现象。
如发现漏气问题，及时修复或更换漏气组件。
3. 清洗水位计管道：定期清洗差压水位计的管道，移除其中的气体和杂质，以减少干扰。
4. 选择合适的水位计：根据实际需要选择合适的水位计，考虑其精度、稳定性、适用环境等因素，以确保测量的准确性。
总之，要保证锅炉汽包差压水位计的准确性，需要定期校准、检查管道和连接部分、清洗管道，并选择合适的水位计。
锅炉汽包差压式水位计测量分析及改进摘要：汽包水位是电厂的主要监控参数之一，正确测量汽包水位是锅炉安全运行的保证，陕西北元化工集团热电分公司现采用外置单室平衡容器水位计，一直不能稳定运行。
锅炉启动后水位计显示偏差较大，水位保护不能及时投入，且锅炉正常运行当中繁发生水位计显示偏差，致使锅炉汽包水位保护不能连续投入，严重影响锅炉的安全运行。
本文阐述了内置式平衡容器主要优点，解决了汽包水位测量外置式双室平衡容器和单室平平衡容器外界环境温度补偿问题，提高了高温高压汽包炉汽包水位测量准确性。
关键词：内置式平衡容器汽包水位应用自从北元热电投产以来，锅炉汽包水位计一直运行不稳定，尤其是锅炉启动时水位计显示偏差较大汽包水位计经常显示满水或没水的状态，所以在锅炉启动时汽包水位计根本不能用作运行人员运行参考的依据，正常运行中汽包水位的偏差最大能达到50mm-140mm，导致汽包水位保护不能连续投运，如果汽包水位保护误动作、拒动作都将严重影响锅炉汽轮机、化工的安全运行；汽包水位高、低保护误动作都将导致锅炉MFT动作，锅炉灭火，化工降负荷；汽包水位高保护拒动作将导致汽包满水，严重将造成汽轮机水冲击；汽包水位低保护拒动作将导致汽包缺水，严重将造成锅炉干锅，水冷壁爆管。
1、内置平衡容器工作原理DNZ系列汽包内置水位平衡容器是根据多年来的工程实践而开发的，它克服了环境温度对单室平衡容器及参比水柱内水密度的影响，使信号更稳定，测量的附加误差更小，补偿公式更简单，结果更准确。
众所周知，单室平衡容器及参比水柱内水的温度受环境温度和风向以及容器的结构、表管的走向布置影响较大，而水的密度与水的温度关系较大，一个较小的差压误差，经补偿计算后会增加近2倍的误差，给水位测量带来较大的一个随机误差。
汽包内置水位平衡容器，将单室容器置于汽包内部，使其水容器和参比水柱永远处于饱和环境下，克服了参比水柱水温难以测量的不足，从而使信号更加稳定。
DNZ系列汽包内置水位平衡容器提供了一个更加稳定、可靠、准确的差压信号，从而使您的汽包水位测量、调节和保护更加真实可信。
锅炉汽包水位测量误差分析及技术措施麻红宝;浦龙海【摘要】Dnam water level measurement is one of important monitor parameters and it can ensure boiler operation in security. Because of many reasons during operation and maintenance, the drum water level measurement systems often have been found the difference between the observed value and the actual value, which affects unit safety and operation. A biomass power plant of Huaneng Ltd in Jihn Province is investigated, the deviation situation of the drum water level measurement is surveyed, affect factor is analyzed and the technical proposal is given.%汽包水位是电厂的主要监控参数之一，正确测量汽包水位是锅炉安全运行的保证。
由于运行及维护不当等原因，导致汽包水位测量存在测量值及实际值不符的情况，影响机组安全、稳定运行。
针对华能吉林农安生物质电厂锅炉汽包水位偏差现象，分析产生水位偏差的影响因素，提出了针对性的治理措施。
【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】3页(P38-40)【关键词】汽包水位测量;偏差分析;技术措施;锅炉;水位计【作者】麻红宝;浦龙海【作者单位】国网能源山东建设集团有限公司,济南250001;新疆建设职业技术学院,乌鲁木齐830054【正文语种】中文【中图分类】TK223.7引言本文以华能吉林农安生物电厂为例，分析锅炉汽包水位偏差现象，讨论水位偏差的影响因素，提出解决方案，力求给其他工程提供借鉴。
锅炉汽包水位测量误差的原因分析和处理措施摘要：汽包水位是电厂的主要监控参数之一，正确测量汽包水位是锅炉安全运行的保证。
由于运行及维护不当等原因，导致汽包水位测量存在测量值及实际值不符的情况，影响机组安全、稳定运行。
关键词：锅炉；汽包水位；测量误差；原因；措施；分析1导言近些年,锅炉汽包的安全性饱受争议,也经常发生一些事故,带来较大的经济损失和人员伤亡。
因此,要全面控制好锅炉汽包的水位监测工作,确保锅炉的使用安全。
2锅炉汽包的原理锅炉汽包,也被称为锅筒。
汽包是锅炉非常重要组成部分,主要位于锅炉的顶端,由封闭头和简要的外体焊接组装而成。
在汽包内部,主要分成两个空间,即汽室和水室。
汽包的作用主要是将水蒸气进行净化,在对下降管道进行供水的同时,保证锅炉内部的正常的水循环系统。
而水循环系统主要涵盖汽包、上升管道、下降管道以及箱体。
为了保证水循环,汽包中就必须保持稳定的水位,这也就是对汽包进行水位监测的意义。
如果汽包工作出现异常,则直接影响水循环,进而影响锅炉的正常工作,甚至带来严重的安全威胁。
3锅炉汽包水位测量的作用锅炉汽包的水位测量是对锅炉正常运行的最直接影响因素,也是控制锅炉质量安全的监控手段，维持汽包水位在一定范围内是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件。
首先,通过锅炉汽包的水位测量,可以直观地了解锅炉内部的水量多少,从而保证锅炉的水循环有序进行。
其次,汽包水位测量还可以有效地保证锅炉的蒸汽质量,保证水位正常。
进而通过蒸汽和水分分离装置,结合有效的排污设备,形成较为高品质的蒸汽,以供需求。
如果汽包水位过高，直接影响汽水分离的效果，使饱和蒸汽湿度增大，含盐量增多。
当水位高到一定程度时，蒸汽就要带水，而水中含盐浓度远比蒸汽的高，致使蒸汽品质恶化，盐类将在过热器管壁上结垢，导致过热器管被烧坏、爆破，严重时会导致汽轮机进水。
若汽包水位过低，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。
锅炉汽包差压式水位计测量分析及改进
发表时间：2017-08-22T15:19:06.640Z 来源：《电力设备管理》2017年第8期作者：曹宏伟[导读] 汽包水位是电厂的主要监控参数之一，正确测量汽包水位是锅炉安全运行的保证。
陕西北元化工集团有限公司热电分公司陕西榆林神木锦界 719319 摘要：汽包水位是电厂的主要监控参数之一，正确测量汽包水位是锅炉安全运行的保证，陕西北元化工集团热电分公司现采用外置单室平衡容器水位计，一直不能稳定运行。
锅炉启动后水位计显示偏差较大，水位保护不能及时投入，且锅炉正常运行当中繁发生水位计显示偏差，致使锅炉汽包水位保护不能连续投入，严重影响锅炉的安全运行。
本文阐述了内置式平衡容器主要优点，解决了汽包水位测量外置式双室平衡容器和单室平平衡容器外界环境温度补偿问题，提高了高温高压汽包炉汽包水位测量准确性。
关键词：内置式平衡容器汽包水位应用
自从北元热电投产以来，锅炉汽包水位计一直运行不稳定，尤其是锅炉启动时水位计显示偏差较大汽包水位计经常显示满水或没水的状态，所以在锅炉启动时汽包水位计根本不能用作运行人员运行参考的依据，正常运行中汽包水位的偏差最大能达到50mm-140mm，导致汽包水位保护不能连续投运，如果汽包水位保护误动作、拒动作都将严重影响锅炉汽轮机、化工的安全运行；汽包水位高、低保护误动作都将导致锅炉MFT动作，锅炉灭火，化工降负荷；汽包水位高保护拒动作将导致汽包满水，严重将造成汽轮机水冲击；汽包水位低保护拒动作将导致汽包缺水，严重将造成锅炉干锅，水冷壁爆管。
1、内置平衡容器工作原理 DNZ系列汽包内置水位平衡容器是根据多年来的工程实践而开发的，它克服了环境温度对单室平衡容器及参比水柱内水密度的影响，使信号更稳定，测量的附加误差更小，补偿公式更简单，结果更准确。
众所周知，单室平衡容器及参比水柱内水的温度受环境温度和风向以及容器的结构、表管的走向布置影响较大，而水的密度与水的温度关系较大，一个较小的差压误差，经补偿计算后会增加近2倍的误差，给水位测量带来较大的一个随机误差。
汽包内置水位平衡容器，将单室容器置于汽包内部，使其水容器和参比水柱永远处于饱和环境下，克服了参比水柱水温难以测量的不足，从而使信号更加稳定。
DNZ系列汽包内置水位平衡容器提供了一个更加稳定、可靠、准确的差压信号，从而使您的汽包水位测量、调节和保护更加真实可信。
汽包内置水位平衡容器的原理如图1所示
老式单室平衡容器
下面就单室平衡容器的测量误差作一简要分析：如图所示：当ΔＰ2＝0时，有公式(5)成立 H＝（r’-r”）g.Ｌ-ΔＰ１-----（5） g(r’-r”)
式中ΔＰ１：变送器所测参比水柱与汽包内水位的差压值（ΔＰ2＝0时）Ｌ：参比水柱高度
r：参比水柱的平均密度
ΔＰ2：正、负压侧仪表管路的附加差压这里饱和蒸汽和饱和水的密度（r//、r/）是汽包压力Ｐ的单值非线性函数，通过测量汽包压力可以得到，而参比水柱中水的平均密度r 通常是按50℃时水的密度来计算的，而实际的r具有很大的不确定性与50℃时水的密度相差很大是造成测量误差的主要原因之一。
单室平衡容器参比水柱温度与DCS修正补偿的50℃或60℃相差很大，带来不确定的附加误差，其误差在100mm以上。
由于云母水位计和单室平衡容器的误差方向不一致，所以要保证各水位计之间的偏差在30mm以内是不可能的，现行是以云母水位计为准，通过改变变送器或DCS软件修正来拼凑的，只能从数值上在一个特定的工况和小范围内使其偏差在30mm以内，是自欺欺人的做法，不能保证锅炉的安全运行。
从上可见要全过程全范围的实现汽包各水位计之间的偏差小于30mm是不可能的。
由于汽包水位测量不准，造成汽包长期高水位运行，降低了旋风分离器的工作效率，使饱和蒸汽带水过多，增加了过热器和汽轮机的结垢，降低了机组的工作效率，加速了过热器的爆管泄漏，存在着很大的事故隐患。
内置平衡容器
H=L-ΔP/g(r’-r”)
式中，参比水柱的平均密度r等于饱和水的密度r’转换而来，L、g为常数，r’-r”是汽包压力的单值函数，ΔP是变送器测得的差压值，故此消除环境温度对参比水柱密度的影响，从而克服了这一误差。
内置式平衡容器特点：
1）、精确度高，不受汽包内水欠饱和以及外置平衡容器参比水柱温度变化的影响，从公式可以看出变送器所测得的差压值为汽段参比水柱（饱和水）和相同高度的饱和汽静压之差，这一点与以往的任何一种外置式平衡容器不同，而采用外置式平衡容器测量汽包水位不仅受平衡容器下参比水柱温度变化的影响，而且由于补偿公式是假定汽包内水是饱和状态下推算出来，而实际上汽包内的水是欠饱和的，而且随着负荷变化欠饱和度也是变化的，由此可见，采用内装平衡容器的测量精确度远比外置式平衡容器要高。
2）、由于汽包的汽侧取样管上焊接有冷凝罐，可以及时向平衡容器中补充冷凝后的饱和水，因而可以保证锅炉点火不久就可投入汽包水位测量。
3、改进方案
通过对锦界国华电厂锅炉水位计调研、了解，其将原来外置的双室平衡容器改为内置式单室平衡容器，效果比原来的外置式双室平衡容器效果好.
汽包内置式平衡容器，克服了环境温度对单室平衡容器及参比水柱内水密度的影响，众所周知，单室平衡容器及参比水柱内水的温度受环境温度以及容器的结构、表管的走向布置影响较大，而水的密度与水的温度关系较大，一个较小的差压误差，经补偿计算后会增加近2倍的误差，给水位测量带来较大的一个随机误差。
汽包水位内装平衡容器，它将平衡容器置于汽包内部，使平衡容器内的水和参比水柱永远处于饱和温度环境下，克服了传统单室平衡容器的参比水柱水温变化造成的测量附加误差，使差压信号更加稳定、准确、可靠，从而使汽包水位测量、调节和保护更加真实可信。
4、结束语
根据№2锅炉改造情况来看，改造后的内置式平衡容器在测量汽包水位时，能够准确的反应汽包的真实水位，提高汽包水位计的可靠性，保证汽包水位运行在合适的范围，给锅炉的安全运行提供了保障。
我公司计划在№1、3、4锅炉汽包上也安装内置式平衡容器，同时也意味着内置式平衡容器在我公司得到了广泛的使用，为汽包水位的测量开创了一条心的道路。
参考文献
[1]孙长生，刘卫国等浙江省火电厂锅炉汽包水位测量问题分析及改进[J]电力建设，2010（10）；
[2]吴京罩，周雯，高庆文等减少差压式汽包水位测量偏差的一种分析方法[J]江西电力职业技术原因2012[2]；
[3]刘卫国，黄河，孙长生等600MW机组汽包水位偏差分析及整改措施[J]电力技术，2010（11）。
作者简介：
姓名：曹宏伟，出生年月：1984年8月5日，籍贯：陕西省清涧县，学历：大学本科，职称：电气工程师，研究方向:内置式平衡容器在测量汽包水位时，能够准确的反应汽包的真实水位，提高汽包水位计的可靠性，保证汽包水位运行在合适的范围，给锅炉的安全运行提供了保障，同时内置式平衡容器得到了广泛的使用，为汽包水位的测量开创了一条心的道路。
