330MW供熱電廠汽包爐水位測(cè)量及改進(jìn)措施

摘要：維持汽包內(nèi)的正常水位是保證鍋爐和汽輪機(jī)安全運(yùn)行最重要的條件之一。當(dāng)汽包水位過(guò)高時(shí)，蒸汽空間縮小，蒸汽會(huì)大量帶水，蒸汽品質(zhì)惡化，甚至?xí)鸸艿篮推啓C(jī)內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重水沖擊，造成設(shè)備損壞；水位太低又可能會(huì)造成下降管進(jìn)汽，以致破壞水循環(huán)，水冷壁超溫，甚至造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故。因此加強(qiáng)對(duì)水位的監(jiān)視和調(diào)整有著至關(guān)重要的意義。

關(guān)鍵詞：汽包 液壓提升 蒸汽 設(shè)備 調(diào)整 強(qiáng)度核算

0 引言

汽包水位測(cè)量裝置的配置要求符合《火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》（DRZ/T 01-2004）2.1 鍋爐汽包水位測(cè)量系統(tǒng)的配置必須采用兩種或以上工作原理共存的配置方式及鍋爐汽包至少應(yīng)配置1套就地水位計(jì)、3套差壓式水位測(cè)量裝置和2套電極式水位測(cè)量裝置。

在水位取樣管路安裝正確的情況下，水側(cè)取樣管在與正壓側(cè)共同下降處的溫度應(yīng)該相同，基本上接近于室溫，兩側(cè)取樣管內(nèi)水的密度相同，這樣才不會(huì)帶來(lái)水位測(cè)量的附加誤差。從水位測(cè)量的溫度補(bǔ)償公式中可以看出，參比水柱（正壓側(cè)）溫度補(bǔ)償如果不正確，會(huì)給水位測(cè)量帶來(lái)很大的誤差。由于平衡容器內(nèi)參比水柱的溫度在一定范圍內(nèi)是逐步梯度下降的，過(guò)了這個(gè)范圍后溫度基本恒定，接近室溫，采用測(cè)量平均溫度的辦法進(jìn)行溫度補(bǔ)償比較合理。但是，過(guò)渡到溫度基本恒定的范圍不是固定不變的，隨著汽包壓力、溫度的變化，這個(gè)范圍也在不斷變化，而且該范圍內(nèi)溫度下降并不是線性，要想精確測(cè)量平均溫度是非常困難的。所以，電廠一般采用一固定溫度的辦法進(jìn)行溫度補(bǔ)償，一般取為50度。

采用一固定溫度的辦法進(jìn)行溫度補(bǔ)償也有其缺點(diǎn)，特別是室外安裝的鍋爐，冬、夏兩季汽包平衡容器位置溫度相差很大，雖然設(shè)計(jì)了汽包小間，但是小間密封不好，也會(huì)造成溫度相差很大。冬季非常寒冷時(shí)，風(fēng)向的變化也將造成汽包水位測(cè)量誤差，因?yàn)橛L(fēng)側(cè)與背風(fēng)側(cè)的汽包平衡容器位置溫度相差更大，使汽包兩側(cè)水位從測(cè)量原因上產(chǎn)生偏差，直接誤導(dǎo)運(yùn)行人員，甚至威脅鍋爐安全運(yùn)行。

1 汽包爐內(nèi)部裝置分析

1.1 汽包

1.1.1 汽包位于爐膛的后墻頂部，橫跨爐寬方向，它內(nèi)部裝有分離設(shè)備，并設(shè)有供酸洗、熱工測(cè)量、水壓試驗(yàn)、加藥、連續(xù)排污、緊急放水、爐水及蒸汽取樣（在其出口管道上）、安全閥等的管座和相應(yīng)的閥門。

汽包內(nèi)汽水分離設(shè)備按汽水流程包括渦輪分離器、波形板分離器、頂部干燥箱引至過(guò)熱器系統(tǒng)。

1.1.2 汽包及內(nèi)部裝置。鍋筒內(nèi)徑φ1743mm，壁厚135mm，材料為BHW35，筒身直段長(zhǎng)度為20100mm左右，包括封頭長(zhǎng)度在內(nèi)總長(zhǎng)度約為22113mm，鍋筒筒壁上設(shè)置4對(duì)外壁溫度的測(cè)量插座和2對(duì)內(nèi)壁溫度的測(cè)量套管，供水壓試驗(yàn)和運(yùn)行時(shí)控制上下壁溫差用。

鍋筒正常水位設(shè)定在鍋筒中心線下150mm，最高和最低水位線距正常水位±250mm。鍋筒內(nèi)部裝置由渦輪分離器、頂部干燥箱組成。渦輪分離器直徑為φ254mm，共98只，與各段連通箱相通，渦輪分離器進(jìn)口裝有導(dǎo)流板，以提高蒸汽分離效果，單個(gè)分離器的出力在M-BCR工況下約為10.06t/h左右。蒸汽穿越設(shè)置在頂部的干燥箱再次分離，最后干凈的蒸汽由飽和蒸汽引出管引至過(guò)熱器系統(tǒng)。

2 330MW鍋爐汽包水位高該如何調(diào)節(jié)

汽包水位高，但如果還是自動(dòng)位的話，就不需要手動(dòng)干預(yù)，加強(qiáng)監(jiān)視就可以，或者適當(dāng)調(diào)整一下水位設(shè)定值也可以，如果水位高，你就不能再往下設(shè)定了，因?yàn)閷?shí)際水位與設(shè)定值之間超過(guò)一定值后，就跳自動(dòng)了，此時(shí)應(yīng)該，把設(shè)定值慢慢跟上實(shí)際水位值，是二者偏差不能超過(guò)限值，也就是最大限度保證自動(dòng)運(yùn)行，慢慢地把水位調(diào)回來(lái)！強(qiáng)烈不建議切為手動(dòng)調(diào)整，人腦怎么也不會(huì)超過(guò)電腦運(yùn)算！如果已經(jīng)跳自動(dòng)了，那就沒(méi)辦法了，靠自己了，平時(shí)就要多注意負(fù)荷多少時(shí)給水流量、主汽流量、給水泵液聯(lián)開度大概多少，只要保持給水流量和主汽流量二者的大致平衡，水位就不會(huì)大幅波動(dòng)，如果水位高，可以把液聯(lián)關(guān)小一點(diǎn)，使給水流量比主汽流量偏少，等水位有下降的趨勢(shì)，就馬上開液聯(lián)，水位降你就開液聯(lián)，水位漲你就關(guān)液聯(lián)，當(dāng)然是比較緩慢的調(diào)整，最后就平衡到某個(gè)值了，穩(wěn)定之后投自動(dòng)，設(shè)定水位值為0就ok！盡量不要讓水位高到事故放水開了，那樣汽包壓力變化很大，可能就調(diào)不住了！

3 改進(jìn)建議及誤差消除措施

3.1 汽包水位顯示零位修正

在汽包水位顯示零位問(wèn)題中分析了差壓式水位測(cè)量裝置顯示零位由于汽、水側(cè)取樣管與汽包機(jī)械中心線是不對(duì)稱的，而水位補(bǔ)償模塊是以汽、水側(cè)取樣管中間點(diǎn)定的零位，造成差壓式水位計(jì)零水位比汽包實(shí)際中心線只低了7mm。在汽包水位補(bǔ)償模塊中加入-7mm補(bǔ)償，使差壓式水位計(jì)零水位正好在汽包零水位線-120mm處，符合鍋爐廠以汽包中心線下120mm處為汽包零水位的要求，消除由于顯示零位不同而造成的人為誤差。

3.2 汽包水位保護(hù)定值

汽包水位顯示零位修正后，汽包水位保護(hù)定值將恢復(fù)原設(shè)定值，保證了汽包水位保護(hù)的可靠、正確動(dòng)作。

3.3 取樣管溫度補(bǔ)償

根據(jù)《火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》（DRZ/T 01-2004）“第3 條汽包水位測(cè)量信號(hào)的補(bǔ)償中3.1差壓式水位測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計(jì)汽包壓力對(duì)水位-差壓轉(zhuǎn)換關(guān)系影響的補(bǔ)償。應(yīng)精心配置補(bǔ)償函數(shù)以確保在盡可能大的范圍內(nèi)均能保證補(bǔ)償精度；3.2 差壓式水位表應(yīng)充分考慮平衡容器下取樣管參比水柱溫度對(duì)水位測(cè)量的影響。應(yīng)采用參比水柱溫度穩(wěn)定、接近設(shè)定溫度的平衡容器，或采用經(jīng)實(shí)踐證明有成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的參比水柱溫度接近飽和溫度的平衡容器。必要時(shí)也可裝設(shè)能反映參比水柱溫度的溫度計(jì)，監(jiān)視與設(shè)計(jì)修正溫度的偏差，及由此產(chǎn)生的水位測(cè)量的附加誤差。”的要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，提出整改意見。

3.4 就地機(jī)械水位計(jì)顯示零位下移

汽包兩側(cè)安裝的云母水位計(jì)、電接點(diǎn)水位計(jì)、磁翻板水位計(jì)，其零水位應(yīng)按鍋爐廠家要求比汽包實(shí)際中心線下移120mm即可。正常運(yùn)行時(shí)這三套水位計(jì)在機(jī)組正常運(yùn)行中顯示的水位比汽包實(shí)際水位低150mm左右，僅限于汽包零水位運(yùn)行時(shí)。因?yàn)槁?lián)通管原理水位計(jì)的冷縮水位，在低水位時(shí)較小，隨著水位的升高，冷縮水位造成的偏差也會(huì)越來(lái)越大，即高水位時(shí)偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于150mm，并且這個(gè)偏差隨壓力、溫度也在變化，具有不確定性。所以，只有額定壓力下零水位運(yùn)行時(shí)，才能認(rèn)定這三套水位計(jì)水位比汽包實(shí)際水位低150mm左右，偏離零水位運(yùn)行時(shí)只能做參考。

通過(guò)以上分析，建議三套就地機(jī)械水位計(jì)只按鍋爐廠家要求比汽包實(shí)際中心線下移120mm，冷態(tài)時(shí)與差壓式水位計(jì)零水位重合。云母水位計(jì)、電接點(diǎn)水位計(jì)、磁翻板水位計(jì)在額定壓力、溫度下運(yùn)行時(shí)，顯示的零水位比差壓式水位計(jì)零水位低150mm左右。在啟、停爐冷態(tài)時(shí)，三套就地機(jī)械水位計(jì)顯示準(zhǔn)確。

3.5 正常維護(hù)，零點(diǎn)核對(duì)

機(jī)組在檢修完全冷態(tài)時(shí)，要對(duì)各水位計(jì)的水位零點(diǎn)與汽包實(shí)際中心線進(jìn)行校對(duì)，使云母水位計(jì)、電接點(diǎn)水位計(jì)、磁翻板水位計(jì)、差壓式水位計(jì)的零水位統(tǒng)一，方便對(duì)比；對(duì)各差壓式水位計(jì)平衡容器參比水柱高度進(jìn)行校對(duì)，并在條件允許時(shí)進(jìn)入汽包內(nèi)觀察汽包內(nèi)壁水跡線，應(yīng)在正常運(yùn)行零水位一定范圍內(nèi)；機(jī)組正常運(yùn)行即熱態(tài)時(shí)也要定期對(duì)以上參數(shù)進(jìn)行校對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)因熱膨脹等原因造成各水位計(jì)間水位零點(diǎn)產(chǎn)生偏差，及時(shí)修正。

3.6 兩側(cè)水位偏差問(wèn)題

兩側(cè)水位偏差問(wèn)題，汽包內(nèi)水側(cè)取樣管采取以上措施后，測(cè)量方面的誤差基本消除，再發(fā)生兩側(cè)水位偏差，應(yīng)從運(yùn)行調(diào)整方面加以調(diào)整。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)參數(shù)與裝置的改進(jìn)及正常維護(hù)時(shí)對(duì)汽包水位測(cè)量裝置的經(jīng)常核對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)分析消除，保證了汽包水位測(cè)量的準(zhǔn)確，更好控制汽包水位在安全范圍內(nèi)運(yùn)行，進(jìn)而保證了鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉柏峰.液壓提升裝置在余熱鍋爐安裝中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?010（30）.

[2]陳永成，黎兵.汽包抬吊中水平分力對(duì)吊裝的影響[J].東北電力技術(shù)，2006（09）.

[3]車德勇，李延臣，居玉雷，王虎，李少華.火電廠鍋爐鋼架安裝過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真[J].吉林電力，2008（06）.