中壓鍋爐汽包水位計的誤差分析

摘要：鍋爐汽包水位是鍋爐安全運行的極為重要的參數，鍋爐運行中汽包水位過低將給鍋爐和汽輪機的安全運行帶來嚴重的威脅，汽包水位過高會引起蒸汽品質惡化，容易造成過熱器管內積鹽垢，使過熱器管子損壞，嚴重時會引起蒸汽管道和汽輪機產生水沖擊，汽包水位過低將可能引起水循環破壞，使水冷壁管超溫過熱還可能造成更嚴重的設備損壞事故，所以鍋爐運行時汽包水位的測量的準確性與可靠性極為重要，目前對汽包水位的實際水位測量尚無很好的方法，原因是鍋爐在運行中汽包水位存在大量氣泡，這時汽包中的水實際上是汽水混合物，其重度很難測定，汽水界面十分不清晰，我國鍋爐汽包水位測量大多采用聯通式水位計（玻璃管和電接點）和差壓式的水位計及電容式水位計這些方法顯示的不等于汽包內的真實水位，而是重量水位。所謂重量水位，就是假想汽包中汽水完全分離。水位是下部飽和水與上部飽和蒸汽時的汽水界面位置。運行時玻璃管水位計和地位水位計有明顯的誤差。

關鍵詞：中壓鍋爐汽包 汽包水位 誤差分析

1 聯通式玻璃管水位計的誤差

聯通式玻璃管水位計最大的優點是直接反應汽包水位，不經過信號轉換、可靠，因此在鍋爐運行中規定以玻璃管水位計為準。玻璃管水位計指示的值往往低于汽包內重量水位，其原因是水位計處于汽包外面，因散熱水位計中的水溫必然低于汽包壓力下的飽和溫度，而且上部和下部的溫度也不相同，上部由于蒸汽的不斷冷凝，冷凝水不斷回流注入汽包同時放出氣化潛熱又加熱了水位計的水，所以上部的水接近飽和溫度，下部溫度較低，如果能直接測出水位計水的平均溫度就能求得水位計中的平均重度，由于平均重度和飽和水重度不同，就造成了水位計的指示值和實際重量水位的差別，重量水位可以通過下式求得：H=He（γcp-γs）/（γw-γs）式中：H：為重量水位He為測量水位，γw：為汽包壓力下飽和水的重度，γs：汽包壓力下的飽和蒸汽的重度.γcp：水位計中水的平均重度。從上面的公式可以看出影響水位的主要參數是水位計中的平均重度，它和水位計的散熱程度有關其數值很難確定因此準確的重量水位也就無法算出，采用我國電廠的經驗數據，在顯示的正常水位上加25-35mm即等于重量水位，究竟加多少應根據水位計距汽包的距離和保溫情況而定，只能粗略估算。

2 差壓水位計的誤差

2.1 鍋爐差壓水位計采用雙室平衡容器FP-64B，L=640mm。差壓變送器的量程ΔΡ=6.272KPa投入運行發現零水位，差壓計水位計比連通式的水位計明顯偏高如果按汽包壓力4.0MPa飽和水重度校對差變量程ΔΡ=5.011KPa投入運行時又明顯偏低同時差壓式水位計在起爐和停爐的過程中水位顯示偏差更大。差壓水水位計的工作原理是把水位的高度變化轉化成差壓變化，差壓水位計準確測量水位的關鍵是水位與差壓之間的準確轉換，這種轉換是靠雙室平衡容器來實現的，平衡容器內水的重度變化是影響水位測量準確的主要因素。造成平衡容器內水的重度變化原因，首先是平衡容器向外散熱，其次是汽包壓力的變化。

從表二可以看出零水位時，汽包壓力比額定壓力低時誤差為正，水位顯示誤差為負。也就是平衡容器輸出壓差隨壓力降低而增大，水位隨壓力降低而降低，汽包壓力比額定壓力高則壓差誤差為負，顯示水位誤差為正，即平衡容器輸出壓差隨壓力增大而減小，水位則水汽包壓力增大而增高。而且汽包壓力偏離額定壓力越大，顯示水位誤差也越大。因為儀表差壓變送器量程是按額定參數標定的。所以壓差式水位計在停爐和起爐的過程中有時失去了監測水位的作用。

3 結束語

壓差式水位計除了平衡器散熱的影響又有汽包壓力變化的影響，幾年來我們以鍋爐正常運行參數為依據，結合現場的經驗確定差變的量程，使兩種水位計在運行的過程中彼此顯示誤差在5mm之內。增強了鍋爐運行人員對水位計顯示可靠性的認識。

參考文獻：

[1]《熱工測量儀表》水利電力出版社.

[2]《水和水蒸汽性質參數手冊》水利電力出版社.

[3]甘勝泉.亞臨界鍋爐汽包水位計偏差大探析[J].機電信息，2010（30）.