減小鍋爐汽包水位計測量偏差的研究

呂福祉

摘要：主要分析了影響汽包水位測量就地水位指示的因素，從定性到定量進行了全面分析，不但提高了就地水位計指示的準確性，還及時改正了就地水位測量出現的誤差。在現有基礎上對其進行了改造，并取得了較大的成效，以期為今后的工作提供經驗。

關鍵詞：汽包水位；測量；準確度；偏差

中圖分類號：TK223.6 文獻標識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）08－0047－02

在鍋爐正常運行的過程中，汽包水位是一個重要的監測數值，它的變化會對電廠的運作產生很大的影響。為了防止重大事故的發生，精確的測量汽包水位變化數值就顯得尤為重要。下面就對如何減小測量偏差進行分析、研究。

1汽包水位測量系統的配置及存在的問題

1.1配置

通常情況下，鍋爐汽包水位測量系統采用兩種或兩種以上共存配置的原則。以2臺300 MW和4臺600 MW鍋爐為例，每一臺鍋爐都必須將水位計、電接點水位計配置成雙份，并且還要配置3套壓差式水位計。其中，3個汽包壓力能夠自動調節測量系統中的水位變化，并與主燃料跳閘（MFT）共同起到保護系統的作用。將閉路電視引入監控室并與雙色水位計和電接點水位計連接起來就可以對汽包水位進行監測，以便可以及時了解、記錄水位的變化情況。

事實上，鍋爐的汽包水位控制信號摘取于3個獨自的差壓變送器，這樣做有利于保證汽包水位測量系統的可靠性和穩定性。該系統是由獨立的測量孔，差壓變送器輸入、輸出模件等組成。通過引入分布式控制系統（DCS），能夠穩定控制水位，防止水位超出標準數值。

1.2問題

經過多年來的實踐經驗，總結出汽包水位測量系統主要存在以下問題：測量不穩定和在運行過程中測量偏差較大。這些問題的出現嚴重影響了該系統的正常運行和日常管理，經過總結，得出出現這些問題的原因如下：①受安裝單室平衡容器的影響；②受火焰燃燒程度的影響；③因變送器移動、測量系統的泄露等造成差壓誤差；④環境和壓力的誤差、實際情況與預先設定數值不符，正負壓管路產生溫差，都會對平衡容器和系統內水柱的溫差產生很大的影響。

1.3解決辦法

要解決這些問題，可以從以下兩方面入手：①通過冷、熱水的交替使用調節溫度；②調整火焰大小，努力使火焰達到規定標準。

盡管在安全要求中規定，汽包水位計以差壓式水位計為基準，但是就實際情況來說，當3套水位計的數值偏差達到一定程度時，很難達到“當3套水位計之間的數值有較大的偏差時，以差壓式水位計為基準”這一要求。事實上，這一規定是純理論性的要求，是人為地將差壓式水位計定為基準，并不符合實際情況，不利于問題的發現和解決，會加大出現責任事故的概率。

2提高水位計水位測量準確度的方法

2.1為水位計連通器加蓋熱套

此方法是目前業界所知道的提高準確度最準確、實用的方法。當連通器內的水溫達到頂值時，連通器內的水線高度就是汽包重量水位。此時，汽包中壓力和水位數值波動已經不會影響水位數值的顯示，而且水位數值也不會受到測量基準線的影響。但是，在為水位計連通器加蓋熱套的過程中，一定要注意水位計數值顯示的問題。為了防止影響數值讀取的情況發生，一定要加蓋透明的熱套，同時，還要注意電接點的信號傳輸問題。

2.2補償與修正參數

事實上，根據水位測量原理引入溫度和壓力參數這一補償措施，對于電接點水位計更為合適，因為顯示的水位數值對水位的計量有很大的作用。對云母水位計和雙色水位計來說，由于它們是直接顯示水位數值，而不是通過信號輸出的方式顯示，所以，并不能通過計算機和儀表來進行計算和演示，只能人工進行。

在進行補償計算的過程中，可以人為估計并設計出容器內水溫的數值，由此可以省略一些不必要的環節，以提高工作效率。但要注意依據的合理性，避免誤差過大。修正與補償相類似，主要是根據汽包正常工作時的壓力和顯示的數值對水位計示值進行修正，此方法較為復雜，并且在此之前要根據實際情況做出修正值數值表。

3水位計偏差大的原因與改進方法

3.1水位計運行狀態的檢查

3.1.1測量溫度梯度

在不同的環境溫度和相同的負荷下，采用紅外線溫槍進行手動測量。單室平衡容器冷凝器的豎直管段在相同負荷、不同的溫度下，它的溫度差異是非常大的，所以，在測量時，要參比水柱的溫度梯度（參比水柱的溫度隨溫度的變化而變化，但是，一般都高于環境溫度60 ℃左右），并在測量后取測量數值的平均值。

3.1.2檢查單室平衡容器

在單室平衡容器安裝時，要根據要求對其進行嚴格的檢查。在安裝完成后，其應該處于平衡的位置，容器外部不允許保溫，截止閥應該保溫、汽側取樣管也應該保溫，但要注意的是，汽側取樣管在安裝時應該稍稍向上傾斜，水側取樣管稍微向下傾斜。

3.1.3檢查平衡容器的位置

檢查平衡容器安裝的物理位置和高度。在一般情況下，平衡容器應于水位變送器的引壓管基本保持一致，相差在10 cm左右。以設計的五號機組為例，平衡容器安裝在70 cm處，高度差應在10 cm左右，所以，水位變送器在安裝時就應該在60 cm。

3.1.4環境溫度

環境溫度對汽包水位差壓計的測量有直接影響。從汽包水位測量的缺陷率記錄中可以看出，氣溫過冷和過熱都對汽包水位差壓計的測量產生影響，因此，冬季和夏季正是汽包水位偏差大或多發故障的時間，而氣溫比較適中的季節發生汽包水位偏差或故障的可能性較低。

3.2水位計偏差大的原因分析

經過專業人員的多次檢修后，總結經驗，并對水位計偏差大的原因加以分析，得到出現偏差的原因只要有以下幾點：①由于平衡容器引壓管的溫度分布是均衡的，而平衡容器引壓管不是線性分布，所以，在實際工作中，采用恒定溫度補償之后（一般在50 ℃左右）就會產生一定的偏差。②在平衡容器、冷凝器的高壓側，引出管的水平管段引出長度不夠長，不利于后部管段的溫度達到室內溫度。這也就是說，在豎直管段中，水中的常數值要保持穩定。③安裝時，在儀表管上安裝1個伴熱帶，防止在冬季使用時儀表管出現結冰的現象。有些發電廠儀表管上的伴熱帶采用自控溫伴熱帶，溫度大約保持在80 ℃。但是，由于伴熱帶的鋪設方法不同，鋪設不規范也會影響水位測量的精準性，進而使水位計產生偏差。④儀表管的保溫也會對測量結果產生一定的影響。為了讓冷凝器出口參比水柱能盡快達到室溫，使其穩定，而單室平衡容器外部是不允許保溫的，所以，需要加裝保溫材料在引壓管和其他部位。這樣一來，厚度就很難保持一致，尤其是在冬季，儀表管溫度升高，而外界溫度降低，冷熱交替會對電伴熱帶的投用產生很大的影響。⑤在機組長期運行后，管道內的腐蝕情況就會越來越嚴重，而且隨著時間的推移，管道內的雜質也會發生相應的反應產生大量的氣泡，這會對測量時的精準性有一定的影響。同時，管道兩側也會有輕微滲漏的現象發生，導致在測量時出現較大偏差。

3.3改進水位計偏差大的措施

要減小測量偏差，可以采取如下措施：①想要減小平衡容器與變送器的落差，就要改變變送器的安裝位置，將其位置提高，并將儀表管安裝在室內。②在單室平衡容器側面引出正壓測儀表取樣管時，應盡量延伸其長度并使其稍微向下傾斜，使參比水柱盡可能接近環境溫度。③規范鋪設儀表管伴熱帶，平行鋪設差壓變送器的2根取樣管（備用）。使用室內電加熱提高室內的溫度，使室內溫度保持均衡，確保儀表管在冬季不結冰。④安裝屏蔽器，防止汽包水位差壓和汽包壓力信號的干擾。

經過對水位計的改進，測量偏差大的狀況得到了明顯改善。

4結束語

作為保證發電廠生產安全的重要手段，汽包水位計的測量是十分重要的。針對實際工作中發現的問題，提出相應的解決辦法。這些辦法可以有效減少鍋爐汽包水位計測量偏差的問題，提高信號的可信度，為我國發電事業的發展打下堅實的基礎，有力地推動經濟的發展。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕

The Research of Reduce the Boiler Steam Drum Water Level Gauge Measuring Deviation

Lv Fuzhi

Abstract: The analysis of the impact of drum level measurement in situ water level indication factors conducted a comprehensive analysis from qualitative to quantitative, not only improves the accuracy of the in situ water level indication, but also promptly corrected the error occurs in situ measurements of water level. Based on its existing transformation and achieved greater success in order to provide experience for future work.

Key words: drum level; measurement; accuracy; deviation

（上接第45頁）

3結束語

綜上所述，加強對電力設備直流系統的優化配置，對國家電力安全的保障具有重要意義，直接影響國家的經濟利益。目前，我國電力設備直流系統的配置尚不成熟，在技術問題上依然存在一定的缺陷。因此，需要相關人員重視該方面問題，并采取積極有效的措施避免電力安全事故，保證電力設備的正常檢修，加大對電力設備直流系統的優化配置，有效維護國家電力安全。此外，隨著科學技術的持續進步和發展，先進的科學技術被不斷引進，這就對電力設備人員的素質和專業技能水平提出了更高的要求，從而有效保障整個電力系統安全有效的運行。

參考文獻

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〔編輯：李玨〕

Optimizing the Configuration of Power Equipment DC System Research

Huang Changwei

Abstract: DC wiring system as the starting point from which to select the battery and charging device configuration and monitoring devices such as the DC system voltage monitoring devices, the optimal allocation scheme elaborated DC system.

Key words: electricity; equipment; DC; configuration

（上接第46頁）

On the Nickel-iron Furnace Electrical Control and Monitoring Systems

Shi Zhongjiang

Abstract: The nickel-iron furnace electrical control and monitoring system plays an important role in the control of the furnace, the use of programmable logic controller（PLC）technology to achieve precision and accuracy of site-site signal acquisition device control. Depending on the site control methods, various control methods expounded the advantages and disadvantages.

Key words: furnace; hydraulic; flow; monitoring