汽包水位偏差分析及調整方法

張煥祥　姚元旭　王永福

摘要：本文通過分析沙特拉比格項目在汽包水位方面遇到的問題，提出解決辦法，希望對其他項目的燃油鍋爐在設計、安裝、校準時提供借鑒。

關鍵詞：燃油鍋爐；汽包水位；偏差；調整

汽包水位是監視鍋爐運行的重要數據，維持正常的汽包水位是保證鍋爐安全運行的必要條件。汽包水位過高會影響汽水分離的效果，使飽和蒸汽的濕度增大，含鹽量增大。當水位升高到一定程度將造成蒸汽帶水，蒸汽品質急劇惡化，鹽類將在過熱器內壁結垢，傳熱惡化，嚴重時導致過熱器超溫運行，造成管道泄露。

1.沙特項目及水位計簡介

沙特拉比格項目鍋爐為亞臨界參數、自然循環鍋爐，前后墻對沖方式燃燒，布置4層燃燒器和1層燃盡風。前后墻燃燒器各24只，燃盡風各6只。鍋爐燃料為380CST重油。滿負荷運行是汽包額定壓力18.6MPa。

拉比格項目在汽包兩側各安裝有一個雙色水位計和電接點水位計作為輔助監視，在汽包的兩側每側還各安裝有2只單室平衡容器，其中汽包左前側1個為滿水位表，量程是-1144～+359，其余3個水位計作為水位監控的主要手段，參數汽包水位的控制，采用3個值取中間值的方式，量程為-461～+359。正常值：0±50mm， 報警值：±100mm， 跳閘值（MFT）： +200/-365mm。

2.拉比格項目汽包水位出現的問題

沙特項目在投入運行之后汽包水位經常出現偏差，在高負荷時經過一段時間運行兩側水位就會出現偏差而且會越來越大，期間由于汽包水位偏差大不得不降負荷運行，解除水位自動保護，甚至由于汽包水位過高，造成蒸汽帶水，過熱器前煙道懸吊管內部結垢，導致多次管道泄露事故。

沙特項目汽包水位偏差的主要表現為：

2.1同側兩個平衡容器之間有偏差；

2.2同側平衡容器與雙色及電接點之間有偏差；

2.3左右兩側水位之間經常出現較大偏差；

2.4控制水位和實際水位偏差大。

3.汽包水位偏差原因分析及采取措施。

汽包水位的偏差的原因主要有，一是水位計本身的原因，包括安裝誤差，冷凝罐變形等；第二是受熱面受熱不均造成的水位偏差，包括爐膛內燃燒不均，水冷壁存在結焦等。第三是由于汽包內汽水分離出力不均造成水位偏差；第四是爐水品質，如果爐水中的油脂、懸浮物或含鹽濃度過高時，蒸汽泡的表面含有雜質而不易被撕破，在汽包水面上產生大量泡沫，使汽包水位急劇升高并產生強烈的波動現象。第五平衡容器水側取樣管內積氣，造成水位波動；第六溫度，壓力補償等存在偏差。

針對上述可能存在的原因，進行了檢查分析，具體如下：

3.1對雙色水位計、電接點的安裝進行復查

雙色水位計、電接點兩側安裝誤差和與汽包中心線的偏差均在規定范圍內。排除安裝原因造成水位測量誤差。

3.2實際測量平衡容器參比水柱水溫，和邏輯中溫度補償值進行比較。

通過對平衡容器參比水柱溫度的在不同時段溫度的測量，爐左側水柱溫度為41℃左右，爐右側溫度為35℃左右，平均溫度為37℃。邏輯補償里參比水柱溫度設置的為60℃，

根據公式

通過計算在參比水柱為60℃時的水位要比實際37℃時的水位低2.5%，即20mm，當然管道內部水溫要比37℃高，偏差應該比20mm稍小。

3.3檢查平衡容器冷凝罐在長期運行時是否產生變形

經過檢查冷凝管經過長期運行后產生變形，1號機產生了10mm的變形，2號爐產生了20mm左右的變形。

根據公式 。

拉比格項目滿負荷運行時汽包壓力壓力為18.6MPa 溫度為362攝氏度。對應的飽和水密度大約為：543.51Kg/m? 飽和蒸汽密度大約為133.39 Kg/m? 平衡容器（冷凝罐）參考水柱60℃時密度993.3 Kg/m?，可以算出在當冷凝管產生10mm偏差后，實際的水位變化21mm。

3.4利用停爐期間，對汽包內部裝置進行檢查。

汽包內部裝置檢查未發現影響汽水分離及汽包水位的異常因素，但通過汽包內水位遺留在汽包內部上的痕跡發現。①汽包內部水位存在不平，說明兩側水位有偏差的不是水位計測量原因，而是由于爐膛內燃燒不均造成的；②汽包水位存在一段時間高位運行，即實際水位比DCS控制水位高。說明DCS水位計不能確切反應汽包內真實水位，還需要修正，特別是參比水位溫度和冷凝罐變形量需要在補償中做修改。

3.5對爐膛內部水冷壁結焦情況進行檢查。未發現爐膛水冷壁上存在結焦，可排除因水冷壁結焦造成吸熱量不均引起的水位偏差。

針對檢查出的問題，為消除不良因素對汽包水位的影響，采取了如下措施：

（1）將水側平衡容器割除，用管道代替，避免平衡容器內部氣體無法排除其水位精確測量產生影響。在將水側平衡容器割除后沒有任何變送器再出現以前波動劇烈的現象。

（2）對冷凝罐重新進行校正。校正后DCS與雙色水位計的偏差油100mm減少到50mm，說明校正是有成效的。但在點爐后發現冷凝罐又出現10mm的偏差，已無法進行校正，決定將變形量修正到邏輯補償中。

通過測量熱態時平衡容器的A＼B值，根據測量數據，將平衡容器汽側由410mm修正到437mm。水側不做調整。

（3）重新設置補償溫度。通過在參比水柱上多點多次測量，決定將參比水柱溫度設置為40℃和實際情況較為符合，減少DCS水位與實際水位的偏差。

在將溫度補償和汽側數據修改后，在就地雙色水位計液位不變情況下，差壓式水位計顯示液位提高了30mm，與雙色水位計顯示液位基本一致。

（4）提高爐水品質和蒸汽品質，將汽水品質標準由99版提高到為08版GBT 12145—2008。進一步降低爐水中的含鹽量，避免因爐水含鹽量高造成汽包內部產生汽包，形成假水位。

（5）在機組啟動前將汽包上滿水對平衡容器進行放氣和沖洗。

4.總結

經過一系列的調整后，差壓水位計與平衡容器和電接點水位計偏差已經縮小到合理范圍，左右側水位偏差在20mm內，控制水位和實際水位已比較接近，能滿足機組正常運行。如在汽包水位出現偏差較大，又無法短時間恢復時，可以調節OFA擋板。當OFA擋板上開時，爐膛火焰中心上移，水冷壁區域的吸熱量減少，汽包水位會上升，同理OFA擋板下開時，汽包水位會下降。所有可以通過調節左右側OFA的開度可調平汽包水位。在OFA擋板上開時要注意觀察再循環風機入口煙溫，不要超過報警值。調節OFA擋板是作為應急手段，查找到水位偏差原因后要恢復原狀態。