浅析汽包水位测量系统配置及运行一般问题的分析处理.doc

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1、浅析汽包水位测量系统配置及运行一般问题的分析处理马永卫(浙江浙能金华燃机发电有限责任公司)1汽包水位测量系统配置电厂汽包的主要功能是汽水分离和储水。研究锅内过程、设计汽包内部装置，需要能反映汽包内实际工况的参数——汽包实际水位。实际水位就是汽水模糊层湿度沿高度变化曲线的拐点面。在汽水模糊层断面上，从下至上湿度分布不同，湿度变化Illi线的屮间有拐点，拐点的湿度变化率最大，好象饱和水和饱和汽在拐点发生了形态突变。这是汽水模糊层突出的物理特征，也是汽包水位的基木特征。无数个拐点组成Illi面。曲面上下的介质湿度突变。曲面就类似于汽水界面，将汽包分为汽室和水室。

2、因此，公认的汽包内的实际水位定义是，汽、水混合层湿度沿高度分布曲线的拐点瓯。实际水位长期在稳定的区域内运行，必然在汽包内壁上形成高度为100~150mm水迹带，水迹屮心线可近似代表实际水位运行线。汽包水位监控的任务是：将水位控制在0线附近，使饱和蒸汽品质最佳；事故水位时手动或自动停炉；特殊操作监控，如停炉后汽包满水快冷的上水操作和满水状态的监视，缺水停炉后及时判断可否补水，尽快恢复运行等。满足汽包水位安全监控和事故处理的需求是水位测量技术进步的动力。仪表行业采取化难为易的策略，针对监视、白动调节、保护的不同功能系统要求，研制了各种水位计，形成水位计多样化。

3、显然，监控保护系统设计应针对水位计的现状，扬长避短，按不同功能需求优选、冗余配置水位计汽包水位的测量方式主要有两种，一是根据参比水柱高度并值的原理测最，使川并圧计将汽包水位对应的水柱所产生的压强与参比水柱所产生的压强进行比较，根据测得的差压值同时加入温度压力补偿后转换为汽包水位，罢压式水位测量装置使用该方法。二是根据连通管测量原理，胃接测量汽包水位，就地玻璃管或云母水位计及电极式水位计使用该方法。长期以来，水位计测量与配置问题导致运行人员误判断、误操作，水位预警失灵，停炉保护拒动，造成锅炉重大水位事故，而保护谋动事故更多。因此要求尽快解决水位测量问题的呼声

4、很高。借助于分散控制系统(DCS)技术，差压水位计在一定程度上提高了性能。根据《火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定(DRZ/T01-2004)》(以下简称《技术规定》)规定：锅炉汽包水位测量系统的配置必须采用两种或以上工作原理共存的配置方式。锅炉汽包至少M配置1套就地水位计、3套并压式水位测量装叠和2套电极式水位测量装置。新建锅炉汽包应配置1套就地水位计、3套并压式水位测星装置和3套电极式水位测星装置或1套就地水位计、1套电极式水位测量装置和6套差压式水位测量装置。锅炉汽包水位控制和保护应分别设置独立的控制器。汽包水位监视至少应设置一个独立于DCS及其

5、电源的后备显示仪表（或装置）。木标准强调〃汽包水位控制和保护应分别设置独立的控制器〃，以符合重要保护和控制功能独立性原则。根据三冗余信号独立性原则，为确保冗余功能真正发挥作用，标准强调三冗余测量系统应从测孔、取样管、水位测量表计（或变送器）、补偿用汽包压力变送器、输入/输出通道均应满足独立性原则。2运行一般问题的分析处理长期使用的云母、电接点和差压水位计测量质量水位，其原理是基于重量水位的测量，极易受汽包内的汽水流的干扰。其干扰因素多，乂极为复杂：汽水流速分布不均，齐处流速分布的变化具有随机性，汽包内部设备异常、燃烧屮心偏移、负荷变化等，都会引起汽包内的汽

6、水流的变化，导致水位计测量准确性差，稳定性差。这就决定了测量的复杂性与困难性。汽包内各点水位不尽相同，测量易受干扰，准确稳定测量难度大。这些特点决定了必须实行多点测量。正因为如此，至今尚未研制出一种汽包水位计能很好满足监视、自动调节、保护（包括水位高低停炉、联锁及热工信号报警）三个功能了系统的性能要求。为了提高汽包水位监控保护系统准确性和可靠性，采取“化难为易”的策略，针对每个了系统对测量仪表性能的不同需求，研制出不同种类的水位计，形成在用仪表的多样性，多种水位计长期共存的现象。汽包水位有其固有特性。质量水位测量极易受一•些莫名其妙的干扰。水位运行工况又由

7、水位计测量表述。因此，汽包水位运行屮的一些奇特现象既是质量水位固有特性的反映，乂是水位测量特征的反映。当燃烧突然变化时,在给水流量与蒸汽流最没有变化时,即二者Z间的质量平衡未破坏的情况下，水位会有较大变化。其原因在于，炉膛热负荷变化导致水冷壁管内水沸腾的其始位置上下变化,使汽水混合物屮的汽泡增多或减少，水所能占有的空间减少或增多，引起汽包蓄水量变化。正常运行时汽包水位木来是可以反映给水流量与蒸汽流量Z间的质量平衡情况的,但在给水流量与蒸汽流量未出现明显变化时，汽包水位却出现明显变化，变化量俗称为“假水位”。汽包水位测量装置应定期利用停炉机会根据汽包内水痕迹

8、或其它有效的方法核对水位计的零位值。锅炉启动时应以电极式汽包水位测