（国家电投集团江西电力工程有限公司贵溪分公司 江西贵溪 335400）
摘要：文章分析了贵溪发电有限公司2*300MW机组自投产以来锅炉汽包差压式水位一直存在偏差的可能原因，提出了解决汽包差压式水位的措施，采取将汽侧取样口至单室平衡容器移装至汽包内部，修改完善差压水位信号的补偿修正逻辑，消除了汽包水位测量偏差的问题，减少了汽包水位测量误差，使机组给水自动、汽包水位保护能正常投入，为锅炉安全经济运行提供了保障。
关键词：锅炉汽包水位；偏差大；消除
1引言
贵溪发电有限公司二期2×300MW机组安装东方锅炉（集团）股份有限公司生产的亚临界自然循环燃煤锅炉DG1025/17.5-Ⅱ4。2台锅炉为亚临界参数、四角切圆燃烧、自然循环汽包炉。单炉膛п型露天布置，燃用烟煤，一次中间再热，平衡通风、固态排渣，全钢架、全悬吊结构,炉顶带金属防雨罩。2×300MW机组DCS采用上海自动化仪表公司提供的MAXDNA控制系统。
汽包水位控制的优劣是火力发电厂自然循环和强制循环锅炉安全运行最重要的考核指标之一。当汽包水位过高时，会引起汽轮机的水冲击，造成诸如汽轮机叶片破坏等重大设备损害;汽包水位过低，又会影响锅炉的水循环，造成局部水冷壁过热，甚至发生爆管。所以，准确测量汽包水位对于火电厂的安全运行有着非常重要的意义。目前，贵溪发电有限公司2*300MW机组的汽包水位测量采用差压式水位计，电接点水位计，双色水位计三种测量装置。差压式水位计用于水位的自动调节、MFT水位保护逻辑。
2处理前存在的问题
贵溪发电有限公司2*300MW机组自投产以来，一直存在汽包水位波动大，三个差压式水位计之间测量偏差大，给水自动不能正常投入，给机组安全经济运行带来严重挑战。
3影响锅炉汽包水位偏差的因素分析
3.1锅炉负荷因素影响水位变化的分析
蒸汽是给水进入锅炉以后逐渐受热汽化而产生的。当负荷变化时，将引起蒸发受热面中水的消耗量发生变化，而必然会引起汽包水位发生变化。负荷增加如果给水量不变或者不能及时的相应增加，则蒸发设备中的水量逐渐被消耗，其最终结果将使水位下降，反之将使水位上升。
3.2燃烧工况变化因素影响水位的分析
燃烧工况的改变对水位的影响也很大。在外界负荷及给水量不变的情况下，当燃料量突然增加，水位暂时升高而后下降；燃料突减，水位暂时降低而后升高，这是由于燃烧工况的改变使炉内放热量改变，而引起工质状态发生变化的缘故。当燃烧强化时，炉水吸热量增加，汽泡增多，体积膨胀，而使水位暂时升高。由于产生的蒸汽量不断增加，使汽压上升，饱和温度也相应地提高了，炉水中汽泡数量又随之减少，水位又下降。
3.3给水压力因素影响水位的分析
假如运行中锅炉的给水压力发生变化，由于给水阀门开度没做相应改变，给水量将发生相应的变化，从而破坏了给水与蒸发的平衡关系，引起汽包水位的波动。如给水压力升高，将使给水量增加，水位升高。反之给水力下降，给水量减少，水位降低。
3.4炉水品质因素影响水位的分析
当锅炉给水品质不合格长期运行时，或化学监督不当，炉水处理或加药不当，以及锅炉排污不及时等，将使得炉水含盐量过大，不但会造成蒸汽的污染，而且会在水冷壁受热面上结垢，甚至会腐蚀受热面，同时由于炉水中的油脂、悬浮物或含盐浓度过高时，蒸汽泡的表面含有杂质而不易被撕破，在汽包水面上产生大量泡沫，使汽包水位急剧升高并产生强烈的波动现象。
3.5参比水柱温度因素影响水位的分析
由于差压式水位计是通过把水位高度的变化转换成差压的变化来测量水位的。差压式水位计准确测量汽包水位的关键是水位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平衡容器形成参比水柱来实现的。贵溪发电有限公司2*300MW机组采用的都是通过单室平衡容器下的参比水柱形成差压来测量汽包水位，如图1所示。
正负压管输出的压差值△P按下式计算：
ΔΡ=Ρ+−Ρ−=L(ρa−ρs)g−Η(ρw−ρs)g （1）
或改写成
Η=【L(ρa−ρs)g−ΔΡ】/(ρw−ρs)g （2）
式中：ρa——参比水柱(P+侧水柱)的密度
ρw——汽包内饱和水密度
ρs——汽包内饱和蒸汽密度
H——汽包内实际水位
根据公式（1）和（2）以及图1可以看出，如果差压式水位计汽侧取样管温度高时，由于参比水柱冷凝不好，使汽侧参比水柱密度减小，导致差压变送器检测到差压减小从而使水位偏高；反之差压式水位计水侧取样管温度高时，汽包水位测量值偏低。同时汽包内水的密度按饱和水来计算，而事实上汽包内水处于欠饱和状态，欠饱和度随机组负荷和工况调整而变化。
4影响锅炉汽包水位偏差的因素排除
在锅炉进行在不同的运行氧量、负荷、燃烧器一、二次风门开度、不同燃烧器投运方式下，汽包差压式水位计三个测点仍然无规律波动，偏差大，排除锅炉负荷和燃烧工况变化因素带来的影响。
运行人员开关汽包定期排污门或改变汽包连续排污门开度时，汽包差压式水位计三个测点无规律波动，偏差大，排除差压取样口工况变化因素带来的影响。
综合分析导致汽包差压式水位计三个测点无规律波动，偏差大的真正原因是参比水柱温度变化因素所致。
5锅炉汽包水位偏差消除措施
正负取压管传输竖直管路较长，电伴热带烧坏或电源消失，或风向改变，正负压管路在排污时滞留有空气泡等，都会使两管产生较大的附加差压，必然导致差压水位计波动。因此必须要经常检查伴热带是否工作正常，建议不使用取样管路上的排污阀排污，由于高温高压的蒸汽很容易对排污阀的阀芯造成损伤。
汽包水位保护开关量信号是由模拟量信号转换而成的，如果测量值大幅度波动，修正后的测量值非线性误差，可能导致保护动作超前（误动）或滞后（拒动）。为了防止测量值波动大而引起保护误动，贵溪发电有限公司2*300MW机组汽包水位保护设置，将汽包水位高/低Ⅲ值均延迟2S动作时间，以便有时间核对水位是否到达事故值而采取应对措施。
6结论
贵溪发电有限公司2*300MW机组汽包水位三个差压式水位计之间测量偏差大，整改后趋势如图2所示：
图2整改后趋势图
由趋势曲线可以看出经过对汽包水位单室平衡容器移装至汽包内部，减少环境温度对参比水柱的影响，进行正压侧平均温度与汽包压力、环境温度、放热系数、导热系数、几何参数做出了具体的修正准确计算，使三个差压式水位计偏差小于30mm，给水自动能正常投入，汽包水位保护正常投入运行。
参考文献
[1]容銮恩,袁镇福,刘志敏,田子平.《电站锅炉原理》中国电力出版社,1997年11月第一版.
[2]谢碧蓉,向贤兵,曾蓉.《热工过程自动控制技术》高等学校试用教材.
[3]贵溪发电有限公司《热控设备检修工艺规程》.
[4]王加璇,姚文达.《电厂热力设备及其运行》高等学校试用教材.
论文作者:施金生,李春新
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/24
标签：汽包论文; 水位论文; 水位计论文; 贵溪论文; 锅炉论文; 偏差论文; 测量论文; 《电力设备》2018年第23期论文;