摘要：锅炉是冶金、化工炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要设备，汽包水位是锅炉运行的主要指标，它的高低直接影响着蒸汽的品质及锅炉的安全，因此必须严格对汽包水位加以控制，根据锅炉工艺流程及其控制系统类型，分析影响汽包水位的因素以及对锅炉给水调节要求，日常锅炉生产中运行过程中重点做好汽包水位的监测、给水泵控制与维护等工作。
关键词：锅炉汽包水位；差压变送器；给水泵运行调节；给水泵控制与维护；
1锅炉的工艺参数和主要控制系统
锅炉是公司重要的动力设备，其要求是供给合格的蒸汽，使锅炉供气量适应负荷的需要，为此生产过程的各个主要工艺参数必须严格控制。
1.1锅炉汽包水位的控制
受控变量是汽包水位，操纵变量是给水变量，它主要考虑汽包内部的物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包中水位在工艺允许范围内，维持汽包水位在给定范围内是保证锅炉安全运行的必要条件之一，是锅炉正常运行的重要指标。
1.1.1蒸汽负荷对水位的影响
蒸汽负荷（蒸汽流量）对水位的影响，即干扰通道的动态特性，在燃烧量不变的情况下蒸汽用量突然增加，瞬时间必须导致汽包压力下降，汽包内水的沸腾突然加剧，水中汽泡迅速增加，将整个水位抬高，形成虚假的水位上升现象即所谓假水位现象，汽包水位要经历先上升然后下降的过程，假水位变化的大小与锅炉工作压力和蒸发量等有关，一般中高压锅炉当负荷突然变化10%时，假水位可达30-40mm。
1.1.2给水流量和給水温度对水位的影响
给水流量对水位的影响，即控制通道的动态特性，在给水流量突然增加的情况下，由于给水温度比汽包内饱和水温度低，使汽包中汽泡含量减少导致水位下降，实际汽包水位在一开始不立即增加，而要呈现出一段起始惯性阶段，它相当于一个积分环节和一个纯滞后环节的串联，给水温度越低，纯滞后时间越长。
1.2不同锅炉控制系统对汽包水位的控制作用
锅炉控制系统分为单冲量控制系统、双冲量控制系统、三冲量控制系统，单冲量控制系统只是以水位信号作为反馈对水位进行控制，不能克服给水流量和蒸汽流量的干扰，它只适用于汽包停留时间较长，在蒸汽负荷变化时假水位现象不显著的小型锅炉，再配上一些联锁报警装置，可以保证安全操作，满足生产的要求。
2汽包水位的监测及给水调节
2.1汽包水位测量的要求及测量装置
测量汽包水位要满足高温高压工况，适应粉尘大、维护空间狭小的环境、现场高温下显示清晰明了、对虚假水位有一定的分辨能力等要求。
一般情况下汽包水位测量显示值偏差在30mm以内是可以接受的，但是汽包水位的测量对象十分复杂，由于汽包压力、外界环境条件变化时，会造成远远超出上述要求的偏差。按照锅炉汽包水位测量系统的配置必须采用两种或两种以上工作原理共存的配置方式原则，公司三台35T/h燃气锅炉均配置了两套玻璃管水位计用于现场观察指示；一套电接点水位计（采用DSW-1超纯氧化铝水位电极，水位到达该点时接点接通）传输至锅炉控制室供操作人员监视对比，考虑到电接点水位计工作可靠性不够，电接点水位计信号不参与控制、保护；增加两套差压式水位计，差压式水位计信号参与水位自动调节及主保护。
2.2锅炉汽包水位的测量控制
测量汽包水位的关键是水位与差压之间的准确转换，目前测量锅炉汽包水位时广泛采用蒸汽补偿式平衡容器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆平衡容器测量汽包水位是最经典的测量方法，可以最大限度地补偿汽包内压力变化对水位的影响及温度变化对介质密度的影响。
3 汽包水位给水调节
锅炉汽包水位就是水位信号、给水流量、蒸汽流量三冲量系统共同作用的结果，最终通过调节给水泵转速及节流阀阀门的开度等调节措施予以实现。
3.1锅炉给水泵的运行调节方式
常见的调节方法有阀门节流调节、分流调节和变速调节等，其中以节流调节和变速调节应用最为广泛。
阀门节流调节是在管路中装设节流部件，利用阀门的开度来调节泵的流量，当把阀门关小时，由于在管路中增加了一个附加阻力，使管阻特性变陡，此时水泵除了提供所需要的扬程外，还要额外提供克服阀门上的阻力，造成能量损失，使水泵效率下降。
变速调节是通过改变水泵的转速来调节流量，而阀门的开度则保持不变（通常为最大开度），当水泵的转速改变时扬程特性曲线将随之改变，变速调节又可分为恒压变流量和变压变流量两种调节方式。
恒压变流量调节方式，就是在泵的管路阻力曲线不变的情况下，通过改变水泵的转速来改变水泵的基本特性曲线，从而改变水泵的工作点的调节方式，通过自控变频系统，无论流量如何变化，都使水泵运行扬程保持不变，随着异步电动机的变频调速技术的飞速发展，恒压供水系统已被广泛应用。
变压变流量调节是在锅炉负荷减少时，自动降低水泵的出口压力，同时改变水泵转速，从而改变水泵工作点的调节方式，其实质是同时改变水泵的基本特性曲线和管道阻力曲线，从而使泵工作在最佳工况点的方法，这种方法可在变转速的基础上自动调节泵出口压力，减少泵的功率消耗，是一种有可能实现最佳节能效果的调节方式，变压变流量技术上更为合理，是水泵变速节能技术的发展方向。
3.2锅炉给水泵故障发生及分析排除
2017年公司三台35T燃气锅炉持续稳定运行，一方面要消耗掉高炉回收的煤气及转炉炼钢时回收的转炉煤气，另一方面产生蒸汽后送往蒸汽发电供公司利用电能，还要送往炼钢车间进行脱汽冶炼，最后还要保证供暖，但11月份曾经发生过一次2#锅炉汽包水位给水泵供水供不上，当时就怀疑给水泵出口压力小，管道管阻压力较大或给水泵泵体及各处有泄漏，导致供水跟不上，为保证生产决定起用备用水泵，两台水泵同时运行仍无法达到锅炉汽包水位供水要求，经仔细检查两台水泵的运行情况，发现有时这两台水泵的转速较低，其他未发现两台给水泵存在影响供水的故障及隐患，最终导致2#锅炉因汽包水位超低液位报警跳机，退出运行状态，当时通过对讲机指挥锅炉操作人员将上位机给水泵给定频率稳定给在35Hz不变，经现场观察给水泵运行情况及给水泵变频器控制室内的变频器显示面板上的频率，发现频率没有达到给定频率35Hz，有时仅仅维持在10Hz，此时判定问题出在给定信号环节，于是在锅炉主控室PLC柜处，将万用表串进从PLC模拟量输出到变频器的给定信号回路中，发现电流值不稳定有时4.5mA、有时8mA、有时16mA，此时判定PLC输出模块故障，经更换PLC输出模块后给定信号经检测正常，2#锅炉恢复运行，汽包水位给水泵调节投入自动控制运行，满足了锅炉正常生产的要求。
4 结束语
通过对锅炉长期的维护、维修，在锅炉汽包水位测量、控制、调节系统方面积累了一定的经验，并且随着计算机控制技术的引入，智能变送器的采用，通过参数设置、运算、补偿、反复摸索、修正等诸多环节，完全满足了锅炉生产对测量、控制的要求，尽管生产运行中影响汽包水位的突发的不可控因素很多、工况也在不断改变，但是根据现象分析清楚产生原因，是能够解决处理好设备运行中存在的问题。
参考文献
[1] 文群英，潘汪杰等.热工自动控制系统[M].北京:中国电力出版社,2006
[2] 杨献勇.热工过程自动控制（第二版）北京:清华大学出版社,2000
[3] 肖大雏. 控制设备及系统[M].北京:中国电力出版社,2006
[4] 孙卓林. 变频调速在锅炉给水泵上的应用[J]节能技术，2001，（3）
论文作者:任宗武,汪泽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/20
标签：汽包论文; 水位论文; 锅炉论文; 水泵论文; 流量论文; 蒸汽论文; 水位计论文; 《防护工程》2018年第31期论文;