关键词：汽包、水位计、氧化物、处理。
一、前言
汽包水位计是表征锅炉安全运行的重要附件，如果汽包水位过高，会降低汽包汽水分离效果，造成汽包出口过热蒸汽含水过多，使蒸汽含盐浓度增加，汽包水位升高到一定程度，会发生严重蒸汽带水，造成汽机发生水击事件，严重威胁机组安全运行。如果水位过低，可能会破坏水冷壁管束水循环，造成上部水冷壁得不到水冷却，发生爆管事件。长期以来，由于汽包水位的偏差造成运行人员误判断，误操作，水位预警失灵，停炉保护拒动，造成多起重大水位事故。所以测量装置如何准确反映汽包的真实水位，供运行人员作出准确判断就显得尤为重要。
二、某电厂水位测量的现状
某电厂一期工程2×330MW机组采用上海锅炉厂生产的SG-1176/17.5-M4022型锅炉，亚临界参数、一次中间再热、单炉膛自然循环单汽包锅炉。汽包内径Ф1743mm， 壁厚135mm，由6节筒身和2只球形封头构成，筒身节长3350mm,筒身直段长20100mm，总长 22100mm，汽包由13MnNiMo54材料制成。因为水位取样筒不应直接布置在大直径下降管入水的上方，因为该区域水位易受到涡流的干扰，所以应该取在受影响较小的汽包球形封头端部。自然循环锅炉维持汽包正常水位是锅炉安全运行的要点之一。因此在汽包上设置了三种不同功能的水位监控仪表，水位的就地监视采用2只双色水位表，水位计的量程为680mm，2只电接点水位计、4只平衡容器水位计，在汽包筒身两端下部各设1只Ф57mm与下降管的连通管，保证水位计水流连续性，消除由于“死角”水不流动造成的水位计失准现象。
本设计中汽包正常水位设定在汽包中心线下50mm，高低水位距正常水位各为50mm。
锅炉汽包水位的自动调节和控制都是参照汽包平衡容器液位计。由于平衡容器液位计的布置方式为#1、#4点位于汽包左侧，#2、#3点位于汽包右侧。2019年2月由于机组负荷率偏高，运行人员反映汽包水位计偏差大，造成自动跟踪出现异常，频繁需要人为干预调整，给运行人员调整带来很大的压力。通过一段时间统计比对运行曲线，发现#1锅炉尤其300MW以上负荷时平衡容器液位计左侧#1、#4点与右侧#2、#3点水位计偏差较大，峰值达到+70mm―130mm,通过就地检查确认发现左右侧就地水位偏差与平衡容器水位计趋势一致，且机组负荷在250MW以下不明显，负荷大于300MW以上，误差就越大，同期发现#2炉也有此类现象出现，但#2炉的波动趋势明显小于#1锅炉，大致波动范围在+50―70mm之间。
三、分析汽包水位偏差的原因
由于汽包水位三套水位计均反映的趋势是一致的，首先排除的热工仪表测量误差的原因，由于该厂机组属于2017年双投产的新机组，此现象在以前的运行期间都未出现，但在运行的第三年发生且两台锅炉都有水位偏差的共性，但明显#2炉的误差区间小于#1炉，由于汽包就地有直读式水位计，虽然双色水位计反映的水位比汽包内真实水位偏低，但确实能准确反映汽包内的真实水位，由于汽包就地水位计与平衡容器水位计的趋势是一致的，仪表测量不准的原因首先排除。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
影响水位计偏差的原因还有汽包内部旋风分离器的分离效果差，查看蓝图发现汽包内左右两侧共安装了98套旋风分离器，分离器的作用是利用高速离心力进行汽水分离，分离后高速水流会发生偏向一侧呈现高位的现象，所以要求分离器都是左右相间布置安装，高速水流会由于左右互旋抵消动量呈现较小的波动，如果安装方向不对是无法安装的，此项原因排除。
由于是新投产机组，两年内未进行汽包内部检查，本次利用停炉机会打开汽包内部进行检查，发现汽包内部无分离器脱落或损坏现象，汽包内部排污管无堵塞现象，十字格栅等零件完好，检查发现汽包内部明显存在黑色物质，黑色物质汽包内部都存在，分离器筒壁，汽包内壁都明显存在微量黑色物质，汽包内部两侧端部明显数量较多。
四、分析汽包内黑色物质成份
沉积物成份及组分分析结果：
汽包内黑色沉积物成份(SEM)分析结果(以氧化物表示）:
Fe2O3：97.7％； MnO2：1.2％； Cr2O3：1.1％
汽包内黑色沉积物物相分析结果
FeM2O4占95.40%；
Fe2O3占4.60%，
极少量SiO2；
沉积物成分及物相分析除汽包内沉积物外，系统中的沉积物主要以铁的氧化物为主（主要为Fe3O4），汽包内堆积的黑色沉积物为FeM2O4占95.40%； Fe2O3占4.60%，极少量SiO2。
且铁粉较多的位置处于汽包封头端部两侧区域，说明汽包内沉积物非汽水系统正常运行电化学腐蚀产物，而是合金钢（铁氧化物粉末）固态的转移沉积所致。
由于汽包水位计都装在汽包两侧端部远离下降管及省煤器来水的部位，从汽包人孔处观察只有汽包端部Ф57mm与下降管的连通管排水不畅会造成水位偏差的事实，分析认为汽包内由于端部水流涡流作用，铁质氧化物大量堆积于汽包筒身两端，低速水流携带微量铁质氧化物长时间汇流至连通管内，由于此联通管是直角布置，铁粉由于容重的作用堆积于弯头部位，低负荷时通过联通管的水流量小，汽包两侧水位无明显差别，当高负荷时，联通管由于通流面积减小，通流量减小造成联通管消除汽包两端“死角”的能力减弱，造成汽包水位发生左右侧偏差。
因蒙西电网负荷率低，机组停运时间长（2017年停炉时间长达5个月），机组检修前未采取加十八胺镀膜的有效停（备）用防护保养措施、汽包内停用腐蚀现象明显，致使系统大量固态铁质氧化物存在，随着机组启动进入水系统，最后由于汽包与下降管相对压差小，两端水流流速低发生大颗粒铁粉沉积在联通管直角内部，而底部联箱由于定期排污很难聚集，这是汽包两端沉积物堆积多的主要原因。此种现象的发生是由于近几年国家环保政策的调控，调峰机组利用小时数少，机组停运次数多后发生几率较高。自备电厂相对负荷率高，此种现象较少发生。
五、水位偏差解决方案
利用停炉对汽包内部进行人工清理铁粉杂质，对汽包下部联通管先用压缩空气管通止弯头处吹扫后，再用大流量高压除盐水冲洗，启动后汽包水位偏差现象彻底消失，启动后锅炉炉水水质很快达标，节约了大量的生产用水。
结束语：
综上所述，本文以汽包水位计为研究对象，探讨了如何处理好汽包水位计左右侧偏差的现象，以此达到保证汽包水位计真实、准确可靠监视的目的。由于本文篇幅有限，相关研究尚存在不足之处，还需要在今后的理论以及实践中进行深入的总结和研究。
参考文献：
[1]蒋雄杰,杨桦等，减少锅炉汽包水位计偏差的研究[J] 浙江电力 2009年S1期.
[2]吕福祉，减小锅炉汽包水位计测量偏差的研究[J] 科技与创新 2014年第8期.
作者简介：王建仁（1980—），男，内蒙古阿拉善盟，助理工程师，研究方向：火电厂锅炉节能。
论文作者: 王建仁
论文发表刊物:《中国电业》2019年 19期
论文发表时间:2020/3/4
标签：汽包论文; 水位计论文; 水位论文; 偏差论文; 锅炉论文; 沉积物论文; 机组论文; 《中国电业》2019年 19期论文;