摘要：本文对中盐青海昆仑碱业有限公司热电厂三台240t/h循环流化床锅炉汽包水位测量进行现场调查，就存在的问题，分析产生的原因，探讨并提出减少这些问题的技术改进措施。
关键词：锅炉汽包；水位测量系统；水位计
0 前言
汽包水位是表征锅炉安全运行的重要参数，其测量的准确性与偏差问题的解决，是一直困扰火电机组热工测量与安全、经济运行的难题。本文针对240t/h循环流化床锅炉水位测量，进行了专项调查、分析，提出了提高汽包水位测量系统准确性的部分改进技术措施。
1 测量系统存在问题及分析
一、模拟量测量信号存在的问题
（1）测量显示偏差。不同测量变送器显示的示值不一致，我厂每台锅炉安装3个单式平衡容器，即使是同侧偏差，有时也高达几十毫米。随着机组负荷的变化，难以找出其变化规律。
（2）锅炉差压式水位测量装置取样管安装不规范，倾斜度不足。影响了平衡罐内冷凝水的回流，造成冷凝水回水困难，并且蒸汽无法充分进入平衡罐内冷凝，造成差压水位计的测量误差。
（3）每台锅炉设置有3个差压信号值，运行过程中，由于测量管路和平衡门漏点等原因，引起测量误差。
（4）由于汽包内液体温度与平衡容器内液体温度相差较大，密度不同所带来的影响较大。
1.2 就地水位测量存在的问题
我厂就地汽包水位测量配置了2台双色水位计，2台电接点水位计，就地水位计在运行中除之间偏差大外，还存在以下问题：
（1）汽包就地水位计的测量，存在汽水侧连通管的倾斜度不满足要求、电接点水位计未保温情况，影响其测量准确性。
（2）就地双色云母水位计易发生云母片损坏、泄露现象，且云母窗易结垢，双色云母水位计检修投运后，因结垢看不清水位示值。
（3）电接点水位计泄漏现象频繁发生：电极使用寿命短，在高温、高压状态下，经常发生电极断裂、破损等泄漏故障。
2 测量偏差原因分析
2.1 水位取样装置的安装位置影响
汽包水位取样装置由于取样管路的长度不一、环境温度的不同，特别是正压侧单室平衡容器没有固定支架，将导致连通管1：100的倾斜角度无法控制，出现冷态修正一致的标高在热态时发生不同的偏离，甚至在热应力作用下改变倾斜方向，使平衡容器无法形成足够稳定的两相流，导致平衡容器内温度过低，对测量结果产生影响。
2.2 参比水柱密度受环境温度影响
单室平衡容器引出管内水温陡度的存在和环境温度的变化，引起参比水柱密度变化的不确定性，是造成测量示值偏差的主要原因。
我厂热工人员对三台锅炉平衡容器不同的环境温度条件下的参比水柱温度梯度进行了测量，结果表明单室平衡容器冷凝器的竖直管段（参比水柱）温度有较大差异，并且温度的分布为非线性。
2.3 DCS补偿公式附加误差
机组从启动到全负荷运行，汽包压力变化范围较大，我厂DCS的补偿公式中，对汽包压力的补偿不是全程，而是采用多段折线方式进行，因此在消除汽包压力变化影响方面会存在一定的附加误差。
2.4 仪表校验引入的误差
汽包水位测量使用的是高静压、低差压变送器，因此仪表校验时，只要膜盒中有残积的水，其结果会带来附加的误差。如某次机组小修后曾出现差压式水位计两侧水位指示偏差大于校验前的情况，经检查发现造成偏差大的原因不是变送器问题，而是因校验人员在现场校验水位变送器中未将变送器膜盒内的积水清理干净所致。
2.5 保温影响
对参比水柱的管道进行不正确的保温后，将改变原来确定的温度补偿关系，使得参比水柱的平均温度难以设定。因此，根据水位补偿计算的要求，参比水柱的管道应该裸露在环境温度中，即从单室平衡容器以下至水侧取样孔高度的管道不得施加伴热或者保温。引到差压变送器的2根取样管则应平行敷设并共同保温，这是为了使2根取样管内的介质具有相同的温度和相同的重度，不产生附加的差压误差。
2.6 排污阀内漏
由于汽包水位量程较小，稍有泄漏就会影响测量结果，因此排污阀内漏是影响水位测量准确性的一个因素。因此，除要重视汽包水位变送器排污阀的质量外，排污阀还应为2个阀串联安装，以提高可靠性。
3 提高汽包水位测量准确性的技术措施
鉴于热电车间三台循环流化床锅炉汽包水位测量系统存在的诸多问题，热电车间热工专业技术人员不断查找原因并进行逐项分析，结合实际现场情况制定出如下技术措施，并在现场逐步实施。
3.1 水位取样装置与管路安装
（1）加装汽、水侧取样阀门，2个截止阀串联且使其门杆处于水平位置安装。连接变送器的正压侧取样管从平衡容器低于汽侧取样管的侧面引出，按1：100向下倾斜延长不小于400 mm以后再向下引伸，至变送器的距离控制在5m以内。
（2）对汽包水位的汽、水侧取样管和取样阀门均进行了良好保温（单室平衡容器及参比水柱的管道不保温），引到差压变送器的2根仪表管平行敷设。
3.2 运行检修维护
（1）利用每次机组检修机会对冷凝筒安装位置标高分别进行冷、热态情况下测量，如有偏差以热态测量数据进行替换。
（2）机组大修时利用汽包人孔门开启机会，检修人员进入汽包内部检查汽包内水痕迹，并且核对汽包水位测量显示的零位值偏差并进行了修正。
（3）每次机组停运时，检验变送器是否有零点漂移。
（4）为防止因管路结垢造成管路堵塞的情况发生，在停炉或者起炉时对汽包水位变送器进行排污。
3.3 优化逻辑
因我厂采用外置式平衡容器的差压式水位测量系统，故在汽包水位计算公式中对参比水柱平均温度，设置了2种不同环境温度，方便在不同季节中通过人工选择进行温度修正。修正后的水位与同侧水位及双色水位计之间差距在±10mm左右，对于给水自动控制系统的投入奠定了坚实的基础。
优化后1#、2#锅炉汽包液位测量值
3.4 采用测量新技术
根据对同类型电厂实际运行情况的学习、调研，于2018年3月将3#锅炉东侧双色水位计更换为强冲洗式双色水位计，使用至今无任何问题，且水位测量较准确，大大减少了排污次数，提高了云母组件使用寿命，且水位计云母组件使用人造云母，延长了备件使用周期，大大减小了维修量，相比之前每个月更换云母组件节省了大量成本，2018年5月21日全厂停车大修期间已将1#、2#炉东侧双色水位计更换为强冲洗式双色水位计，运行至今无任何问题，且减少了运行人员人工冲洗次数，从每天一次延长至每周一次。
3.5 更换问题设备
（1）将所有水位测量系统存在内漏的排污阀进行更换，并且将2个阀串联安装，提高了可靠性，保证排污阀不内漏，保证汽包水位测量准确性。
（2）利用停炉检修机会，将3台锅炉已达使用寿命的电接点水位计全部更换，并将配套电接点二次仪表全部更换，大大降低了不同水位测量系统之间误差。
4 结语
为保证汽包水位测量系统的准确性和可靠性，正确的安装和可靠的测量系统环境是基础，及时的检修和维护是保证，本文就中盐青海昆仑碱业热电厂汽包水位测量问题调查后提出的技术措施，逐步在现场实施，效果明显。
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论文作者:李晓娟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/19
标签：汽包论文; 水位论文; 测量论文; 水位计论文; 锅炉论文; 水柱论文; 偏差论文; 《电力设备》2018年第17期论文;