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锅炉汽包水位测量选择及应用
1几种水位测量仪表的应用介绍
1.1双色水位计
双色水位计采用连通器原理制成,通过光学原理中水汽两种介质的折射率不同而显示出锅炉水汽颜色,汽呈红色,水呈绿色。这种水位计属于锅炉的附属设备,就地安装。直接观测水位,汽红水绿,汽满全红,水满全绿,随水位变化自动而连续。在锅炉启、停时用以监视汽包水位和正常运行时定期校对其他型式的水位计。双色水位计在压力小于10MPa的锅炉中偏差小并且观测明显直观,但在实际运行中,由于锅炉加药腐蚀和水汽冲刷,运行一段时间以后,石英玻璃管内壁磨损严重,引起汽水分界不明显。尤其现在一般采用工业电视监视,现场摄像头受光线变化影响使水位显示更加模糊不清,另外由于水位计处于汽包上,环境温度高,使水位计的照明维护工作量明显增加。
1.2差压式水位计
实际应用中,差压式水位计存在的问题是:测量锅炉汽包水位时,汽包压力变化使得“水位差压”的关系也发生变化,因而给测量带来很大的误差。现在普遍采用具有汽包压力补偿作用的平衡容器测量方法,
但其准确度仍受到很大限制。因为设计的平衡容器补偿装置是按水位处于零水位情况下得出的,而运行中锅炉水位偏离零水位时,就会引起测量误差。当蒸汽压力突然下降时,正压容器内的凝结水被蒸发掉,还会导致仪表指示失常。这些都给锅炉运行操作造成很大困难,尤其投入自动给水调节时,将产生错误动作,导致锅炉事故发生。差压式水位计比较适用于锅炉稳定运行时的水位测量,当运行参数变化很大时,误差也就很大。因此在实际运行中,尽量避免在差压测量系统上工作(例如排污、校验时等)。如必须工作时,须与锅炉操作人员联系好,尽量减少对差压测量的影响。
为了使容器达到理想工作状态,容器的外部必须作以适当的保温。然而,关于容器的凝汽室及顶部的保温问题目前有些争议,部分人认为这里的保温可有可无。通过多年观察发现,在没有保温的情况下,冬季由仪表显示的汽包水位将比夏季低近12mm.分析原因,是因为一般情况下,凝汽室的温度都要比环境高300℃左右,甚至更高,因此它的热辐射能力很强。当凝汽室外部没有保温或者保温条件比较差时,尽管凝结水的速度会加快并导致更多的饱和水蒸汽流到这里补充这里的热量,但是由于这里的介质处于自然对流状态且受到管路等的阻力的制约,使补充的热量难以维持这里的温度,进而影响了测量的准确性。
1.3电极式水位计
利用饱和蒸汽与饱和蒸汽凝结水的电导率的差异,将非电量的锅炉水位转换为电信号,并由二次仪表远距离地显示水位。电极式水位计基本上克服了汽包压力变化的影响,可用于锅炉启停及参数运行中。电极式水位计离汽包很近,电极至二次仪表全部是电气信号传递,所以这种仪表迟延小、误差小,不需要进行误差计算与调整,使得仪表的检修与校验大为简化。
电接点水位表对于改善中低压锅炉的安全水平起到了重要作用,因此在火电厂应用广泛。它的一些不足之处在中压锅炉上是体现不出来的,甚至对于高压锅炉也体现不出来,当锅炉工作压力进入亚临界状态时,情况就开始改变了,因为电接点水位表与就地水位表同为联通管式水位表,电接点水位表的零水位与汽包零水位有偏差,且汽包水位波动后,电接点水位表内水位波动不能与之对应。而且电接点水位表和就地水位表结构不同,形状不同,散热条件不同,当两种水位表同时使用时,它们的显示值之间必然会产生明显的偏差,因此使用电接点水位表监视亚临界锅炉的汽包水位并不准确。虽然不断有人提出对电接点水位表的升级改造方案,但并没有能触及它的本质问题,因此,电接点水位表不能再作为锅炉不可缺少的仪表了。
 
2.实际应用中的注意事项
锅炉汽包水位决定于汽包中的贮水量和水面下的汽泡容积,引起汽包中贮水量和水面下汽泡容积变化的因素很多,如锅炉的蒸汽负荷、给水流量和炉膛热负荷等。在实际中,当蒸汽流量增大(负荷增加)时,虽然锅炉的给水量小于蒸发量,但水位不仅不下降,反而迅速上升;反之,当负荷减小时,水位反而先下降,这就是“虚假水位”现象。该现象是负荷增加(减少)时,水面下汽泡容积增加(减少)得很快而造成的。因此只有将当就地水位表的零水位已经校准后,才可以在额定工况下和正常水位条件下标定远传水位表的零水位。因此在锅炉运行中,监视汽包水位指示时,必须同时严密监视蒸汽流量、给水量等参数的变化,确保锅炉安全运行。
 
3.应用情况
在脱硫脱氢时,应用了双水位计以及差压液位计,初期试运时锅炉运行工况变化大,锅炉进出频繁解汽、并汽,使水位波动大,其间出现了满水并且溢现象。差压液位计也因量程设定问题频繁更改,并且发现在蒸汽压力和温度波动大的时候液位波动变化明显,因此在DCS程序设计中加入了温度和压力补正,在选择温度测量点时也将温度仪表从上部更换到下部稳定测量,保证了液位仪表的稳定。在锅炉启停时,向平衡容器室中灌满水,标定等,在锅炉正常运行时保证仪表误差值在30mm之内,并将锅炉液位控制转为自动调节,在异常时改为手动,经过长时间运行,证明仪表运转情况良好,满足了生产的正常需求。
 

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