汽包水位偏差原因分析

汽包水位偏差原因分析1、汽包水位测量系统问题造成汽包水位偏差。汽包水位测量系统问题是造成汽包水位测量偏差的主要原因之一：1.1、 汽包水位测量误差造成汽包水位测量偏差原汽包水位测量技术存在很大的测量误差是造成汽包水位测量各种水位计之间较大偏差的主要原因之一1.1.1、 联通管式水位计测量原理和误差联通管式水位计结构简单，显示直观，如图1-1所示，它可以做成仅仅在就地显示的云母水位计（包括便于观察的双色水位计），也可以采取一些远传措施，如在水位计中加电接点或用摄像头等构成电极式水位计或工业电视水位计等。但就其原理来说，都是属于联通管式测量原理。图1-1 联通管式水位计原理图联通管式水位计是利用水位计中的水柱与汽包中的水柱在联通管处有相等的静压力，从而可以用水位计中的水柱高度来间接反映汽包中的水位，因此，也称为重力式水位计，其水位称为重力水位。联通管式水位计的显示水柱高度H可按下式计算：式中 H汽包实际水位高度 H水位计的显示值汽包内饱和蒸汽密度汽包内饱和水密度 水位计测量管内水柱的平均密度由于水位计管内的水柱温度总是低于汽包内饱和水的温度，因此，总是大于w，水位计中的显示值总是低于汽包内实际水位高度，它的示值偏差：由（3-2）式可以看出，水位测量偏差与水位计管内水柱温度、汽包工作压力以及汽包内的实际水位等多种因素有关。二十五项反措给出了参考值：就地水位计的正常水位示值和汽包实际零水位的差值h汽包压力（MPa）16.1417.6517.6618.3918.4019.60h （mm）761021502004年3月30日东北电科院利用朝阳电厂#2锅炉大修的机会，对汽包水位运行痕迹线进行实际检测:“实际汽包水位经常工作于设计汽包零水位上方140mm处，即汽包水位经常工作在设计零水位的正140毫米左右。”1.1.2、 差压式汽包水位计的原理和误差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，因此，其测量仪表就是差压计。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。目前，国内外最常用的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1-2所示。正、负压管输出的压差值P按下式计算： (3-3)或改写成 (3-4)式中：参比水柱(P+侧水柱)的密度 汽包内饱和水密度汽包内饱和蒸汽密度 H汽包内实际水位图1-2 水位-差压转换原理图这里饱和蒸汽和饱和水的密度（、）是汽包压力的单值非线性函数，通过测量汽包压力可以得到，而参比水柱中水的平均密度通常是按50时水的密度来计算的，而实际的具有很大的不确定性与50时水的密度相差很大是造成测量误差的主要原因之一。根据计算，参比水柱平均温度对水位测量的影响如表-1所示。表-1 参比水柱平均温度对水位测量的影响表(40为基准)温度（）406080100120130140160影响值(mm)-9.633.262.391.4108125162从表-1可知，如果参比水柱的设定温度值为40，当其达到80时，其水位测量附加正误差33.2mm；当参比水柱温度达到130时，其水位测量附加正误差高达108mm。“根据对1#炉4台汽包水位变送器在各种工况下的测试数据和计算表明，如果不进行温度压力补偿计算，将产生过大的示值误差，尤其是在锅炉启动过程中。因此必须对水位示值进行在线温度压力补偿。1#炉4台水位计已有在线压力补偿，补偿误差基本可以忽略不计；但无温度补偿，仅设置正压信号管水温tM=60，这与现场测试结果（90-110左右）相差太大，所产生的示值误差在50mm-120mm之间，因此不容忽视。”（摘自扬州第二发电厂汽包差压式水位变送器测量精度校核计算方法研究） 由此可见，参比水柱温度对差压信号的相对误差的影响都是不可忽略的。1632811127057326330248297180162638521647228从上可见要全过程全范围的实现汽包各水位计之间的偏差小于30mm是不可能的。1.2、 汽包水位计取样造成汽包水位测量偏差1.2.1、 某厂670t/h锅炉，为避免各锅炉汽包水位计之间的偏差过大，在水位测量系统改造时将4台外置式单室平衡容器的水侧取样点移至汽包中部相邻两下降管的中间(图-)，启炉后4台差压水位计的偏差是小了，但比新改进的GJT电极式水位计和WDP云母水位计低80110mm，后将最低的一台差压水位计的水侧取样管一次门后与相邻的一台云母水位计水侧取样管一次门后加装了一根联络管，关闭云母水位计汽侧一次门和差压水位计水侧一门，相当于使用了云母水位计水侧取样点，该差压式水位计指示上升110mm左右与GJT电极式水位计和WDP云母水位计指示一致。 1.2.2、某厂一台俄制670t/h锅炉，其下降管由71根管组成。在完成水位测量系统改造后(图-)，调试GJT电极式水位计，开关排水门，只影响水位30mm左右，与DNZ内置平衡容器差压水位计相差50mm左右，同样将GJT电极式水位计水侧取样管一次门后与相邻的一台DNZ内置平衡容器差压水位计水侧取样管一次门后加装了一根联络管，关闭GJT电极式水位计水侧一门，相当于GJT电接点水位计与DNZ内置平衡容器差压水位计并用水侧取样点，GJT电极式水位计指示上升50mm左右与DNZ内置平衡容器差压水位计指示一致，后将电极式水位计水侧取样点从汽包内部引至汽包端头，两种水位计指示一致。 下降管入口 原 单 单 WDP 单 单 GJT云 室 室 云 室 室 电母 母 极水 水 式位 位 水计 计 位 计图-某厂汽包水位计改造取样点示意图 全量程电极式水位计电 内 内 内极 置 置 置式 平 平 平水 衡 衡 衡位 容 容 容计 器 器 器图-某厂汽包水位计改造取样点示意图 1.2.3、摘自10MPa及以上压力锅炉汽包水位测量新技术研究与应用测试报告“改造情况改造前：通辽发电总厂#4锅炉为HG-670/140-12型锅炉，0水位在汽包中心线下200mm，汽侧取样管中心线距机械中心线135 mm，水侧取样管中心线距机械中心线535 mm。#4锅炉汽包水位测孔共计8对，其中3对用于就地水位计， 2对用于电接点水位表，3对测孔用于四台单室平衡容器带四台差压水位计，见图1所示。 改造后：#4炉安装了一套7点的汽包水位内置电极传感器、三台DNZ汽包水位内装平衡容器、两套GJT汽包水位高精度取样电极传感器、一台WDP汽包水位低偏差云母水位计，保留了一台旧的云母水位计。其中两套汽包水位高精度取样电极传感器、一台WDP汽包水位低偏差云母水位计、和左右两台汽包水位内装平衡容器的取样点均从汽包内部分别引致汽、水运行稳定的汽包端头处，见图2所示。四、测试结论1、附表三、附表四是DCS记录的实时数据更具准确性，在高水位（+50mm和+100mm）时，左侧电接点水位计与#1差压水位计偏差超过30mm，最大偏差42.1mm，其余均在30mm以内，最小只差3.7mm。内置电极传感器与左侧电接点、1差压水位计最大相差18mm。#2差压比#1、#3差压最小低82 mm，最大低172 mm。” 从上述三个案例中可以看出，当汽包水位测量取样孔取自汽包中部时，汽包内部装置对水位测量影响是很大的。1.3、 汽包水位计安装错误造成汽包水位测量偏差1.4、 人们在研究汽包水位计时，均认为汽包里的水为饱和水，而实际上大多数锅炉为非沸腾式省煤器锅炉，其汽包里的水为欠饱和水，因此造成汽包水位测量误差。2、燃烧偏差造成汽包两端实际水位偏差很大2.1、摘自10MPa及以上压力锅炉汽包水位测量新技术研究与应用测试报告“测试工作 由通辽发电总厂根据测试要求，制定了#4锅炉汽包水位测量系统改造后测试操作方案6月30日下午15：00测试组到达现场，完成准备工作。15：30分按照#4锅炉汽包水位测量系统改造后测试操作方案开始测试工作。1、负荷203mw，汽包压力14.1MPa，由运行人员调整锅炉燃烧使汽包两端水位相近，解除汽包水位自动调节，手动控制汽包水位在150mm内缓慢变化 测试时以内置电极传感器示值为准。记录见附表一、附表三、附表四。2、改变磨的运行方式，原来由#2、#3、#4、#6磨运行，改由#3、#4、#5、#6磨运行，测试燃烧对水位的影响。记录见附表二和附表五。”“四、测试结论1、附表三、附表四是DCS记录的实时数据更具准确性，在高水位（+50mm和+100mm）时，左侧电接点水位计与#1差压水位计偏差超过30mm，最大偏差42.1mm，其余均在30mm以内，最小只差3.7mm。内置电极传感器与左侧电接点、1差压水位计最大相差18mm。#2差压比#1、#3低最小低82 mm，最大低172 mm。2、附表二、附表五可以看出，改变磨的运行方式，对汽包两端的水位影响近100 mm。”2.2、富拉尔基第二发电厂A班运行时，汽包水位右端高于左端50mm左右，下一班运行时汽包水位左端高于右端50mm左右，说明不同的运行方式对汽包水位影响很大。2.3、大庆油田热电厂汽包水位两端相差超过200mm，通过调整风门和燃烧方式使汽包水位两端相差在100mm以内。3、锅炉结构造成汽包两端实际水位偏差很大3.1、华能日照电厂300MW汽包炉为西班牙进口锅炉，给水从汽包一端进入，造成汽包水位两端实际水位偏差180mm左右，锅炉专业将给水管的出水孔进行改造后，汽包水位两端实际水位偏差70mm左右。3.2、广东梅县荷树圆发电厂440t/h汽包炉，给水也从汽包一端进入，造成汽包水位两端实际水位偏差50mm左右。3.、下降管影响某厂(300MW)实测甲乙循环泵运行偏差达到4050mm。3.、东方600MW汽包炉最大偏差超过300mm，平常在100mm左右，原因不明大同二电厂汽包水位测量系