火力发电厂汽包水位测量原理及相关标准讲解.ppt

程利平解释了火电厂汽包水位测量的原理及相关标准。第一章简要说明了汽包锅炉汽包水位会因负荷、燃烧条件和给水压力等参数的变化而波动。汽包水位是汽包锅炉运行中一个非常重要的监测参数。它间接反映了锅炉负荷(即锅炉产生的蒸汽量)和给水之间的物质平衡关系。保持汽包正常水位在一定的允许范围内是保证锅炉和汽轮机安全运行的重要条件之一。当汽包水位过高时，一方面由于汽包内蒸汽空间高度的降低，蒸汽携带的水量会增加；另一方面，高水位也将影响汽包中汽水分离装置的正常运行，导致出口蒸汽中含水量过高和蒸汽品质恶化，从而容易导致过热器管壁和汽轮机叶片沉积盐垢和过热，导致蒸汽管金属强度降低，发生爆管、过热器烧坏和汽轮机效率降低。当水位严重满时，主蒸汽温度会急剧下降，这将直接影响机组运行的经济性和安全性。如果蒸汽中的水位严重，蒸汽管道和汽轮机会受到水或冷蒸汽的冲击，甚至汽轮机叶片会损坏，汽轮机设备也会损坏。如果水位过低，会破坏锅炉的正常水循环，威胁水冷壁管的安全。如果锅炉水循环泵的进水中有蒸汽，可能会发生泵的气穴现象，损害泵的正常运行。如果出现严重缺水且未及时进行适当处理，水冷壁管可能会因水冷壁管供水不足而烧坏并爆裂。可以看出，在锅炉运行过程中，如果汽包水位没有得到很好的监控，或者设备有缺陷，发生缺水或满水事故，将会造成巨大的损失。特别是对于现代大型锅炉，汽包水量相对较小，蒸发量较大。如果供水中断，锅炉继续运行，汽包水位将在10秒内消失。如果供水不中断，但只有供水不适应蒸发能力，缺水或满水事故也会在几分钟内发生。因此，锅炉汽包水位的控制非常重要。第二章汽包水位的测量方法火电厂汽包水位测量中常用的方法有双色水位计、差压水位计和电接点水位计。其中，双色水位计在主控中采用本地显示和工业电视技术进行监控。差压水位计最常用作水位调节的调节参数。由于电接触式水位计很少用于汽包水位测量，本章重点介绍双色水位计和差压水位计。首先是双色水位计，其工作原理是光源发出的光通过红色和绿色滤色镜射向水位计的体液腔。在空腔的气相部分，红光直接在前面发射，而绿光斜射在墙壁上被吸收。在空腔的液相中，由于水位的折射，绿光射向前方，而红光斜射向墙壁。因此，从前面看，它显示蒸汽、红色、水和绿色。测量：当水位计中的水的密度等于饱和水的密度时，水位计的水位就是重量水位。水位计放置在汽包外部。由于散热，水位计中的水柱温度低于饱和水温。这表明水位计的水位不再是重量水位，表明低h(h h)WG=h 1ghSGh=(1-w)/(w-s)* h随着水位计中的水温降低，1增加，h增加，即水从图1，水位测量关系式：p=p-p-=l(c-s)g-h(w-s)g(1)或hl(c-s)gp (w-s)g(2)图1和式(1)，其中：c是平衡容器中的水密度，kg/m3；w是桶中的饱和水密度，kg/m3；s是汽包中的饱和蒸汽密度，kg/m3；g是重力加速度，m/S2；h为汽包水位，m；P是平衡容器的输出压差，千帕；从图1中可以看出，正压侧压力p由恒定的水柱高度保持(汽包中的蒸汽通过正压侧主门“1”注入平衡容器并冷凝成水，多余的水通过溢流原理返回汽包。)，负压侧压力p-随着汽包水位的变化而变化，所以p随着汽包水位的变化而变化。然而，由于汽包中的饱和水和平衡容器中的冷凝水之间的温度(即密度)差异，将会导致测量误差。为了减少这种误差，平衡容器的安装高度(正负压力采样管的垂直距离L)通常与二次显示仪表的满量程范围一致，并且在二次仪表校准期间，根据额定操作参数和平均环境温度考虑密度影响的校正值。单室平衡器通常用于测量低温低压容器的水位。当用于测量锅炉汽包水位时，需要使用自动蒸汽压力校正系统进行水位测量，以实现更精确的测量。双室平衡容器和双室平衡容器(简单的双室平衡容器)的结构如图2所示。双室平衡容器的正压侧与单室平衡容器的正压侧相同，保持恒定的水柱高度，负压侧置于平衡容器内，上部比正压管的下边缘高出约10毫米，下部与汽包的水室连通，水柱高度随汽包水位的变化而变化。双室平衡容器的优点是内管和外管中的水的温度相对接近，这减少了由使用单室平衡容器的正压和负压采样管中的水的不同密度引起的测量误差。然而，由于平衡容器中的温度远低于汽包中的温度，负压管中的水位低于汽包中的实际水位，从而导致测量误差。当平衡容器的蒸汽压力和环境温度变化时，该误差是一个变量。双室平衡容器的水位测量关系与单室平衡容器的水位测量关系相同。DNZ系列汽包内置水位平衡容器是在多年工程实践的基础上发展起来的。它克服了环境温度对单室平衡容器和参考水柱中水密度的影响，使信号更加稳定，测量附加误差更小，补偿公式更简单，结果更准确。众所周知，单室平衡容器和参考水柱中的水的温度受环境温度和风向、容器的结构和测量管的走向排列的影响很大，而水的密度与水的温度有很大的关系。补偿计算后，小压差误差将增加近2倍，给水位测量带来较大的随机误差。滚筒内设有水位平衡容器，滚筒内设有单室容器，使水容器和参考水柱始终处于饱和环境，克服了参考水柱水温难以测量的缺点，信号更加稳定。DNZ系列汽包内置水位平衡容器提供了更加稳定、可靠和准确的差压信号，从而使您的汽包水位测量、调节和保护更加真实可靠。汽包内置水位平衡容器的原理如图所示由此我们可以列出下列公式：H=L-H0-P/(1-2)。从公式中我们可以看出，水位只与饱和水和饱和蒸汽的密度有关，而密度与压力有关。只要我们测量滚筒压力，就可以从密度表中找出密度，并将密度代入计算水位的公式中。汽包内置水位平衡容器具有以下优点：由于平衡罐安装在汽包中，平衡罐和出水管中的水温为汽包中饱和水的温度，其密度为饱和水的密度，因此补偿计算中参数相对稳定，可以准确计算汽包水位。由于冷凝罐焊接在汽包的蒸汽侧取样管上，冷凝饱和水可以及时加入平衡罐，保证锅炉启动后汽包水位尽快投入运行。备用正压采样管可连接至内置平衡罐，以防止事故发生。这与现有的外部单室容器相同，以防万一。第三章火电厂汽包水位测量要求为了保证火电厂锅炉的安全运行，根据防止电力生产重大事故的二十五项重点要求防止锅炉汽包满水和缺水事故的有关要求，对汽包水位测量提出如下要求。1.水位测量系统配置1.1新建锅炉汽包应配备2套就地水位计和3套差压式水位测量装置。两套就地水位计中的一套可以用电极式水位测量装置代替。在役锅炉汽包可根据现场实际情况和新建锅炉的配置要求进行配置。1.2锅炉汽包水位的调节、报警和保护分别取自3个独立的差压变送器逻辑判断后的信号，并对信号进行压力和温度校正。1.3就地水位计可采用玻璃板式、云母板式和靶式。水位测量装置的安装2.1每个水位测量装置应有一个独立的取样孔。同一采样孔上不得并联多个水位测量装置，以免相互影响，降低水位测量的可靠性。2.2安装水位测量装置时，应以汽包同一端的几何中心线为基准线，用液位计准确确定各水位测量装置的安装位置。锅炉平台等物体不得作为参考标准。2.3安装水位测量装置的取样阀时，阀杆应处于水平位置。水位测量装置的蒸汽侧取样管和水侧取样管之间可安装连接管。2.4水位测量装置的开启位置和取样管的直径应由锅炉制造商根据锅炉汽包内部部件的结构、布置和运行方式来确定和提供。2.5安装在就地水位计中的就地水位计的零水位线应低于汽包中的水位线，其降低值应取决于汽包工作压力。如果活动锅炉就地水位计的零水位线与锅炉汽包内的零水位线一致，就地水位计的零水位线应根据锅炉汽包内的工作压力重新校准，具体降低值由锅炉厂家提供。安装汽水取样管时，管道的倾斜度不得小于100: 1。对于蒸汽侧取样管，取样孔侧应较高，而对于水侧取样管，取样孔侧应较低(见图1)。汽水侧取样管、取样阀和连接管应绝缘良好。2.6、差压式水位测量装置安装的差压式水位测量装置的平衡容器应为单室平衡容器，即直径约为lOOmm的球体或球头气缸(容积为300-800毫升)，容器前端汽水侧取样管可有一个连接管。安装汽水取样管时，包括3.水位测量装置的操作和维护3.1差压式水位测量装置温度校正所选用的参考水柱的平均温度应根据现场环境温度确定，校正回路应根据环境温度的变化定期设定。3.2锅炉启动前，应确保差压水位测量装置的参考水柱的形成。锅炉汽包水位的监测应基于差压水位测量装置的显示值。3.3定期(每班)检查额定蒸汽压力下差压水位测量装置的零水位和就地水位计的零水位。如