《第6章汽包水位测量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第6章汽包水位测量（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6.3 汽包水位测量,检测技术与仪表,主 要 内 容,1、结构 汽包由碳钢制成，是汽包锅炉的重要组成。 内径1.71.8m； 壁厚0.2m； 筒身直段长度15m左右； 两端球形封头布置在锅炉的上部，标高约45m的地方；,6.3.1 汽包水位检测的重要性,2、作用 连接上升管、下降管、进水管以及导汽管的中枢，贮藏一定容积的水，有一定的贮热能力，内部装设汽水分离、清洗等装置。,50mm70mm,汽包,两种不同形式的分离器,水位过高 会直接影响汽水分离的效果，以致饱和蒸汽湿度增大、甚至带水，含盐量增多，致使过热器和汽轮机叶片结垢，使得热效率降低，导致过热器管壁被烧坏，爆管 水位过低 引起下降管带汽，
2、破坏锅炉汽水自然循环，导致水冷壁烧坏，严重缺水时还会发生爆管、烧干锅等事故,满水和缺水是锅炉运行的两个恶性事故,、重要性,案例一： 1997 年12 月秦皇岛热电厂4 号炉由于高压加热器旁路电动门连接键脱落，导致出口水门关闭，旁路门未开，致使锅炉给水中断，汽包严重缺水，实际水位降至-400mm 以下。就地双色水位计(量程+200-200mm)见不到水位，电接点水位计(量程+300-300mm)最后一个灯(-300mm)显示绿色，三台差压水位计显示(量程+400-400mm)却停留在-320-330mm 之间，因差压水位计输出达不到保护设定值(-384mm)，故低水位保护信号一直未发，保护拒动。
3、 原因：参比水柱温度变化造成的误差使实际水位低于-400mm 后，水位计仍停留在-328mm左右小幅度波动。,案例二： 2002 年12 月，河南省电厂一台1025t/h 锅炉，因一台变送器损坏泄漏，喷射到相邻的两台汽包水位变送器上，使这两台汽包水位变送器的指示偏高，引起给水自动减少，汽包严重缺水。由于汽包水位保护信号也取自这几台变送器，因此，低水位保护也拒动。幸亏运行人员分析判断正确，手动MFT停炉，未酿成重大爆管事故。,案例三： 2002年11月，安徽某电厂3 号炉(1025t/h)电接点水位计一次门泄漏，使邻近两个差压水位计的平衡容器压力下降以及参比水柱温度升高。导致水位指示不正常升高，
4、控制系统接受错误信号，不断减少给水流量，造成严重缺水。由于汽包水位保护信号也取自这两个差压变送器，因此，低水位保护也拒动。幸亏运行人员发现2个电接点水位计均显示无水，经多方面判别后，确认已缺水，及时手动MFT，才避免一起重大事故。,案例四： 山东省某厂2 台锅炉，由于汽包水位测量仪表误差，使锅炉长期处于低水位运行，致使排污管和加药管完全暴露在蒸汽空间中（处于汽包正常水位下50mm），排出的不是炉水表面浓缩漂浮的水渣，而是汽包中的蒸汽，达不到改善炉水水质的排污目的；同时，加药管加进去的药液直接排到蒸汽空间中不能与炉水很好混合，反而使蒸汽空间的药量浓度增加。 长期低水位不仅使汽水品质恶化，也使水位
5、计严重污染和结垢。,6.3.2 汽包水位的特点,汽包中处于汽水混合状态汽水界面很模糊，即便汽包是透明的，也是看不到清晰的水汽界面 汽包内各处不是一个平面；(下降管、安装水平度) 随着锅炉容量的提高，使得汽包的容积相对的减小，汽包水位变化很快。 在负荷(蒸汽流量)急剧增加时，表现却为“逆响应特性”，即所谓的“虚假水位”；,动态特性,静态特性,有关汽包水位概念的解释,零水位、重量水位、膨胀水位、冷缩水位、虚假水位等等 由此，也可以看出汽包水位是一个麻烦、难测的一个参数,重量水位： 将水位上、下联管间的测量段上的汽水混合物密度，折合成汽包工作压力下饱和水密度时相应的水位，称为重量水位。 膨胀水位：
6、由于锅筒水室中不可避免的会含有气泡，因此锅筒的实际水位要高于重量水位，其两者的差值称膨胀水位。 冷缩水位： 锅筒水位计联通管布置在锅筒外侧，水位计会向周围散热，使水位计中水的密度增大，因此它所指示的水位要低于实际水位，两者的差值称为冷缩水位。,虚假水位 当锅炉负荷快速增加时，锅筒汽压下降，水的饱和温度随之下降，使炉水汽化，于是蒸发管和锅筒水室内蒸汽含量增加，水室中所含汽泡剧增加，造成水位膨胀加剧，形成虚假水位，负荷降低时，情况与此相反，锅炉调峰运行时。负荷会经常发生变化，这时对水位的正确判断和及时妥善处置就显得格外重要。,对汽包水位的准确测量对锅炉机组的安全非常重要，要求控制在H050mm 。
7、 监视、调节和保护（报警和停炉）等三大功能 目前还没有全程很好实现的仪表，因而采用多种仪表多点测量是汽包水位测量的一大特色。,国产300MW机组亚临界汽包水位报警与保护停炉值,6.3.3 汽包水位检测仪表 锅炉通常要装几套不同型式的多台水位计监视水位变化情况。并在水位越限时进行报警，采用独立测量的“三取二”的逻辑进行水位高、低保护。 一般在通过电接点水位计及差压式水位计远方监视汽包水位之外，还在汽包两端安装了就地水位计。 为了能在集控室内观察就地水位计的指示，安装汽包水位监视电视是非常必要的。,要求新建电厂汽包水位仪表配置 12 套就地水位表和3 套差压式水位表； 锅炉汽包水位的监视、自动控制
8、、越限报警和跳闸保护完全依靠3 套差压式水位表来实现。 就地水位表可以采用玻璃板式、云母板式、牛眼式、磁性翻板式、电接点式水位表。 2套就地水位表中可以有一套采用电接点式水位表。,差压水位计,电接点水位计,云母水位计,原理：利用连通器的静力平衡原理，在连通器上直接显示液面的高度。又称为直读式液位计或就地式水位计。对于低压或极低压液位测量，可用玻璃管式；中压、低压液位测量需用玻璃板式；而高压则考虑到炉水腐蚀，透明度下降用云母式。 现在主要有云母水位计和双色水位计2种。,1、连通器液位计,就地观测、校准,就地水位表的误差,由此可以看出，不但与云母水位计的温度有关（根本原因），而且还与汽包工作压力和
9、云母水位计的测量基准线的位置及汽包内的实际水位有关。,或,云母水位计误差原因分析： 1、水位计液柱温度（本质原因）； 压力工况 饱和水温度 温差增加 中50-60度高60-70 超高 70-80 实际水位 液柱高度增，散热增大，50mm液柱 引起温差波动16-24 压力变化速度 水柱温度滞后 压力变化和饱和水温度，动态偏差 环境条件 风雨影响,2、汽包工作压力； 除了影响液柱温度，影响蒸汽和饱和水密度 6mm/MP 3、汽包内实际水位； P一定时，水位变化和实际水位呈线性关系,玻璃管与玻璃板水位计（就地水位计）,双色水位计 云母水位计虽然直观可靠，但由于液位显示不够清晰，尤其是水位超出测量范围
10、时，很难正确判断是满水还是缺水，因而无法通过工业电视远传至集控室进行显示； 利用光进入蒸汽和水折射率不同，产生红绿两色以区分水与蒸汽。,汽包水位监视彩色工业电视系统,双色水位计测量方式目前还存在不少问题 观测点太少（一般7个观测点），水位的大致位置给运行人员一个参考。 所测水位偏低。压力越大，误差越大。中压锅炉测量值比实际水位低2535mm；高压锅炉低4060mm。 云母片易结垢而使显示模糊、频繁排污易造成表计热变形而泄漏、以及存在显示盲区等缺点,上世纪末秦皇岛华电测控设备有限公司推出 专利产品 WDP 系列无盲区低偏差双色水位计,原理 利用汽、水介质的电阻率存在极大差异的性质来测量汽包水位。
11、蒸汽电阻大概几百K；电厂用水大概几十K，水、汽的电阻率相差很大,2、电接点水位计,公共电极,报警、保护,接点数目：15、17、19 正常水位附近，较为密集，其他相对疏散,应考虑的几个问题,电极的抗腐蚀 电源采用交流电 采用多套电源 设限流电阻、分流电阻 逻辑判断电路 挂水（短路）,1氖灯；2电接点；3测量筒,电接点水位计测量误差,由于电极是以一定间距安装的，这种测量方式就决定了其测量存在的固定误差。另一个主要误差，是由于水位测量筒的散热造成的冷却误差。 寿命和误差之间的矛盾 水质 流动性 散热 类型：模拟式、数字式 见书P164,静压式液位测量仪表，通过平衡容器，将水位的变化转换成差压的变化，
12、来达到测量水位的目的。,3、差压式低置水位计,自动调节,计算说明温度影响,测量误差,输出的信号差压P与H成负线性关系（压力不变时）； 汽包压力变化时，输出仍受压力影响（水位不变时）； 不同水位时压力影响所产生的误差是不同的。,双室平衡容器,易看出：,差压水位计的压力校正,校正计算的实质是对平衡容器的输出，在计算水位时使用实际压力下的汽水密度，而不是用额定压力下的密度。下面以双室平衡容器为例加以说明,临界压力,校正计算的实施方法,差压水位系统与零点迁移,为了符合习惯,迁移前,按H分度,按H分度,锅炉汽包水位测量技术随着火电厂整体技术的发展也在不断向前进步，但是，长期仍然存在不少问题,这主要表现在下列三个方面： 测量误差大，而且具有很大的不确定性。 可靠性和可维护性较差、监视不方便。 没有可以信赖的基准仪表用于标定各种汽包水位表。 上世纪末到本世纪初，针对上述三个方面的问题，汽包水位测量技术的研究有了较大的进展。,内置平衡容器 主要目的在于消除单室平衡容器中环境温度影响液柱温度。 平衡容器处于汽包内，液柱密度接近汽包内饱和水密度。 P=（pw-ps）g L-(H0+H),双差压平衡容器,P= P+ - P- P=P+ - P- P/ P=K 测量出K即可,Question?,
