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1、 j 汽包水位侧量分析及补偿 闪1.一 湖 北 电 建 . : - a : 旬布 肠 t 七桥 习曰气.曰1 摘要: 汽包水位的准确.圣值是电厂重要的测蚤参数之一， 其浏全方式很多， 目 前常用的是静压式浏童方法中的连通式液位计和压差式液位计。 但当液位计与被 浏汽包中的液体温度有差异时， 显示的液位不同于汽包中的液位， 而且其误差还 会随汽包压力的改变而改变。 襄类电厂3 0 0 MW 机组， 应用汽包 水位模拟t信号采 用差压变送券浏圣， 并进行汽t o 压力补偿的浏圣方法， 结果衣明， 汽包水位运行正 常， 浏圣准确， 满足运行要求。 关 ， 。 :汽 包 水 位 扣 ，差 压 变 送
2、，压 力 补 ， 卫 气1气、司气目气1气。1曰气曰r， 一、 准确测t汽乞水位的重要性 人型机组都设计全程给水控制系 统， 在机组启动到满负荷剪停机减负 荷及负荷波动中， 汽包压力在不断地 变化， 汽包内的蒸汽和水的密度也随 之变化， 从而影响汽包水位测量的准 确性和全程给水控制系统的投运， 危 及机组的安全。因为汽包水位过高可 能造成蒸汽带水， 使燕汽品质恶化， 轻 则加重管道和汽轮机积垢， 降低出力 和效率， 重则使汽轮机发生事故; 汽包 水位过低， 则对水循环不利， 可能导致 水冷壁局部过热甚至爆管。因此汽包 水位的准确测最值是电厂最重要的测 量参数之一。 二、 . 、 包水位的浏叉方
3、式及存在问题 汽包水位测最方式很多， 一般可 分为: ( 1 ) 静压式; ( 2 ) 浮力式; ( 3 ) 电气 1 6 6 式; ( 4 ) 超声波式; ( 5 ) 核辐射式。目前 电厂中最常用的是静压式测量方法中 的连通式液位计和压差式液位计。连 通式液位计包括云田水位计和电接点 水位计， 这类液位计直观， 便于读数， 但它们共同的缺点是: 当液位计与被 测汽包中的液温有差别时， 其显示的 液位不同于汽包中的液位， 而且此误 差还会随汽包压力的改变而改变。为 了减小因温度差异而引起的误差， 常 将液位计保温， 而筒壳顶部不保温， 增 加凝结水量。但因散热， 水位计中的水 温总比汽包中饱和
4、水的温度低， 因而 水的密度大于饱和水的密度。假设液 位计中水的密度为p ， 汽包中饱和水密 度为p . 液位计中水位为H , 汽包实际 水位为H, 饱和蒸汽密度为p 液位计 高度为L， 则: 匕 尸 H p +( L -H ) p “ =H p +( L 一H ) P I H =H , ( p -p ) / ( p 一丫 )( 1 ) 由于P 随温度、 压力变化而变化， 特别在启停过程中， 液位计中的液位 和汽包中的液位之差总是变化的。根 据长期运行的经验， 对3 0 0 MW机组而 言， 在额定 工况 困, H=H +4 。 一 6 0 m m( 具体情况视保温状况而定) 。 而 且对电接
5、点水位计来说， 由于它不是 连续指示， 不能反映接点之间的水位 变化， 又由于电接点水位计接点的布 置是非均匀的， 在正常水位即导水位 附近间距小， 在远离零水位的两边间 距大， 当在额定工况下， 汽包实际水位 在零水位左右时， 由于电接点水位计 中的水位要低 4 0 - v 6 0 mm， 再加上此处 电接点的间距， 其误差就会更大， 有司 能达到l O O m m误差。 因而电接点水位 计仅能在启动过程和低负荷运行中有 效， 在高负荷时， 仅凿作汽包水位的参 考， 更不蔑用作调节和保护信号。 三 、 采 用差压 变 送器 测 t 时 存 在 的问 题 及采 取 的婚施 即然电接点等连通式水
6、位计有不 可克服的误差， 而汽包水位的准确测 最值又是汽包水位必须控制的参数， 在3 0 0 MW机组中， 汽包水位模拟且信 号采用差压变送器测通， 汽侧安装单 室平衡容器， 其安装如图1 所示。 平衡容器中水的密度同样也会因 温度和压力变化而变化， 产生误差。因 此对单室平衡容器采取不保温的措 施， 使平衡容器中水的温度恒定在室 温左右， 减小因温度的变化而对平衡 容器中水密度的影响， 在工程上可以 忽略温度对平衡容器水密度的影响。 尸1 LI 一- 广气乏1 _ 高 二_二 弓1 :毛 了召 宁， 了 尸LI尸.1 图1 汽侧安装单室平衡容器示意图 因此在采用差压变送器测量汽包水位 时，
7、必须进行汽包压力的补偿， 其补偿 公式为: A P - =P 十H P ( 2 ) A P + =P + ( H一h 。 一 h 冲 +( h o -A h ) p ( 3 ) h 。 一水侧取样管至零水位高度， m ; A h 一汽包水位， m; p 一平衡容器中凝结水的密度， k g / m ; 。 一 饱 和 水 密 度， k g / m ; p “ -饱和 汽密 度， k g / m ; A P 一变送器差压, P a ; 1 6 7 尸1! L 广1尸1! 厂 . J .|J P a 一汽包压力， MP a , 设 f l ( P d ) = P - P I f 2 ( P d )
8、= p 一 P “ 所以( 5 ) 式又可表示为: h= H C f , ( P d ) 一 P ) f 2 ( P d ) 一h o( 6 ) ;、J 在组态时， 对各函数设置应考虑 到与汽包结构数据分开。以便整定计 算， 因此该补偿公式可组态如图 2 所 币 。 .司 送器果点的负迁移， 由于现在大都采 用智能型变送器， 因而无论正反接， 皆 可容易满足水位变化值和显示上方向 一致。 同时在D C S系统里， 渝入点的遥 程标定也十分简单， 所以也可直接将 变送器正接。这样就不必进行变送器 的负迁移。 如果在现场采用的是双室平衡容 器， 其水侧平衡室与汽包饱和水相通， 用以加热汽侧平衡室中
9、的凝结水。这 样， 平衡容器内外均可视作饱和水。当 差压变送器的正端接汽包水侧平衡 甲 (D 回一土 居 ， 负端接汽侧平衡室时， 其补偿公式 1.J， 乃rn6 O P =卜 ( P 一p “ ) +a h ( p 一p “ ) 一 H ( P ， 一 p n ) A h =C A P / ( p ， 一P “ ) ) +H一h 月JJ孟 图2 补偿公式的组态形式 四、 裹樊电厂汽包水位的补侩计界 襄樊电厂锅护为引进型1 0 2 5 t / h 控制循环汽包护。变送器取样高度H = 0 . 8 6 m, h o = 0 . 4 3 m, M数发生器采 用 8 段折线形式。各函数取样值见表 1
10、 。 将以上数据分别填入组态中， 即 可完成汽包水位的补偿计算， 为使补 偿计算后的实际汽包水位的变化值在 显示上方向一致， 一般将差压变送器 反接， 即将正端接汽包水侧取样管， 负 端接平衡容器。这样就要进行差压变 1 6 8 当 h为 H的一半， 即零水位为变 送器取样点的中点时: O h =C A P / ( p ， 一衅 ) +h ( 9 ) 其补偿计算与单室平衡容器一 致。 在现场调试组态时， 汽包水位输 入点的上、 下限要根据差压变送器的 标定换算成实际差压值。为调整方便， 数据库中可设为士0 . 4 m， 用修改加法 器的汽包水位输入端偏置来迁移实际 差压值， 增益可进行量程转换
11、， 压力补 偿输入端的增益填入 H值， 除法器下 游的算法增益用于将量程转换成常用 的mm单位， 其输入偏置则应设为h . . 二 I 曰 L 表 I 各函数的取样值 尸.!L 仁 函数 取值 XlY, X rY ,X ,Y ,X , Y ,X ,Y ,X ,YaX,Y, l X。Ya l X aYc f , ( X)01 0 059 3 3 . 9 3 0 9 0 4 . 71 48 7 4 . 31 58 6 5 . 01 68 5 4 . 8 1 7 8 4 1 . 41 8 8 3 0 . 4 198 1 5 . 4 f v ( X)01 0 057 5 4 . 8回6 3 7 . 6
12、 1 4 5 4 1 . 11 5 5 1 4 . 6 1 6 4 8 6 . 6 1 7 4 5 6 . 4回1 9 3 8 5 . 14Z Z. 9 五、 索见故 阵分析 3 0 0 M W机组在水位测量时， 常见 故障有以下几个方面: ( 1 ) 变送器的量程满足要求， 但最 大承受静压值不满足实际要求， 这样 易使变送器膜片损坏， 测不出水位. ( 2 )汽包水位与水位计之间偏差 较大， 水位计一般适用于启动过程和 低负荷阶段， 而在高负荷阶段， 则以变 送器为主， 电接点仅作参考。但若偏差 较大， 超过 l 0 0 m m 以上， 就应检查二 者的零水位定义是否一致， 所设的H 值是否与实际值不同， 平衡容器水温 设置是否正确， 电接点水位计保温是 否台乎要求。 ( 3 ) 汽包水位的变化方向与水位 计相反， 一般为算法参数设置错误， 实 测差压值与补偿计算中的差压值符号 是否一致， 可通过修改增益正负号改 正。 ( 4 )汽包水位不 变 化， 偷 出 为 9 m A, 检查平衡门是否关闭， 若打开， 则两边差压为零， 故不能正确测量水 位。 通过以上补偿， 襄樊电厂3 0 0 M W 机组汽包水位运行正常， 测量准确， 完 全满足运行要求。 尸.1尸| 尸!尸11 二 尸尸于 仁 1 69
