汽包水位的标定

汽包水位的标定

摘要：汽包水位对锅炉正常运行非常重要，汽包水位过高，产生蒸汽饱和水量大，蒸汽含盐及其他杂质增多，对过热器危害大，甚至影响汽轮机的安全运行；水位过低，易造成锅炉水循

环破坏，因补水不及时，蒸汽产生量会急巨加快，造成缺水，干锅，甚至发生爆炸事故。关键词：水位水位计标定

1. 工程概况

******烧结余热发电工程项目锅炉由******有限公司生产双压余热锅炉，锅炉型号Q200/350-15.2（3.9）-20（1.6）-330（165），中低压系统各配备汽包一台，汽包参数如下：

中压汽包配双色水位计2台（左右各1），双室平衡容器2台配差压式变送器0~600mmH2O（左右各1），电接点水位计1台。以上5台水位计高度均为600mm，从汽包中心线上250mm下350mm的接口接入，见图1-1。低压汽包配双色水位计2台（均位于汽包一侧堵头上），双室平衡容器2台配差压式变送器0~1200mmH2O（左右各1），电接点水位1台。以上5台水位计高度均为1200mm，从汽包中心线上下各600mm的接口接入，见图1-2。

汽包中心线(最高水位)

水位计

图1-1：中压汽包水位计示意图图1-2：低压汽包水位计示意图

2. 安装检验

为了正确标定水位，必须对水位计是否正确安装进行检验，检查的项目有：

水位计和汽包的汽连接管应向水位计方向倾斜，水连接管应向汽包方向倾斜；

汽水连接通管支架应留出膨胀间隙；

电接点各引出线连接牢固，且与测筒绝缘良好；

双室平衡容器的差压变送器安装符合要求、正负极接入正确；

测量各水位计的实际安装偏差，以汽包中心线为基准，测得各水位计的实际安装偏差见表2。

水位计安装偏差表2

3. 双色水位计

3.1 水位

3.1.1 双色水位计水位工作原理，见图

3.1.1

P0--汽包压力

p1--水位计中水密度

p2--汽包中水密度

h1--水位计水位高度

h2 --汽包水位高度

g--重力加速度

P0+p1gh1=P0+p2gh2

p1h1=p2h2 (一)

图3.1.1：双色水位计原理图

当锅炉处于冷态时，p1=p2，水位计中水位与汽包水位一致。当锅炉处于热态时，因水位计温度低于汽包温度导致p1>p2，因此h1

双色水位计水位偏差表3.1.1

3.1.2 水位标定

水位应按冷态标定，其偏差应不大于1mm，只需移动标尺即可。必须注意：锅炉运行中，双色水位计水位低于汽包内实际水位。

3.2 双色显示

3.2.1 双色显示原理

由灯泡发出的光，通过红绿滤色片，再通过聚光镜射向水位计本体，在水位计本体内，汽相部分红光射向正前方，而绿光斜射到壁上被吸收；而在本体内液相部分，由于水的折射使绿光射向正前方，而红光斜射到壁上被吸收，结果在正前方观察即显示汽红水绿的现象。

3.2.2 摄像头的安装

摄像头安装时，安装高度应为汽包正常水位高度，且必须在水位计的正前方。摄像头安装左右偏差大于3cm即可导致监视器中看不到双色，无法准确确定水位。因此在摄像头安装时，双色水位计内须有水，左右移动摄像头，当监视器中看到双色最佳时，将摄像头固定。

3.3 建议

图4.1：电接点水位计

低压汽包双色水色计为三窗式，显示区域为+500~+200，+150~-150，-200~-500。存在+200~+150的盲区且正好在汽包正常水位附近，且水位计太长，通过摄像头在监视器看到的双色效果不太好。建议将低压汽包的双色水位计改为磁翻板水位计，磁翻板水位计可监视性好，且单个摄像头可同时监视两台磁翻板水位计。

4. 电接点水位计 4.1 工作原理

电接点水位计是根据汽和水的电导率不同测量水位的非连续测量水位装置。锅炉的锅水电导率一般要比饱和蒸汽的电导率大数万到数十万倍，电接点水位计是由水位测量容器、电极、电极芯、水位显示灯以及电源组成。电极装在水位容器上组成电极水位发送器。电极芯与水位测量容器外壳之间绝缘。由于水的电导率大，电阻较小，当接点被水淹没时，电极芯与容器外壳之间短路（水阻值<水阻设定值），则对应的水位显示灯亮，反映出汽包内的水位。而处于蒸汽中的电极由于蒸汽的电导率小，电阻大，所以电路不通（汽阻值>水阻设定值），

即水位显示灯不亮。因此，可用亮的显示灯多少来反映水位的高低。见图4.1。

4.2 本工程中遇到的问题及解决方法

水位显示灯不亮：因锅炉由冷态变为热态时，电极芯与电缆连接螺丝松动脱落。热态时再紧固螺栓，问题解决。

水位显示灯常亮：经检查，部分电极芯与测量容器绝缘破坏短路，加装绝缘套管，解决问题。仍有两个点水位显示灯常亮，测量该两点的汽阻值分别为176k Ω，170k Ω，均小于水阻设定值(默认值200k Ω)。将水阻设定值改为100k Ω，问题解决。

4.3 注意事项

锅炉启动时，应对每个电极芯接点的水阻值、汽阻值进行一次测量，以便发现断路点、短路点，并使：max {水阻值}<水阻值设定值

电接点水位测量容器内的水位是低于汽包内的水位的（其原理与双色水位计相同），因此对电接点水位测量容器需加强保温，电极外露。

水位测量容器 水位显示灯电极芯

电极电缆电接点水位计

图5.1：双室平衡容器水位计

因电接点水位测量非连续性，高报、高高报设置为其对应接点，低报、低低报设置

为其对应接点下一接点。

5. 双室平衡容器水位计

汽包水位的控制系统中，水位的输入及反馈是双室平衡容器水位计完成的。 5.1 工作原理

双室平衡容器分为正压室与负压室，见图5.1。 5.1.1 正压室

正压室与汽包汽连接管相通，来自汽包的饱和水蒸汽到正压室凝结成水，并将凝结水产生的压力导出容器，传向差压变送器的正压侧。

5.1.2 负压室

负压室为“┫”形连接器，其水平连接管与汽包水连接管相通，下端接入变送器的负压侧。

5.2 压力计算

正压室水连接管以上部分水柱产生的压力为

P 正=p 0gL

负压室水连接管以上部分压力为 P 负=p 1gH+ p 2g(L-H) 压差为

ΔP = P 正 -P 负

ΔP =(p 0-p 2)gL-(p 1-p 2)gH （三） 由式（三）可知，H 与ΔP 为反比线性关系。当H=0时

ΔP max =(p 0-p 2)gL （四） 当H=L 时

ΔP min =(p 0-p 1)gL （五） 5.3 水位标定

锅炉正常运行时，中压汽包压力2.0MPa 上下波动，平衡容器表面温度略低于100℃；低压汽包压力0.5MPa 上下波动，平衡容器表面温度略低于80℃。根据式（四）、（五），中压系统压力取2.0MPa ，平衡容器温度取100℃，L=600mm ；低压系统压力取0.5MPa ，平衡容器温度取80℃，L=1200mm ，经计算：