-煤粉锅炉汽包水位测量及变送器的调校
锅炉汽包水位参数的压力校正及PLC实现
作 者简介 ： 宋 秀娟 （ １ ９ ７ １一） ， 女， 山西晋城人 ， 工 程师 ， 从 事 电气 技 术 工 作 。
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２ ０ １ ５年 １月
ｒ 一饱和水密度 ； ｒ ” 一饱和蒸汽密度 ； 席一 水 位 高 度 ；
个 问题 ， 提 出以下 的压力 信号 校 正运算 方法 ， 可 以有 效提 高水 位信 号 的准确 度 。
ｒ 一正压容器水密度 ； ｒ ２ 一 负压 容 器 水 密 度 ；
一
水位最大高度差 ； ａ ｐ一 正 负 容 器 压力 差
汽包压 力 Ｐ在 ２ ． ２～３ ． ６ Ｍ Ｐ ａ范 围 内 ， ｒ 一ｒ ” 的 变 化趋 势如 表 １所示 。 由表 １可 知 ， 在２ ． ２～ ３ ． ６ ＭＰ ａ范 围 内 ｒ 一ｒ ” 与
管 的压 力 随汽包 水位 的 高低 而变 。利用 两 导管 的差 压 即可 测 出汽包 水位 。
从而 可用 作 图法求 出 ：
ｒ 一ｒ ”＝９ ０ ０ ． ７ ５—３ ０ ． ８ ６ ｐ （ ６ ）
式 中： Ｐ…为 水位 变 送器 的量 程 上 限 ； 其他 符 号
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ ７ — １ ６
将式 （ ６ ） 代入式 （ ４ ） ， 得到水位与差压 、 汽 包 压
似 等 于汽包饱 和水 的密度 将 ｒ 代人式（ ２ ） 得：
ａ ｐ＝Ｌ （ ｒ 一ｒ ” ） ｇ— （ ｒ 一ｒ ” ） ｇ （ ３ ）
或 Ｈ＝Ｌ—ａ ｐ ／ （ ｒ ， ＿ ｒ ” ） ｇ 水 蒸 汽热力 性质 表求 得 ］ 。
（ ４ ）
式 中： ｒ 一ｒ ” 随压 力变 化 的关 系可 以通 过查 水 和
中 图分 类号 ： Ｔ Ｋ ２ ２ ３ ． １ ３ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ２ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ — ０ ０ ５ ２ — ０ ２
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包水位测量与控制是锅炉系统中非常重要的一个环节。
正确的水位测量与控制可以确保锅炉的安全运行，避免水位过高或过低造成的危险。
本文将介绍锅炉汽包水位测量与控制的原理、方法和技术。
1. 原理锅炉汽包水位测量的原理是利用水位传感器或测量仪表测量锅炉内部水位的高度，从而控制水位在安全范围内。
常用的水位传感器主要有浮子型、电极型和超声波型等。
2. 测量方法（1）浮子型水位传感器：浮子型水位传感器由浮子和传感器组成，浮子随着水位的升降而浮沉，传感器通过感应浮子位置的变化来测量水位的高度。
通过传感器提供的信号，锅炉的控制系统可以控制水位的升降。
（2）电极型水位传感器：电极型水位传感器由多个电极组成，电极通过与锅炉水位接触，测量水位的高度。
通常情况下，电极根据水位的高低产生不同的电压信号，通过接线盒将信号传输给控制系统。
（3）超声波型水位传感器：超声波型水位传感器利用超声波的传播速度测量水位的高度。
传感器通过发送和接收超声波信号，并根据传播时间计算出水位的高度。
3. 控制技术水位的控制可以通过调整给水量来实现。
当水位过低时，控制系统会增加给水量；当水位过高时，控制系统会减少给水量。
为了确保锅炉水位的稳定控制，通常会使用一种叫做“三元控制”的技术。
三元控制是通过调节给水量、汽泄压力和燃料供给量来控制锅炉的水位。
4. 注意事项在进行锅炉汽包水位测量与控制时，需要注意以下几点：（1）选择合适的水位传感器，根据锅炉的特点和需求，选择适合的传感器进行测量。
（2）安装传感器时要注意正确的位置和角度，确保传感器的测量准确性。
（3）及时检修和维护传感器设备，避免传感器损坏或出现故障。
（4）定期校准传感器，确保测量的准确性和可靠性。
（5）根据实际情况进行相应调整，控制水位保持在安全范围内。
锅炉汽包水位测量与控制是锅炉系统中非常重要的一环，对于锅炉的安全运行起着至关重要的作用。
只有掌握了正确的测量方法和控制技术，才能保证水位的稳定和安全。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包水位测量与控制是保证锅炉运行安全和正常的重要环节。
正确的水位测量和控制可以有效地避免锅炉水位过高或过低，从而保护锅炉的正常运行和工作人员的安全。
在锅炉中，汽包水位是指锅炉内部的水位高度，它的高低直接影响到锅炉的正常工作。
一般来说，过高的水位会导致汽包水溢出，增加锅炉的运行压力，甚至可能造成锅炉爆炸的危险。
而过低的水位则容易引起锅炉的干燥烧坏，甚至可能损坏锅炉设备。
准确地测量和控制汽包水位对于锅炉的安全和稳定运行至关重要。
测量汽包水位可以使用多种方法，常见的有机械水位计、电容式水位计和超声波水位计等。
机械水位计是一种传统的测量方法，它通过一个玻璃管来显示水位高度。
机械水位计的优点是结构简单，使用可靠，但缺点是无法实时监测水位变化，并且受到高温、高压等因素的限制。
电容式水位计通过测量电容的变化来确定水位高度，具有较高的灵敏度和精度，可以实时监测水位变化，但成本较高。
超声波水位计则是通过发射超声波信号并测量信号的回波时间来确定水位高度，具有非接触、无污染等优点，但对环境影响较大。
控制汽包水位可以通过调节给水和排水量来实现。
一般来说，给水与排水的平衡是保持汽包水位稳定的关键。
如果水位偏高，可以增大排水量或减小给水量来调整；如果水位偏低，可以减小排水量或增大给水量来调整。
还可以通过调节汽包内部的排气阀和进水阀来控制汽包水位的变化。
在进行汽包水位测量和控制时，需要注意以下几点：应定期检查和校准水位计的准确性，确保其正常工作。
应设置安全水位，即在正常运行范围内，确保锅炉的安全。
要经常监测和记录锅炉的水位变化，并及时采取措施调整，确保锅炉水位的稳定。
锅炉汽包水位的控制和调节
锅炉汽包水位的控制和调节作者：张文杰来源：《科学与财富》2013年第09期摘要：本文介绍了汽包水位在锅炉运行中的重要作用，汽包水位变化的动态特性，水位的控制方案及选择，着重介绍了三个冲量给水控制系统的原理和调节过程。
关键词：水位；调节；控制1. 保持汽包正常水位的重要性汽包水位是锅炉正常运行中的主要的监视参数之一。
水位过高，蒸汽空间缩小将会引起蒸汽带水，使蒸汽品质恶化，以致在过热器管内产生盐垢沉积，使管子过热，金属强度降低而发生爆破；满水时蒸汽大量带水，将会引起管道和汽机内产生严重的水冲击，造成设备的损坏。
水位过低，将会引起水循环的破坏，使水冷壁管超温过热；严重缺水时，还可能造成更严重的设备损坏事故。
因此加强对水位的监视和调整至关重要。
随着锅炉容量的增加，汽包的相对水容积减少，因而大容量锅炉汽包水位的变化速度是很快的。
经计算600MW机组自然循环汽包锅炉的汽包水位变化200mm的飞升时间约为6-8秒。
因此，锅炉运行中保持水位正常是一项极为重要的工作，绝对不能有丝毫的疏忽大意。
2. 影响汽包水位变化的主要因素锅炉在正常运行中，水位是经常变化的。
引起水位变化的原因主要有：（1）锅炉负荷的变化锅炉负荷发生缓慢变化，锅炉燃烧和给水的调整均能及时配合进行时，汽包水位的变化是不明显的，但当负荷发生突然变化时，则会引起水位的迅速波动。
如负荷突然增加，在燃烧和给水未调整之前，汽压将迅速下降，造成炉水饱和温度下降，汽水混合物比容增大，体积膨胀，使水位上升，形成虚假水位。
因此，当负荷突然增加时，汽包水位的变化为先高后低，反之，当负荷突然降低时，在给水和燃烧未调整之前，汽包水位则会出现先低后高的现象。
（2）燃烧工况的变化燃烧工况的变化对汽包水位的影响也是很大的。
如燃料量突然增加，锅炉燃烧率和炉水汽化加强，体积膨胀，使水位暂时升高；由于锅炉蒸发量的增加，而给水流量却未变，因此继而又即发生水位下降。
锅炉燃烧率减弱时汽包水位的变化则与此相反。
汽包水位调节
汽包水位是锅炉正常运行中最主要的监视参数之一。
水位过高，蒸汽空间缩小将会引起蒸汽带水，使蒸汽品质恶化，以致在过热器管内产生盐垢沉积，使管子过热，金属强度降低而发生爆破；满水时蒸汽大量带水，将会引起管道和汽机内产生严重的水冲击,造成设备的损坏。
水位过低，将会引起水循环的破坏，使水冷壁管超温过热；严重缺水时，还可能造成更严重的设备损坏事故。
因此加强对水位的监视和调整至关重要。
我厂锅炉汽包的主要参数如下:设计压力：20MPa，总长：20580mm，内径1830mm，旋风分离器数量：132个，中心线标高：50000mm，零水位在中心线上位置： 51mm 。
汽包水位的控制范围:正常值:0±50mm，报警值:±100mm，跳闸值(MFT): +200/-300mm。
1 影响汽包水位变化的因素锅炉在运行中，水位是经常变化的。
引起水位发生变化的原因主要是锅炉的外扰和内扰。
当出现外扰和内扰时，将使蒸发设备的物质平衡关系(即蒸发量与给水量之间的平衡关系)发生破坏，或者工质状态发生变化(当锅炉压力变化时，水和蒸汽的比容发生变化)，从而造成汽包水位发生变化。
汽包水位变化的剧烈程度，不仅与扰动量的大小有关，而且还与扰动速度有关。
1.1 锅炉负荷变化的影响汽包水位的变化与锅炉负荷(蒸发量)的变化有密切关系，因为蒸汽是从给水进入锅炉以后逐渐受热汽化而产生的。
当负荷变化时，蒸发受热面中水消耗量发生变化，必然引起汽包水位的变化。
当负荷增加时，如果给水量不变或增加不及时，则蒸发设备中的水量逐渐被消耗，其最终结果将使水位下降；反之，水位上升。
所以水位变化的幅度反映了锅炉蒸发量与给水量之间平衡关系相称程度，如给水量大于蒸发量，则水位上升；给水量小于蒸发量，则水位下降，只有给水量等于蒸发量(排污及阀门泄漏除外)即蒸发设备中保持物质平衡时，水位才能保持稳定。
当外界负荷突然增加，将引起锅炉汽压骤降，汽包水位瞬间升高(虚假水位)，这时为了恢复汽压而过分加强燃烧，则会引起蒸汽带水，恶化蒸汽品质；反之，如果外界负荷突减，则引起锅炉汽压骤升，汽包水位骤减，如此时大大减弱燃烧，则促使水位更低，若安全门动作又会使水位升高。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包水位是锅炉运行中重要的控制参数之一，其安全稳定的控制是保障锅炉正常运行的基础。
本文介绍了常用的汽包水位测量和控制方法。
1. 测量方法1.1 机械式水位计机械式水位计是一种简单直观的测量方法，其原理是利用水位计的示值刻度确定水位高度。
机械式水位计的结构通常包括一根垂直铜管和一个游动浮球，浮球的位置随着水位高低变化，通过连杆传动示值针的指示。
机械式水位计具有可靠性高、使用维护简便等优点，但其示值存在一定的误差，同时受到环境因素的影响，测量误差也会增大。
1.2 液位控制器液位控制器是一种通过对汽包水位进行连续测量和控制的仪器。
其结构主要由测量元件、信号调理模块、控制单元、操作面板等组成。
测量元件通常采用电容式水位传感器、超声波水位传感器、磁翻板水位传感器等。
信号调理模块主要完成传感器信号的放大和滤波等处理。
控制单元负责对信号进行分析和判断，并根据设定的水位值执行相应的控制动作。
液位控制器的显示精度高、灵敏度快、控制范围广等优势，在燃煤锅炉、燃气锅炉等应用中得到广泛的应用。
2.1 传统PID控制传统的PID控制器应用较为广泛，在汽包水位控制中也常用该方法进行控制。
PID控制器是一种基于目标值与实际值之间误差的反馈控制方法，可以实现控制量的自动调节。
PID控制器由比例项、积分项、微分项三部分组成，根据错误的大小、变化和累积值对控制量进行调节。
通过调节比例、积分、微分参数，可以实现对汽包水位的精确控制。
2.2 模糊控制模糊控制是一种可以应用于非线性及模糊的控制场合的控制方法，其原理是通过建立模糊逻辑规则进行推理和决策。
在汽包水位控制中，可以利用模糊控制方法对复杂的非线性系统进行控制。
模糊控制的优点在于它可以处理复杂的物理过程，不需要准确的数学模型，同时也能够处理测量信号噪声等因素的影响，使得控制效果更稳定可靠。
但是，其参数设计较为复杂，需要进行试探和测试。
3. 总结汽包水位的测量与控制是锅炉生产过程中非常重要的一环，其稳定性和精度对锅炉的安全性和经济性有着重要的影响。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包是锅炉中储存水溶解气体的容器，用以减轻锅炉系统中的压力变化。
汽包内的水位控制是保障锅炉正常运行的重要环节，因此需要实时测量汽包水位并进行控制。
本文将介绍锅炉汽包水位的测量原理和控制方法。
一、测量原理（一）测量方法目前常用的汽包水位测量方法主要有以下几种：1. 水位计法。
水位计法是指通过读取水位计所示的高度差来确定汽包内的水位。
水位计一般采用激光、声波、浮子等原理进行测量。
这种方法使用方便，但需要经常进行维护和校准。
2. 微波法。
微波法是利用微波射频信号与水位之间的关系来测量汽包水位。
这种方法具有高精度、不受温度、压力等因素的影响，但价格较高。
3. 压力变送器法。
压力变送器法是利用汽包内的压力和水位之间的关系来确定水位。
这种方法精度较高，但需要进行定期校准和维护。
（二）测量误差锅炉汽包水位测量误差会受到以下因素的影响：1. 测量方法。
不同的测量方法测量误差不同。
2. 测量设备。
测量设备的精度和稳定性也会影响测量误差。
3. 温度和压力变化。
锅炉操作过程中，汽包内的温度和压力都会发生变化，这些变化也会影响测量误差。
（三）安全措施为保障锅炉运行安全，需要在设计和操作时采取以下措施：1. 在汽包上方安装喷淋装置。
当水位过高时，喷淋装置可以迅速淋水降低汽包水位。
2. 安装多个水位传感器。
这样即使一个传感器出现问题，其他传感器也能够发挥作用。
3. 常规维护与检修。
定期检查、维护水位控制设备，确保其正常运转并定期检查检修控制系统。
二、水位控制方法（一）PID控制器PID控制器是目前常用的汽包水位控制器。
PID控制器通过比较设定值和反馈值之间的差异，算出控制量，并对水位进行调整，使其接近设定值。
1. 比例（P）控制。
比例控制调整量与反馈量成比例，响应速度较快。
2. 积分（I）控制。
积分控制根据反馈值和设定值之差的积累量进行调整，可以消除稳态误差。
3. 微分（D）控制。
微分控制响应速度较慢，但可有效消除过冲现象。
汽包水位控制原则及调整
汽包水位控制原则及调整汽包水位控制原则及调整一、汽包水位调节原则1在负荷较低时，主给水电动门未开，由给水旁路阀控制汽包水位。
当主蒸汽达到要求流量，全开主给水电动门，全关给水旁路阀。
反之，当主蒸汽减少到要求流量且持续一定时间后，将旁路给水阀投自动，关主给水电动门，给水由主路切换到旁路。
2锅炉汽包水位的调节是通过改变主给水调节阀的开度或给水泵的转速，在机组负荷小于25％时，采用单冲量调节；当机组负荷大于25%后，给水切换为三冲量调节，此时通过控制汽泵转速控制汽包水位，电泵备用。
单冲量，三冲量调节器互为跟踪，以保证切换无扰。
3锅炉正常运行中，汽包水位应以差压式水位计为准，参照电接点水位计和双色水位计作为监视手段，通过保持给水流量，减温水流量和蒸汽流量之间的平衡使汽包水位保持稳定。
4为了保证汽包水位各表计指示的正确性，每班就地对照水位不少于一次，同类型水位计指示差值≯30mm。
5两台汽动给水泵转速应尽可能一致，负荷基本平衡。
6两台汽动给水泵及一台电动给水泵均可由CCS自动调节水位，正常情况下汽包水位调节由自动装置完成，运行人员应加强水位监视。
7当汽包水位超过正常允许的变化范围，且偏差继续增大时应及时将自动切至手动方式运行。
手动调整时幅度不可过大，应防止由于大幅度调节而引起的汽包水位大幅度波动和缺、满水事故。
8经常分析主蒸汽流量、给水流量、主汽压力变化规律，发现异常及时处理。
二、遇有下列情况时应注意水位变化(必要时采用手动调节)1给水压力、给水流量波动较大时；2负荷变化较大时；3事故情况下；4锅炉启动、停炉时；5给水自动故障时；6水位调节器工作不正常时；7锅炉排污时；8安全门起、回座时；9给水泵故障时；10并泵及切换给水泵时；11锅炉燃烧不稳定时。
三、给水控制系统（CCS控制）1本机组装有两台50%汽动调速给水泵和一台30%电动调速泵。
2机组启动初期，由于是中压缸进汽启动方式，此阶段无法采集到蒸汽流量参数，水位自动调节只能采取单冲量模式，此模式以给水旁路调节阀自动调节水位为主，电泵勺管调节给水压力和汽包压力之差为副的调节手段。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制一、引言锅炉汽包水位的测量与控制是锅炉运行和安全保障的重要环节，水位的过高或者过低都会对锅炉运行造成严重影响，甚至引发事故，因此对锅炉汽包水位进行准确的测量与控制至关重要。
二、水位测量原理1. 压力法：压力法是利用较低级别的水银柱压力来测定水位高度的方法。
当水位升高时，因为底部的水银柱压力增加，而顶端压力保持不变，因此水位越高，其底部的压力就越大。
通过对这种压力变化进行测量，可以得到相应的水位高度。
2. 导红外法：导红外法是通过放置传感器在锅炉水位上方，利用红外光束来检测水位的方法。
水位越高，其上方的传感器所接收到的红外光越少，通过测量红外光的强度，可以确定水位的高低。
3. 超声波法：超声波法是通过在水位上方放置超声波传感器，利用超声波来测定水位高度的方法。
当超声波遇到水位时，会产生反射，通过测量反射的时间和幅度，可以确定水位的高度。
三、水位控制原理1. 等级控制：等级控制是通过对水位高度进行分级以及分级区域内的水位控制来实现的。
通过设定不同的水位等级，可以控制锅炉的水位保持在一个相对稳定的范围内，避免过高或者过低水位造成的影响。
2. 调节阀控制：调节阀控制是通过调节给水进入锅炉的阀门来控制水位的方法。
当水位过高时，可以适当关闭给水阀，减少进水量；当水位过低时，可以适当打开给水阀，增加进水量。
3. 液位控制：液位控制是通过利用液位控制器对给水泵和排水泵进行控制，从而实现水位的自动控制。
当水位达到设定值时，液位控制器会自动启动或关闭相应的泵，以维持水位在设定范围内。
四、影响因素1. 给水水质：给水水质的变化会影响水位的测量和控制，特别是在使用压力法进行水位测量时，水质的差异会影响其压力的变化，进而影响水位的准确性。
2. 锅炉负荷变化：锅炉负荷的变化会影响水位的变化，特别是在大幅度负荷变化时，水位的波动会显著增加，对水位的测量和控制提出更高的要求。
3. 设备故障：设备故障会对水位测量和控制造成严重影响，液位控制器、传感器等关键设备的故障会直接导致水位测量和控制的失效。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制引言：锅炉是工业和民用中常见的热能转化设备之一，主要用于产生蒸汽供给其他设备或用作采暖供热。
在锅炉的运行过程中，正确地测量和控制汽包水位非常重要，因为水位的变化会直接影响到锅炉的安全和效率。
一、锅炉汽包水位的重要性1. 安全性：正确地控制锅炉汽包水位是确保锅炉安全运行的关键之一。
如果水位过低，锅炉加热管内部的温度会急剧上升，导致管壁热应力过大，进而引发管道爆裂的危险；水位过高，则可能导致锅炉内部水与蒸汽混合，影响锅炉的工作性能，甚至产生蒸汽爆炸的风险。
及时、准确地测量和控制锅炉汽包水位对于保证锅炉的安全运行至关重要。
2. 效率性：锅炉汽包水位的测量与控制还可影响到锅炉的热效率。
水位过高时，蒸汽和烟气之间的传热效果会受到影响，导致热损失增加，湿度会随之增加，使得锅炉的热效率降低；而水位过低，则会使管壁过热，增加了烟气流动阻力，导致烟气通过的时间减少，同样造成物质传热区域减小，从而影响到锅炉的热效率。
适当地测量和控制锅炉汽包水位能够提高锅炉的热效率，减少能源浪费。
常见的锅炉汽包水位测量方法有以下几种：1. 磁翻板式水位计（磁翻板水位计）：该方法是通过磁翻板的磁力作用原理，将水位信号进行传输和显示。
当水位上涨时，浮子也随之上升，翻板也跟随上升，并通过磁铁将信号传给指示表，实现了水位的测量。
优点是结构简单，使用方便，缺点是精度相对较低，不适用于高温、高压、高精度要求的锅炉。
2. 双金属温度计：双金属温度计是一种利用金属材料的热膨胀特性进行测量的仪器。
当温度发生变化时，由于不同金属的膨胀系数不同，导致双金属片的弯曲程度发生变化，从而通过指针显示当前水位高低。
优点是结构简单，使用方便，适用于一般锅炉，但精度相对较低。
3. 电容式水位计：电容式水位计是利用物体间电容与其间隔距离成反比的关系进行测量的方法。
通过在锅炉内设置电极，根据水的导电性质以及水位与电容之间的关系，通过测量电容的变化来判断水位高低。
锅炉汽包水位计量误差分析及校正
锅炉汽包水位计量误差分析及校正作者：袁明根来源：《科技资讯》 2013年第27期袁明根（东台苏中环保热电有限公司江苏东台 224200）摘要：本文主要从影响锅炉汽包水位误差的各种因素及测量原理进行分析，并结合自身工作实践，成功有效地减小了汽包水位计间的测量误差，最终将公司锅炉汽包水位自动和保护进行了有效恢复，并能正常投入运行，取得了较明显的效果。
关键词：锅炉汽包水位动静态特性计量误差运行维护中图分类号：TM621 文献标识码：A文章编号：1672-3791(2013)09(c)-0000-03近年来，因汽包水位的测量和控制等原因，造成锅炉汽包水位相关的一系列恶性事故时有发生，严重影响火电厂锅炉安全运行。
其中锅炉汽包的满、缺水事故是长期困扰火电厂安全的重大恶性事故之一，从而保持锅炉汽包水位在正常范围内波动是锅炉运行的一项重要安全性指标。
锅炉在正常的运行过程中，汽包水位应控制在参考零点的附近。
当锅炉负荷、燃烧工况以及给水流量等因素发生变化时，都会使汽包水位的平衡被打破；当水位过高或急剧波动时都易引起蒸汽的品质恶化和带水，造成受热面结盐，严重时会导致蒸汽带水、汽轮机发生水冲击甚至造成叶片的损坏；水位过低时则会引起排污失效、炉内加药进入蒸汽、下降管带汽，破坏锅炉炉水循环而造成大面积炉管爆破。
因此锅炉汽包水位能准确测量和运行中维护、调整和控制到位，在锅炉正常运行过程中具有十分重要的地位。
1 锅炉汽包水位的静态和动态误差分析1.1 锅炉汽包水位的静态误差锅炉在稳态负荷下，汽包内汽、水界面有时是“模糊”的，介质的密度处于饱和汽和饱和水之间，而且是激烈波动的，且汽包水位沿汽包长度方向上甚至会有很大偏差，这种偏差是客观存在的。
（1）汽包安装条件影响安装过程中汽包两侧中心线存在高度差（尽管要求不大于5mm），定位时存在定位误差，锅炉投入运行后，随着时间的推移，会受到各种因素的影响，如锅炉支架不平衡下沉等等，而这些偏差应当说是客观存的、正常的。
锅炉汽包水位的测量分析及校验维护
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ７ ０ ８ （０ １ ０ — ９ Ｏ １０ — ３ ９ ２ １ ）５ ７ 一 １
锅炉汽包水位 的测量分析及校验维护
姬 海 军（ 中国联合水泥集团 公司 分公司， 有限 南阳 河南镇平 ４４５） ７２０
，
我厂有 ３ ０ ｔ 及 ６ ０ ｔ 生产线各一条 ， ０ ０／ ｄ ０ ０／ ｄ 余热
由于汽 包 水 位 在安 全 生 产 中 的重 要性 ， 以 当 所
中控与现场实际水位偏差较大时要及时校验。传统 让平衡容器内的热量沿取样管传递 ， 使取样管垂直 的 校 验 方 法 是 关 闭 阀 １ 阀 ２ 打 开 冷 凝 罐 向 内加 、 ， 段 （ 比水 柱 ） 近 环境 温 度 。 当正 、 压侧 取 样 管 水 此 法操 作 上 不 方便 且 校 验 时 间长 ， 面介 绍 下 参 接 负 下 内的水温度均 为环境温度 时 ， 它的密度则是环境温 本人 在校 验 中积 累的经 验 。
发 电项 目于 ２０ 年 ９ ０８ 月投 产运 行 。该项 目配套锅 炉 共 四 台 ， 台锅 炉 的汽包 水 位 通 过两 台 Ｅ Ｈ差压 式 每 ＋ 变送 器进 行测 量 。汽 包水 位是 表征 锅炉 安全 运行 的
度是恒定 的。负压管的水柱高度则随汽包水位的变 化而变化 。这时 ， 差压可按 以下公式计算 ： 矗 ｌ ～Ｈｗ ｇ０一（ ｇＤ １ ｌ 矗一Ｈｗ ｇ 一 ）Ｐ
一
ｈ （１ ｆ， Ｈｗ１一０ ） ｇ 一Ｄ ｊ ～ （ ｌ Ｄ ～
即： 一
重要参数 ， 以汽包检测到 的水位与现场实际水位 所
一
致是保证机组正常运行的首要条件。
ｌｌ Ｊ
１ 汽包水 位 测量 原理
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制一、引言在锅炉系统中，锅炉汽包的水位是非常重要的参数之一，它直接关系到锅炉的安全运行和热能转换效率。
正确和准确地测量和控制锅炉汽包的水位对于安全和经济稳定地运行锅炉至关重要。
本文将探讨锅炉汽包水位的测量与控制方法。
二、锅炉汽包水位测量1. 传统机械浮球水位计传统的锅炉汽包水位计采用机械浮球原理进行测量。
浮球水位计由铜制浮球和连接浮球的浮子杆组成，浮子杆上设有水位指示标线，可以直观地显示锅炉汽包的水位。
浮球水位计具有结构简单、可靠稳定的特点，但其测量精度较低，易受到水位变动和震动的干扰，而且无法实现远程监控和自动控制。
2. 电容式水位计电容式水位计利用电容效应原理进行水位测量。
电容式水位计由外壳和两个金属电极组成，其中一个电极安装在锅炉汽包内，另一个电极安装在锅炉汽包外。
当水位上升时，电容值增大；当水位下降时，电容值减小。
通过测量电容值的变化，可以得知锅炉汽包的水位高低。
电容式水位计具有测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点，已经成为现代锅炉水位测量的主要方式。
3. 压力式水位计压力式水位计利用压力测量原理进行水位测量。
压力式水位计由压力传感器、水位管和水位显示装置组成。
压力传感器安装在锅炉汽包中，通过测量压力变化来得知水位的高低。
水位管用来表示锅炉汽包的水位高度，水位显示装置通过连杆和压力传感器相连，显示水位高度。
压力式水位计具有结构简单、可靠性高的特点，但由于涉及到压力测量，需要进行一定的校验和维护，比较容易受到湍流和蒸汽冲击的干扰。
三、锅炉汽包水位控制1. 过热蒸汽水平控制过热蒸汽水平控制是通过控制进入过热器的蒸汽量来实现的。
当锅炉汽包水位过低时，控制系统会调整给水阀门的开度，增加给水量，以提高锅炉汽包的水位；当锅炉汽包水位过高时，控制系统会调整给水阀门的开度，减少给水量，以降低锅炉汽包的水位。
通过这种方式，可以保持锅炉汽包的水位在正常范围内。
2. 低水位保护低水位保护是为了防止锅炉汽包的水位过低而造成干燥燃烧，引发爆炸事故。
汽包水位的调整讲解
汽包水位调整
出现汽包水位先高后低的情况有
1、一次风压突升： 这种情况相当于燃烧加 强的结果，水冷壁吸热量增加，炉水体积 膨胀，汽泡增多，使水位暂时上升：同时 气压也要升高，饱和温度相应升高，炉水 中汽泡数量又将减少，水位又会下降；随 后蒸发量增加，但给水未增加时，水位又 进一步下降，还有给水自动减少出力，加 剧汽包水位下降，所以水位先高后低。
时调节给水流量。在汽泵达到325 t\h 之前关完最小流量 阀。 4.当电泵流量小于220t\h时，应手动逐渐开启最小流量阀， 同时调节给水流量。在电泵达到100 t\h 之前开完最小流 量阀。 5.调整两台汽泵出力平衡，停止电泵备用。
启停机汽包水位调整
停机阶段：
1.操作顺序与启机阶段相反。 2.注意打闸小机前退出电泵备用。 3.注意汽泵转速，尽量不要低于2500转\分，否则会退出遥
汽包水位调整
2、燃烧恶化或局部灭火，原理同上。 3、汽机甩负荷，原理同负荷突增时相反。 4、高加事故解列后汽压的变化为先高后低，
自动调节下水位的变化先低后高。 无论出现那种情况，都要及时调整，只要
结合汽包水位趋势并控制好主给水与主蒸 汽流量差不要偏差太大，都能避免汽包水 位保护动作。
水位调整注意事项：
量140t\h、电泵100t\h时，应手动逐渐关闭最小流量阀，同时调节 给水流量。在汽泵达到325 t\h 、电泵达到220 t\h之前关完最小流 量阀。 5.当负荷80MW左右，给水旁路切主路。给水旁路调门全开时开启给水 主路一次门、二次门，待给水主路全开时，逐渐关闭给水旁路调门、 电动门。
启停机汽包水位调整
正常汽包水位调整
1.汽包水位应保持0±50mm。汽包水位高180mm时， 延时5秒自动开启事故放水阀，汽包水位降至150 mm时自动关闭事故放水阀。
汽包液位测量系统调试技术
中图分类号 ： Ｋ ２ ． ３ Ｔ ２ ３１ ＋
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：６ １ ８ ８ （ ００ ０ — ０ １ ０ １７ ～ ０ ９ ２ １ ）１ ０ ４ — ３
汽包 液位 测量 系统 由“ 压 一水 位 ” 差 转换 装 置 （ 即平 衡 容器 ）差压 变送 器和 二次 仪表 组 成 ， 、 是锅 炉 系统 的关 扰 较 大， 锅炉 开炉 、 炉 ， 如 停 自动 循 环 给水 等 变量 情 况下
通过 变送器转换为水 位指示值 。
下工作 ， 往往也 会 因平 衡容器 的结构设 计 、 造 、 管 、 制 配 安 装等原 因 ， 导致仪 表在使用过程 中存在一定 的误 差 。
二、 汽包液位 控制与测量
｝
：： ： ： ｒ ： ： ： ： ： ： ： ： 二 ： ： ：
曩 叠１ 薹 ｈ ：：：：』［Ｐ ：：：：Ｌ 空 ：：：。 、 ：｛： ：｝ ： － 二
ａ ＝ ｒ Ｐ空 一 Ｐ空 ＝ ｒ Ｐ ｈ＋ ｈ
式 中 Ｐ空—— 大 气压 ｈ —— 水 位 高度
ｒ 水 一
键设 备 ， 其测量过程 受汽包 内部汽 温 、 汽水压 力等 因素 干 的重量 从上 式 中可 以看 出 ，差压值 ＡＰ只取决 于水 箱水 位 的高度 ｈ和水 的重度 ｒ而测量汽包 的液位不 同于其他 物 。 运行 ， 成汽 、 重度 的变化 ， 液 位与 差压 之 间 的关 系 造 水 使
一
。
化， 其差压值为 ：
量检测设备 ， 但有 时还是会 出现 虚假水位 现象 。 所谓 虚假
４ ２
２１ ０ ０年 第９卷 第 １ 总 第 １ １ ） 期（ ４ 期
水位 ， 就是在燃 烧量不变 的情 况下 ， 当蒸 汽用量突然增加 倍 率越 来 越小 ， 汽包 水位变 化越 来越快 ， 这样 的误 差 ， 将
锅炉汽包液位自动控制调节
锅炉汽包液位自动控制调节摘要：水位保护的作用是当汽包水位超越高限或低于低限时，迫使锅炉保护系统切换主燃料，紧急停炉，以避免发生设备损坏事故。
所以汽包液位自动调节效果必须要求准确、可靠。
关键词：锅炉汽包自动液位控制与调节1 汽包液位控制功能描述锅炉汽包液位自动调节系统的作用是使给水量适应锅炉的蒸汽量，并使汽包液位保持在一定范围内。
因此，水位是被调量，而引起水位变化的主要扰动是蒸汽流量和给水流量。
为了使汽包水位在较小范围内变化，生产上常采用蒸汽流量、给水流量为前馈信号，而已汽包液位进行反馈调节，这样组成一个前馈加反馈调节系统。
2 汽包液位调节原理锅炉汽包液位自动调节原理具体描述为：该逻辑回路属于串级调节控制系统，该系统有主调节器和副调节器。
其中主调节器主要任务是通过副调节器对水位进行校正，使水位保持在给定值，一般采用PI和PID调节。
副调节器主要是接受主调节器输出信号，还接受给水流量信号和蒸汽流量信号。
通过内回路进行蒸汽流量和给水流量的比值调节，并快速消除水侧和汽侧的扰动。
主、副调节器作用方式均为反作用。
自动调节投入前，需要对锅炉液位实测值进行一阶惯性滤波，设置测量值的高低限设定。
设定偏差处理后的数据设置偏差报警值，选择锅炉汽包液位控制模式和设定给定值变化率限制值。
在自动调节过程中，先将汽包液位自动调节投入自动，输入汽包液位设定值。
主调节器功能为主蒸汽流量作为主调节器的前馈，汽包液位设定值与实测值进行比较，差值进行偏差处理，送入PID调节器中进行偏差计算（通常只有PI）。
偏差计算值输出作为副调节器的设定值，副调节器的测量值为主给水流量，通过偏差计算值和给水流量测量值进行偏差计算，去控制主给水调节门的阀位开度，最终达到偏差为零，从而达到控制液位的目的。
当实测液位低于设定值液位时，主调输出值大于主给水流量值，PID调节器的调节指令指挥主给水调节阀增加阀门开度。
反之，主给水阀门减小阀门开度。
在该自动调节中，PID主调节器模块引入主蒸汽流量作为前馈的目的是当扰动产生和出现虚假水位时，前馈部分先进行粗调，压制住被调量较大的变化，闭环部分则进行细调校正，减小或消除偏差或者因虚假水位引起的误调。
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煤粉锅炉汽包水位测量及变送器的调校Ξ
祁进林,王向钊
(青海碱业有限公司仪表处,青海德令哈 817000)
摘 要:本文以青海碱业有限公司(以下简称我公司)130t h煤粉锅炉汽包水位为实践基础,简单阐述了130t h煤粉锅炉汽包水位测量的几种方法及双室平衡容器的测量原理,并介绍三冲量控制调节原理及日常维护。
关键词:煤粉锅炉;汽包水位;双室平衡容器;三冲量控制;调节
锅炉汽包液位是表征生产过程的主要工艺指标,同时,也是保证锅炉安全运行的主要条件之一。
液位过高,使蒸汽产生带液现象,不仅降低蒸汽的产量和质量,而且,还会使过热气结垢,或使汽轮机的叶片损坏;当液位过低时,轻则影响水蒸气平衡,重则烧干锅炉,严重时导致锅炉爆炸,直接危及员工的人身安全,造成重大设备等事故。
锅炉汽包液位控制的好坏是制约工艺安、稳、长、满、优生产的一大“瓶颈”问题。
1 煤粉锅炉汽包水位的测量方法
我公司130t h煤粉锅炉为CG-130 3.82-M,测量汽包水位主要有以下三种:双色水位计、电接点水位计、差压式水位计。
1.1 双色水位计
双色水位计是利用光在不同介质中呈现不同折射率和反射率特性的原理,并借助于滤色片使液相呈绿色,气相呈红色的双色显示,气液分界极为清晰。
在每台锅炉汽包上配备两套就地双色水位计,操作人员通过双色水位计能直接观察到汽包水位的高低。
双色水位计最能真实地反应汽包内的水位情况,一旦其它液位测量仪表失灵,双色水位计将作为其它液位仪表比对的标准。
它的缺点是操作人员必须站在就地现场锅炉汽包平台上才能观察,非常不便。
为了更好地观察液位我公司安装了摄像头,便于在主控制室内进行观察及监控。
1.2 电接点水位计
每台锅炉配备了一套电接点水位计,它的测量原理是利用锅炉给水和蒸汽导电率差异的特性,由于液位的变化使部分电极侵入水中,部分电极置于蒸汽中,侵入炉水中的电极对筒体的阻抗减小,而置于蒸汽中的水位转换为电量,传送给智能二次仪表,从而实现水位的显示、报警、联锁之功能,使在锅炉主控室应急盘上操作人员对汽包水位进行监控。
由于电极结垢、挂水等原因,有时会出现不准现象,为了避免误差在运行中测量筒需要定期排污、清洗,防止电接点结垢,从而延长使用寿命,电极一般半年更换一次。
1.3 差压式水位计
通过双室平衡容器,利用罗斯蒙特3051差压变送器对汽包液位进行测量是我公司控制操作锅炉的主要依据,下面重点介绍带双室平衡容器测量液位的投运及调试方法。
它的测量原理是变送器将汽包水位产生的差压转换成4-20mADC标准电流信号,送入DCS系统进行液位显示、报警和调节。
由于汽包内汽水分离剧烈,液位波动大,易造成“虚假”水位现象,所以采用了双室平衡容器,其作用主要是减少液位波动,另外为克服“虚假”水位现象,锅炉汽包水位调节一般采用三冲量调节系统。
每台锅炉配备两个双室平衡容器,其中一个双室平衡容器安装一台变送器,另一个双室平衡容器安装两台变送器。
作为一名仪表工应掌握汽包水位的测量原理,差压的计算和变送器的调校方法。
2 变送器测量汽包水位的原理及计算
2.1 差压变送器量程的计算
我公司130t h煤粉锅炉现场运行情况来看,双室平衡容器内绝对压力为4.1M Pa,温度250℃,此时水的密度为Θ=796.3kg m3,变送器正压室承受的压力为P+,变送器负压室承受的压力为P-,汽包内的压力为P1,当液位为0mm时,变送器的差压值为△P1
P+=P1+0×0.796
=P1mm H2O
P-=P1+540×0.796
=P1+429.84mm H2O
△P1=P+-P-=P1×(P1+429.84)
=-429.84mm H2O=-4212Pa
当液位为600mm时,变送器的差压值为△Ph
P+=P1+600×0.796
Ξ收稿日期:2009-04-12
作者简介:祁进林(1977-),青海省民和县人,本科,初级职称,现从事自动化仪表专业,职务为主任助理。
=P 1+477.6mm H 2O P -=P 1+540×0.796=P 1+429.84mm H 2O △P h
=P +-P -=(P 1+477.6)(P
1+429.84)=47.76mm H 2O 468Pa
变送器承受的最大差压值为△P m ax △P m ax =△P h -△P 1
=468Pa ×(-4212Pa )=4680Pa 仪表的量程为:4680Pa
2.2 双室平衡容器测量锅炉汽包液位的原理
双室平衡容器是一种结构巧妙,具有一定自我
补偿能力的汽包水位测量装置。
它的主要结构如图1所示。
在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分,为了区别
于单室平衡容器,故称为双室平衡容器。
为便于介绍,这里结合各主要部分的功能特点,将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器。
从汽包、双室平衡容器和变送器的连接系统图中可以看出:所控制的液位范围很小,变送器的正压室与汽包水位变化侧相连,变送器的负压室与双室平衡容器的基准杯相连,基准杯水满后,会沿着双室平衡容器的内壁自然向下流,基准杯上沿距汽包水位的最低线为540mm ,由于基准杯液体的存在,变送器的负压室一直有540mm 水柱的压力作用其上,锅炉汽包水位理论上可以从0mm 变化到600mm ,在实际操作中,一般将0～600mm 的中点作为汽包水位的零点,汽包水位在-300mm 到300mm 范围内变化。
图1
2.3 差压变送器的调校
差压变送器型号为3051CD 2A 52A 2AM 5B 4D F ,变送器按0-4680Pa 量程进行校验,然后进行负迁移,变送器的差压范围是:-4212Pa 到468Pa 。
迁移(不论是正迁移还是负迁移)只是同时改变量程的上、下限,而不改变量程的大小,因此迁移后变送器的量程仍为4680Pa 。
变送器输4-20mADC 标准信号送入DCS ,DCS 中将汽包水位按-300mm 至300mm 范围内变化。
3 三冲量控制
3.1 冲量的概念及具体含义
所谓“冲量”实际就是“变量”,多冲量控制中的“冲量”,是指引入系统的测量信号。
在锅炉控制系统这中,三冲量是指汽包液位、蒸汽流量、和给水流量三个测量信号,其中,汽包液位是主要冲量。
3.2 引入三冲量的主要原因
汽包液位、蒸汽流量、和给水流量三个测量信号,经过一定运算后,共同控制一个给水阀;汽包信号是被控变量,是反映锅炉工作状态的主要指标,也是保证锅炉安全运行必要指标;引入蒸汽流量信号,是为了及时蒸汽流量波动对汽包液位的影响,并有效地“假液位”现象引起控制系统的误动作;引入给
水流量信号的目的是将给水流量信号作为“副变量”,利用串级控制系统中副回路克服干扰快速性来及时地克服给水压力变化对汽包液位的影响。
3.3 锅炉三冲量控制原理及调节过程
原理:冲量控制系统从结构上来说,是一个带有前馈信号的串级控制系统。
液位控制器L C 与流量控制器FC 构成串级控制系统。
汽包液位是主变量、给水流量是副变量。
副变量的引入使系统对给水压力的波动有较强的克服能力。
蒸汽流量的波动是引起汽包液位L I A 2104变化的因素,是干扰作用,蒸汽波动时,通过引入FC ,使给水流量作相应的变化,所以这是按干扰进行控制的,是把蒸汽流量信号作为前馈信号引入控制的。
调节过程:根据串级控制系统选择主、副控制器的正、反作用的原则,水位控制器L C 反作用选反作用,流量控制器FC 为正作用,调节器为气关阀。
当水位由于扰动而升高时,因L C 反作用,它的输出下降,进入加法器后,使FC 给定值减小而输出增加,调
节阀的开度减小,
给水流量减小,水位下降,保持在
设定值上;当蒸汽流量增加时,FC 给定值增加而输出减小,调节阀的开度增加,给水流量增加,保持水蒸汽平衡,使水位不;副回路克服给水自身的扰动,要进一步地稳定了水位的自动控制;给水流量增加,FC 输出增加,调节阀的开度减小,给水量减小,从而保持水蒸汽平衡。
三冲量程序控制逻辑图
三冲量控制方程图
3.4 系统控制方框图、锅炉汽包液位控制系统图和
调节器正反作用的确定
在确定调节阀为气关的前提下,按单回路控制系统,可以确定FC 为正作用。
汽包液位和给水流量增加都需要关小调节阀,即对阀位的动作方向要求是一致的,故L C 是反作用。
4 日常维护和故障处理
应做好日常维护巡检,定期检查清理电接点水
位计和双色水位计,观察并对远传液位显示值与双色水位计进行比对,提前发现故障,并及时处理隐患。
经常对三冲量控制P I D 参数进行核查、询问操作人员,防止出现“虚假”液位。
[参考文献]
[1] 毕明树.工程热力学.化学工业出版社.[2] 谭天恩.化工原理.高等学校教材.化学工业出
版社.。