中壓鍋爐汽包水位計(jì)的誤差分析

摘要：鍋爐汽包水位是鍋爐安全運(yùn)行的極為重要的參數(shù)，鍋爐運(yùn)行中汽包水位過低將給鍋爐和汽輪機(jī)的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重的威脅，汽包水位過高會(huì)引起蒸汽品質(zhì)惡化，容易造成過熱器管內(nèi)積鹽垢，使過熱器管子損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起蒸汽管道和汽輪機(jī)產(chǎn)生水沖擊，汽包水位過低將可能引起水循環(huán)破壞，使水冷壁管超溫過熱還可能造成更嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故，所以鍋爐運(yùn)行時(shí)汽包水位的測量的準(zhǔn)確性與可靠性極為重要，目前對(duì)汽包水位的實(shí)際水位測量尚無很好的方法，原因是鍋爐在運(yùn)行中汽包水位存在大量氣泡，這時(shí)汽包中的水實(shí)際上是汽水混合物，其重度很難測定，汽水界面十分不清晰，我國鍋爐汽包水位測量大多采用聯(lián)通式水位計(jì)（玻璃管和電接點(diǎn)）和差壓式的水位計(jì)及電容式水位計(jì)這些方法顯示的不等于汽包內(nèi)的真實(shí)水位，而是重量水位。所謂重量水位，就是假想汽包中汽水完全分離。水位是下部飽和水與上部飽和蒸汽時(shí)的汽水界面位置。運(yùn)行時(shí)玻璃管水位計(jì)和地位水位計(jì)有明顯的誤差。

關(guān)鍵詞：中壓鍋爐汽包 汽包水位 誤差分析

1 聯(lián)通式玻璃管水位計(jì)的誤差

聯(lián)通式玻璃管水位計(jì)最大的優(yōu)點(diǎn)是直接反應(yīng)汽包水位，不經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換、可靠，因此在鍋爐運(yùn)行中規(guī)定以玻璃管水位計(jì)為準(zhǔn)。玻璃管水位計(jì)指示的值往往低于汽包內(nèi)重量水位，其原因是水位計(jì)處于汽包外面，因散熱水位計(jì)中的水溫必然低于汽包壓力下的飽和溫度，而且上部和下部的溫度也不相同，上部由于蒸汽的不斷冷凝，冷凝水不斷回流注入汽包同時(shí)放出氣化潛熱又加熱了水位計(jì)的水，所以上部的水接近飽和溫度，下部溫度較低，如果能直接測出水位計(jì)水的平均溫度就能求得水位計(jì)中的平均重度，由于平均重度和飽和水重度不同，就造成了水位計(jì)的指示值和實(shí)際重量水位的差別，重量水位可以通過下式求得：H=He（γcp-γs）/（γw-γs）式中：H：為重量水位He為測量水位，γw：為汽包壓力下飽和水的重度，γs：汽包壓力下的飽和蒸汽的重度.γcp：水位計(jì)中水的平均重度。從上面的公式可以看出影響水位的主要參數(shù)是水位計(jì)中的平均重度，它和水位計(jì)的散熱程度有關(guān)其數(shù)值很難確定因此準(zhǔn)確的重量水位也就無法算出，采用我國電廠的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在顯示的正常水位上加25-35mm即等于重量水位，究竟加多少應(yīng)根據(jù)水位計(jì)距汽包的距離和保溫情況而定，只能粗略估算。

2 差壓水位計(jì)的誤差

2.1 鍋爐差壓水位計(jì)采用雙室平衡容器FP-64B，L=640mm。差壓變送器的量程ΔΡ=6.272KPa投入運(yùn)行發(fā)現(xiàn)零水位，差壓計(jì)水位計(jì)比連通式的水位計(jì)明顯偏高如果按汽包壓力4.0MPa飽和水重度校對(duì)差變量程ΔΡ=5.011KPa投入運(yùn)行時(shí)又明顯偏低同時(shí)差壓式水位計(jì)在起爐和停爐的過程中水位顯示偏差更大。差壓水水位計(jì)的工作原理是把水位的高度變化轉(zhuǎn)化成差壓變化，差壓水位計(jì)準(zhǔn)確測量水位的關(guān)鍵是水位與差壓之間的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換是靠雙室平衡容器來實(shí)現(xiàn)的，平衡容器內(nèi)水的重度變化是影響水位測量準(zhǔn)確的主要因素。造成平衡容器內(nèi)水的重度變化原因，首先是平衡容器向外散熱，其次是汽包壓力的變化。

從表二可以看出零水位時(shí)，汽包壓力比額定壓力低時(shí)誤差為正，水位顯示誤差為負(fù)。也就是平衡容器輸出壓差隨壓力降低而增大，水位隨壓力降低而降低，汽包壓力比額定壓力高則壓差誤差為負(fù)，顯示水位誤差為正，即平衡容器輸出壓差隨壓力增大而減小，水位則水汽包壓力增大而增高。而且汽包壓力偏離額定壓力越大，顯示水位誤差也越大。因?yàn)閮x表差壓變送器量程是按額定參數(shù)標(biāo)定的。所以壓差式水位計(jì)在停爐和起爐的過程中有時(shí)失去了監(jiān)測水位的作用。

3 結(jié)束語

壓差式水位計(jì)除了平衡器散熱的影響又有汽包壓力變化的影響，幾年來我們以鍋爐正常運(yùn)行參數(shù)為依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場的經(jīng)驗(yàn)確定差變的量程，使兩種水位計(jì)在運(yùn)行的過程中彼此顯示誤差在5mm之內(nèi)。增強(qiáng)了鍋爐運(yùn)行人員對(duì)水位計(jì)顯示可靠性的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《熱工測量儀表》水利電力出版社.

[2]《水和水蒸汽性質(zhì)參數(shù)手冊(cè)》水利電力出版社.

[3]甘勝泉.亞臨界鍋爐汽包水位計(jì)偏差大探析[J].機(jī)電信息，2010（30）.