減小鍋爐汽包水位計(jì)測(cè)量偏差的研究

呂福祉

摘要：主要分析了影響汽包水位測(cè)量就地水位指示的因素，從定性到定量進(jìn)行了全面分析，不但提高了就地水位計(jì)指示的準(zhǔn)確性，還及時(shí)改正了就地水位測(cè)量出現(xiàn)的誤差。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了改造，并取得了較大的成效，以期為今后的工作提供經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：汽包水位；測(cè)量；準(zhǔn)確度；偏差

中圖分類(lèi)號(hào)：TK223.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095－6835（2014）08－0047－02

在鍋爐正常運(yùn)行的過(guò)程中，汽包水位是一個(gè)重要的監(jiān)測(cè)數(shù)值，它的變化會(huì)對(duì)電廠(chǎng)的運(yùn)作產(chǎn)生很大的影響。為了防止重大事故的發(fā)生，精確的測(cè)量汽包水位變化數(shù)值就顯得尤為重要。下面就對(duì)如何減小測(cè)量偏差進(jìn)行分析、研究。

1汽包水位測(cè)量系統(tǒng)的配置及存在的問(wèn)題

1.1配置

通常情況下，鍋爐汽包水位測(cè)量系統(tǒng)采用兩種或兩種以上共存配置的原則。以2臺(tái)300 MW和4臺(tái)600 MW鍋爐為例，每一臺(tái)鍋爐都必須將水位計(jì)、電接點(diǎn)水位計(jì)配置成雙份，并且還要配置3套壓差式水位計(jì)。其中，3個(gè)汽包壓力能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)測(cè)量系統(tǒng)中的水位變化，并與主燃料跳閘（MFT）共同起到保護(hù)系統(tǒng)的作用。將閉路電視引入監(jiān)控室并與雙色水位計(jì)和電接點(diǎn)水位計(jì)連接起來(lái)就可以對(duì)汽包水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便可以及時(shí)了解、記錄水位的變化情況。

事實(shí)上，鍋爐的汽包水位控制信號(hào)摘取于3個(gè)獨(dú)自的差壓變送器，這樣做有利于保證汽包水位測(cè)量系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。該系統(tǒng)是由獨(dú)立的測(cè)量孔，差壓變送器輸入、輸出模件等組成。通過(guò)引入分布式控制系統(tǒng)（DCS），能夠穩(wěn)定控制水位，防止水位超出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。

1.2問(wèn)題

經(jīng)過(guò)多年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出汽包水位測(cè)量系統(tǒng)主要存在以下問(wèn)題：測(cè)量不穩(wěn)定和在運(yùn)行過(guò)程中測(cè)量偏差較大。這些問(wèn)題的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了該系統(tǒng)的正常運(yùn)行和日常管理，經(jīng)過(guò)總結(jié)，得出出現(xiàn)這些問(wèn)題的原因如下：①受安裝單室平衡容器的影響；②受火焰燃燒程度的影響；③因變送器移動(dòng)、測(cè)量系統(tǒng)的泄露等造成差壓誤差；④環(huán)境和壓力的誤差、實(shí)際情況與預(yù)先設(shè)定數(shù)值不符，正負(fù)壓管路產(chǎn)生溫差，都會(huì)對(duì)平衡容器和系統(tǒng)內(nèi)水柱的溫差產(chǎn)生很大的影響。

1.3解決辦法

要解決這些問(wèn)題，可以從以下兩方面入手：①通過(guò)冷、熱水的交替使用調(diào)節(jié)溫度；②調(diào)整火焰大小，努力使火焰達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

盡管在安全要求中規(guī)定，汽包水位計(jì)以差壓式水位計(jì)為基準(zhǔn)，但是就實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，當(dāng)3套水位計(jì)的數(shù)值偏差達(dá)到一定程度時(shí)，很難達(dá)到“當(dāng)3套水位計(jì)之間的數(shù)值有較大的偏差時(shí)，以差壓式水位計(jì)為基準(zhǔn)”這一要求。事實(shí)上，這一規(guī)定是純理論性的要求，是人為地將差壓式水位計(jì)定為基準(zhǔn)，并不符合實(shí)際情況，不利于問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決，會(huì)加大出現(xiàn)責(zé)任事故的概率。

2提高水位計(jì)水位測(cè)量準(zhǔn)確度的方法

2.1為水位計(jì)連通器加蓋熱套

此方法是目前業(yè)界所知道的提高準(zhǔn)確度最準(zhǔn)確、實(shí)用的方法。當(dāng)連通器內(nèi)的水溫達(dá)到頂值時(shí)，連通器內(nèi)的水線(xiàn)高度就是汽包重量水位。此時(shí)，汽包中壓力和水位數(shù)值波動(dòng)已經(jīng)不會(huì)影響水位數(shù)值的顯示，而且水位數(shù)值也不會(huì)受到測(cè)量基準(zhǔn)線(xiàn)的影響。但是，在為水位計(jì)連通器加蓋熱套的過(guò)程中，一定要注意水位計(jì)數(shù)值顯示的問(wèn)題。為了防止影響數(shù)值讀取的情況發(fā)生，一定要加蓋透明的熱套，同時(shí)，還要注意電接點(diǎn)的信號(hào)傳輸問(wèn)題。

2.2補(bǔ)償與修正參數(shù)

事實(shí)上，根據(jù)水位測(cè)量原理引入溫度和壓力參數(shù)這一補(bǔ)償措施，對(duì)于電接點(diǎn)水位計(jì)更為合適，因?yàn)轱@示的水位數(shù)值對(duì)水位的計(jì)量有很大的作用。對(duì)云母水位計(jì)和雙色水位計(jì)來(lái)說(shuō)，由于它們是直接顯示水位數(shù)值，而不是通過(guò)信號(hào)輸出的方式顯示，所以，并不能通過(guò)計(jì)算機(jī)和儀表來(lái)進(jìn)行計(jì)算和演示，只能人工進(jìn)行。

在進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算的過(guò)程中，可以人為估計(jì)并設(shè)計(jì)出容器內(nèi)水溫的數(shù)值，由此可以省略一些不必要的環(huán)節(jié)，以提高工作效率。但要注意依據(jù)的合理性，避免誤差過(guò)大。修正與補(bǔ)償相類(lèi)似，主要是根據(jù)汽包正常工作時(shí)的壓力和顯示的數(shù)值對(duì)水位計(jì)示值進(jìn)行修正，此方法較為復(fù)雜，并且在此之前要根據(jù)實(shí)際情況做出修正值數(shù)值表。

3水位計(jì)偏差大的原因與改進(jìn)方法

3.1水位計(jì)運(yùn)行狀態(tài)的檢查

3.1.1測(cè)量溫度梯度

在不同的環(huán)境溫度和相同的負(fù)荷下，采用紅外線(xiàn)溫槍進(jìn)行手動(dòng)測(cè)量。單室平衡容器冷凝器的豎直管段在相同負(fù)荷、不同的溫度下，它的溫度差異是非常大的，所以，在測(cè)量時(shí)，要參比水柱的溫度梯度（參比水柱的溫度隨溫度的變化而變化，但是，一般都高于環(huán)境溫度60 ℃左右），并在測(cè)量后取測(cè)量數(shù)值的平均值。

3.1.2檢查單室平衡容器

在單室平衡容器安裝時(shí)，要根據(jù)要求對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。在安裝完成后，其應(yīng)該處于平衡的位置，容器外部不允許保溫，截止閥應(yīng)該保溫、汽側(cè)取樣管也應(yīng)該保溫，但要注意的是，汽側(cè)取樣管在安裝時(shí)應(yīng)該稍稍向上傾斜，水側(cè)取樣管稍微向下傾斜。

3.1.3檢查平衡容器的位置

檢查平衡容器安裝的物理位置和高度。在一般情況下，平衡容器應(yīng)于水位變送器的引壓管基本保持一致，相差在10 cm左右。以設(shè)計(jì)的五號(hào)機(jī)組為例，平衡容器安裝在70 cm處，高度差應(yīng)在10 cm左右，所以，水位變送器在安裝時(shí)就應(yīng)該在60 cm。

3.1.4環(huán)境溫度

環(huán)境溫度對(duì)汽包水位差壓計(jì)的測(cè)量有直接影響。從汽包水位測(cè)量的缺陷率記錄中可以看出，氣溫過(guò)冷和過(guò)熱都對(duì)汽包水位差壓計(jì)的測(cè)量產(chǎn)生影響，因此，冬季和夏季正是汽包水位偏差大或多發(fā)故障的時(shí)間，而氣溫比較適中的季節(jié)發(fā)生汽包水位偏差或故障的可能性較低。

3.2水位計(jì)偏差大的原因分析

經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人員的多次檢修后，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)水位計(jì)偏差大的原因加以分析，得到出現(xiàn)偏差的原因只要有以下幾點(diǎn)：①由于平衡容器引壓管的溫度分布是均衡的，而平衡容器引壓管不是線(xiàn)性分布，所以，在實(shí)際工作中，采用恒定溫度補(bǔ)償之后（一般在50 ℃左右）就會(huì)產(chǎn)生一定的偏差。②在平衡容器、冷凝器的高壓側(cè)，引出管的水平管段引出長(zhǎng)度不夠長(zhǎng)，不利于后部管段的溫度達(dá)到室內(nèi)溫度。這也就是說(shuō)，在豎直管段中，水中的常數(shù)值要保持穩(wěn)定。③安裝時(shí)，在儀表管上安裝1個(gè)伴熱帶，防止在冬季使用時(shí)儀表管出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象。有些發(fā)電廠(chǎng)儀表管上的伴熱帶采用自控溫伴熱帶，溫度大約保持在80 ℃。但是，由于伴熱帶的鋪設(shè)方法不同，鋪設(shè)不規(guī)范也會(huì)影響水位測(cè)量的精準(zhǔn)性，進(jìn)而使水位計(jì)產(chǎn)生偏差。④儀表管的保溫也會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。為了讓冷凝器出口參比水柱能盡快達(dá)到室溫，使其穩(wěn)定，而單室平衡容器外部是不允許保溫的，所以，需要加裝保溫材料在引壓管和其他部位。這樣一來(lái)，厚度就很難保持一致，尤其是在冬季，儀表管溫度升高，而外界溫度降低，冷熱交替會(huì)對(duì)電伴熱帶的投用產(chǎn)生很大的影響。⑤在機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行后，管道內(nèi)的腐蝕情況就會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，而且隨著時(shí)間的推移，管道內(nèi)的雜質(zhì)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)生大量的氣泡，這會(huì)對(duì)測(cè)量時(shí)的精準(zhǔn)性有一定的影響。同時(shí)，管道兩側(cè)也會(huì)有輕微滲漏的現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致在測(cè)量時(shí)出現(xiàn)較大偏差。

3.3改進(jìn)水位計(jì)偏差大的措施

要減小測(cè)量偏差，可以采取如下措施：①想要減小平衡容器與變送器的落差，就要改變變送器的安裝位置，將其位置提高，并將儀表管安裝在室內(nèi)。②在單室平衡容器側(cè)面引出正壓測(cè)儀表取樣管時(shí)，應(yīng)盡量延伸其長(zhǎng)度并使其稍微向下傾斜，使參比水柱盡可能接近環(huán)境溫度。③規(guī)范鋪設(shè)儀表管伴熱帶，平行鋪設(shè)差壓變送器的2根取樣管（備用）。使用室內(nèi)電加熱提高室內(nèi)的溫度，使室內(nèi)溫度保持均衡，確保儀表管在冬季不結(jié)冰。④安裝屏蔽器，防止汽包水位差壓和汽包壓力信號(hào)的干擾。

經(jīng)過(guò)對(duì)水位計(jì)的改進(jìn)，測(cè)量偏差大的狀況得到了明顯改善。

4結(jié)束語(yǔ)

作為保證發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)安全的重要手段，汽包水位計(jì)的測(cè)量是十分重要的。針對(duì)實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，提出相應(yīng)的解決辦法。這些辦法可以有效減少鍋爐汽包水位計(jì)測(cè)量偏差的問(wèn)題，提高信號(hào)的可信度，為我國(guó)發(fā)電事業(yè)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有力地推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

［1］程人亨.熱工過(guò)程檢測(cè)儀表［M］.北京：中國(guó)電力出版社，1997.

［2］朱祖濤.熱工測(cè)量和儀表［M］.北京：水利電力出版社，1991.

［3］郭紹霞.熱工測(cè)量技術(shù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，1997.

［4］程上婉.熱工學(xué)理論基礎(chǔ)［M］.第一版.北京：水利電力出版社，1989.

〔編輯：白潔〕

The Research of Reduce the Boiler Steam Drum Water Level Gauge Measuring Deviation

Lv Fuzhi

Abstract: The analysis of the impact of drum level measurement in situ water level indication factors conducted a comprehensive analysis from qualitative to quantitative, not only improves the accuracy of the in situ water level indication, but also promptly corrected the error occurs in situ measurements of water level. Based on its existing transformation and achieved greater success in order to provide experience for future work.

Key words: drum level; measurement; accuracy; deviation

（上接第45頁(yè)）

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)電力設(shè)備直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置，對(duì)國(guó)家電力安全的保障具有重要意義，直接影響國(guó)家的經(jīng)濟(jì)利益。目前，我國(guó)電力設(shè)備直流系統(tǒng)的配置尚不成熟，在技術(shù)問(wèn)題上依然存在一定的缺陷。因此，需要相關(guān)人員重視該方面問(wèn)題，并采取積極有效的措施避免電力安全事故，保證電力設(shè)備的正常檢修，加大對(duì)電力設(shè)備直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置，有效維護(hù)國(guó)家電力安全。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步和發(fā)展，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)被不斷引進(jìn)，這就對(duì)電力設(shè)備人員的素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)技能水平提出了更高的要求，從而有效保障整個(gè)電力系統(tǒng)安全有效的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

［1］黃晟生.談電力設(shè)備直流系統(tǒng)的技術(shù)［J］.廣東建材，2007（03）.

［2］楊勇，鄭晶晶.電力設(shè)備直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置［J］.電氣時(shí)代，2006（09）.

［3］唐青，唐梅.淺談變電運(yùn)行的安全管理及故障排除［J］.城市建設(shè)理論研究，2011（20）.

〔編輯：李玨〕

Optimizing the Configuration of Power Equipment DC System Research

Huang Changwei

Abstract: DC wiring system as the starting point from which to select the battery and charging device configuration and monitoring devices such as the DC system voltage monitoring devices, the optimal allocation scheme elaborated DC system.

Key words: electricity; equipment; DC; configuration

（上接第46頁(yè)）

On the Nickel-iron Furnace Electrical Control and Monitoring Systems

Shi Zhongjiang

Abstract: The nickel-iron furnace electrical control and monitoring system plays an important role in the control of the furnace, the use of programmable logic controller（PLC）technology to achieve precision and accuracy of site-site signal acquisition device control. Depending on the site control methods, various control methods expounded the advantages and disadvantages.

Key words: furnace; hydraulic; flow; monitoring