汽包水位偏差分析及調(diào)整方法

張煥祥　姚元旭　王永福

摘要：本文通過分析沙特拉比格項(xiàng)目在汽包水位方面遇到的問題，提出解決辦法，希望對(duì)其他項(xiàng)目的燃油鍋爐在設(shè)計(jì)、安裝、校準(zhǔn)時(shí)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：燃油鍋爐；汽包水位；偏差；調(diào)整

汽包水位是監(jiān)視鍋爐運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)，維持正常的汽包水位是保證鍋爐安全運(yùn)行的必要條件。汽包水位過高會(huì)影響汽水分離的效果，使飽和蒸汽的濕度增大，含鹽量增大。當(dāng)水位升高到一定程度將造成蒸汽帶水，蒸汽品質(zhì)急劇惡化，鹽類將在過熱器內(nèi)壁結(jié)垢，傳熱惡化，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致過熱器超溫運(yùn)行，造成管道泄露。

1.沙特項(xiàng)目及水位計(jì)簡(jiǎn)介

沙特拉比格項(xiàng)目鍋爐為亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)鍋爐，前后墻對(duì)沖方式燃燒，布置4層燃燒器和1層燃盡風(fēng)。前后墻燃燒器各24只，燃盡風(fēng)各6只。鍋爐燃料為380CST重油。滿負(fù)荷運(yùn)行是汽包額定壓力18.6MPa。

拉比格項(xiàng)目在汽包兩側(cè)各安裝有一個(gè)雙色水位計(jì)和電接點(diǎn)水位計(jì)作為輔助監(jiān)視，在汽包的兩側(cè)每側(cè)還各安裝有2只單室平衡容器，其中汽包左前側(cè)1個(gè)為滿水位表，量程是-1144～+359，其余3個(gè)水位計(jì)作為水位監(jiān)控的主要手段，參數(shù)汽包水位的控制，采用3個(gè)值取中間值的方式，量程為-461～+359。正常值：0±50mm， 報(bào)警值：±100mm， 跳閘值（MFT）： +200/-365mm。

2.拉比格項(xiàng)目汽包水位出現(xiàn)的問題

沙特項(xiàng)目在投入運(yùn)行之后汽包水位經(jīng)常出現(xiàn)偏差，在高負(fù)荷時(shí)經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行兩側(cè)水位就會(huì)出現(xiàn)偏差而且會(huì)越來越大，期間由于汽包水位偏差大不得不降負(fù)荷運(yùn)行，解除水位自動(dòng)保護(hù)，甚至由于汽包水位過高，造成蒸汽帶水，過熱器前煙道懸吊管內(nèi)部結(jié)垢，導(dǎo)致多次管道泄露事故。

沙特項(xiàng)目汽包水位偏差的主要表現(xiàn)為：

2.1同側(cè)兩個(gè)平衡容器之間有偏差；

2.2同側(cè)平衡容器與雙色及電接點(diǎn)之間有偏差；

2.3左右兩側(cè)水位之間經(jīng)常出現(xiàn)較大偏差；

2.4控制水位和實(shí)際水位偏差大。

3.汽包水位偏差原因分析及采取措施。

汽包水位的偏差的原因主要有，一是水位計(jì)本身的原因，包括安裝誤差，冷凝罐變形等；第二是受熱面受熱不均造成的水位偏差，包括爐膛內(nèi)燃燒不均，水冷壁存在結(jié)焦等。第三是由于汽包內(nèi)汽水分離出力不均造成水位偏差；第四是爐水品質(zhì)，如果爐水中的油脂、懸浮物或含鹽濃度過高時(shí)，蒸汽泡的表面含有雜質(zhì)而不易被撕破，在汽包水面上產(chǎn)生大量泡沫，使汽包水位急劇升高并產(chǎn)生強(qiáng)烈的波動(dòng)現(xiàn)象。第五平衡容器水側(cè)取樣管內(nèi)積氣，造成水位波動(dòng)；第六溫度，壓力補(bǔ)償?shù)却嬖谄睢?/p>

針對(duì)上述可能存在的原因，進(jìn)行了檢查分析，具體如下：

3.1對(duì)雙色水位計(jì)、電接點(diǎn)的安裝進(jìn)行復(fù)查

雙色水位計(jì)、電接點(diǎn)兩側(cè)安裝誤差和與汽包中心線的偏差均在規(guī)定范圍內(nèi)。排除安裝原因造成水位測(cè)量誤差。

3.2實(shí)際測(cè)量平衡容器參比水柱水溫，和邏輯中溫度補(bǔ)償值進(jìn)行比較。

通過對(duì)平衡容器參比水柱溫度的在不同時(shí)段溫度的測(cè)量，爐左側(cè)水柱溫度為41℃左右，爐右側(cè)溫度為35℃左右，平均溫度為37℃。邏輯補(bǔ)償里參比水柱溫度設(shè)置的為60℃，

根據(jù)公式

通過計(jì)算在參比水柱為60℃時(shí)的水位要比實(shí)際37℃時(shí)的水位低2.5%，即20mm，當(dāng)然管道內(nèi)部水溫要比37℃高，偏差應(yīng)該比20mm稍小。

3.3檢查平衡容器冷凝罐在長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)是否產(chǎn)生變形

經(jīng)過檢查冷凝管經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行后產(chǎn)生變形，1號(hào)機(jī)產(chǎn)生了10mm的變形，2號(hào)爐產(chǎn)生了20mm左右的變形。

根據(jù)公式 。

拉比格項(xiàng)目滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)汽包壓力壓力為18.6MPa 溫度為362攝氏度。對(duì)應(yīng)的飽和水密度大約為：543.51Kg/m? 飽和蒸汽密度大約為133.39 Kg/m? 平衡容器（冷凝罐）參考水柱60℃時(shí)密度993.3 Kg/m?，可以算出在當(dāng)冷凝管產(chǎn)生10mm偏差后，實(shí)際的水位變化21mm。

3.4利用停爐期間，對(duì)汽包內(nèi)部裝置進(jìn)行檢查。

汽包內(nèi)部裝置檢查未發(fā)現(xiàn)影響汽水分離及汽包水位的異常因素，但通過汽包內(nèi)水位遺留在汽包內(nèi)部上的痕跡發(fā)現(xiàn)。①汽包內(nèi)部水位存在不平，說明兩側(cè)水位有偏差的不是水位計(jì)測(cè)量原因，而是由于爐膛內(nèi)燃燒不均造成的；②汽包水位存在一段時(shí)間高位運(yùn)行，即實(shí)際水位比DCS控制水位高。說明DCS水位計(jì)不能確切反應(yīng)汽包內(nèi)真實(shí)水位，還需要修正，特別是參比水位溫度和冷凝罐變形量需要在補(bǔ)償中做修改。

3.5對(duì)爐膛內(nèi)部水冷壁結(jié)焦情況進(jìn)行檢查。未發(fā)現(xiàn)爐膛水冷壁上存在結(jié)焦，可排除因水冷壁結(jié)焦造成吸熱量不均引起的水位偏差。

針對(duì)檢查出的問題，為消除不良因素對(duì)汽包水位的影響，采取了如下措施：

（1）將水側(cè)平衡容器割除，用管道代替，避免平衡容器內(nèi)部氣體無法排除其水位精確測(cè)量產(chǎn)生影響。在將水側(cè)平衡容器割除后沒有任何變送器再出現(xiàn)以前波動(dòng)劇烈的現(xiàn)象。

（2）對(duì)冷凝罐重新進(jìn)行校正。校正后DCS與雙色水位計(jì)的偏差油100mm減少到50mm，說明校正是有成效的。但在點(diǎn)爐后發(fā)現(xiàn)冷凝罐又出現(xiàn)10mm的偏差，已無法進(jìn)行校正，決定將變形量修正到邏輯補(bǔ)償中。

通過測(cè)量熱態(tài)時(shí)平衡容器的A＼B值，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，將平衡容器汽側(cè)由410mm修正到437mm。水側(cè)不做調(diào)整。

（3）重新設(shè)置補(bǔ)償溫度。通過在參比水柱上多點(diǎn)多次測(cè)量，決定將參比水柱溫度設(shè)置為40℃和實(shí)際情況較為符合，減少DCS水位與實(shí)際水位的偏差。

在將溫度補(bǔ)償和汽側(cè)數(shù)據(jù)修改后，在就地雙色水位計(jì)液位不變情況下，差壓式水位計(jì)顯示液位提高了30mm，與雙色水位計(jì)顯示液位基本一致。

（4）提高爐水品質(zhì)和蒸汽品質(zhì)，將汽水品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)由99版提高到為08版GBT 12145—2008。進(jìn)一步降低爐水中的含鹽量，避免因爐水含鹽量高造成汽包內(nèi)部產(chǎn)生汽包，形成假水位。

（5）在機(jī)組啟動(dòng)前將汽包上滿水對(duì)平衡容器進(jìn)行放氣和沖洗。

4.總結(jié)

經(jīng)過一系列的調(diào)整后，差壓水位計(jì)與平衡容器和電接點(diǎn)水位計(jì)偏差已經(jīng)縮小到合理范圍，左右側(cè)水位偏差在20mm內(nèi)，控制水位和實(shí)際水位已比較接近，能滿足機(jī)組正常運(yùn)行。如在汽包水位出現(xiàn)偏差較大，又無法短時(shí)間恢復(fù)時(shí)，可以調(diào)節(jié)OFA擋板。當(dāng)OFA擋板上開時(shí)，爐膛火焰中心上移，水冷壁區(qū)域的吸熱量減少，汽包水位會(huì)上升，同理OFA擋板下開時(shí)，汽包水位會(huì)下降。所有可以通過調(diào)節(jié)左右側(cè)OFA的開度可調(diào)平汽包水位。在OFA擋板上開時(shí)要注意觀察再循環(huán)風(fēng)機(jī)入口煙溫，不要超過報(bào)警值。調(diào)節(jié)OFA擋板是作為應(yīng)急手段，查找到水位偏差原因后要恢復(fù)原狀態(tài)。