關于鍋爐水位測量偏差的原因及處理方法的探討

晁彬(中石化中原油建工程有限公司， 濮陽 河南 457000)

關于鍋爐水位測量偏差的原因及處理方法的探討

晁彬(中石化中原油建工程有限公司， 濮陽 河南 457000)

介紹鍋爐水位控制系統(tǒng)的組成、工作原理及汽包水位測量的準確性對鍋爐安全運行的意義。分析鍋爐汽包水位偏差的原因，總結汽包水位偏差的解決方案。

汽包水位；偏差；原因分析；解決方案

鍋爐，在油田企業(yè)中是開采和輸送原油生產(chǎn)中必不可少的熱源裝備。鍋爐汽包水位控制在工藝允許范圍內(nèi)是鍋爐安全運行極為重要的指標之一。水位過高會影響汽水分離效果影響蒸汽品質(zhì)，嚴重時蒸汽中大量含水還會使管線發(fā)生水沖擊造成設備損壞；水位過低會破壞水循環(huán)，燒壞水冷管壁引起干燒，爆炸等重大事故。因此，保證水位測量的準確對鍋爐的安全運行有重要意義。本文簡要介紹鍋爐水位測量的方法，分析鍋爐汽包水位偏差的原因，總結汽包水位偏差的解決方案。

1 汽包水位測量方法

(1)雙色水位計。工作原理：雙色水位計由紅色和綠色光源及本體腔體組成，光源發(fā)出的紅色和綠色光從兩側射向水位。在汽相部分，紅光射向正前方，而綠光斜射到側壁上被吸收。在液相部分，由于水的折射使綠光射向正前方，而紅光斜射到壁上，因此在正前方觀察，可看到汽相紅色液相綠色。然后通過攝像機將圖像送至控制室進行監(jiān)視。

(2)電接點水位計。工作原理:由于水和汽的導電性能差異極大，測量筒上的電接點與筒壁之間的電阻也差別很大，在液態(tài)時由于介質(zhì)電阻小，當電接點與筒壁間加上一直流電壓時流過的電流大，反之未浸入液面時的電接點流過電流小，這兩種狀態(tài)下流過電流相差很大，可作為一種信號饋送到二次儀表，經(jīng)放大處理后顯示及控制輸出，以達到顯示液位的目的，從而可實現(xiàn)遠距離監(jiān)控。

(3)差壓變送器配套冷凝罐或雙室平衡容器。工作原理:冷凝罐與蒸汽側相接的筒形容器內(nèi)的液位高度保持不變,差壓變送器的輸出隨汽包內(nèi)的水位高度變化而變化。雙室平衡容器基準杯內(nèi)的液位高度保持不變,差壓變送器的輸出隨汽包內(nèi)的水位高度變化而變化.但平衡容器溫度與汽包溫度差別很大,為了消除與實際水位值偏差需要通過DCS或二次儀表進行修正。

2 鍋爐汽包水位偏差的原因分析

(1)鍋爐本體及取樣位置測定誤差。①安裝過程中汽包兩側的水平度偏差要求應≤5mm，但一般情況下鍋爐運行幾年后，會受到支架下沉等因素影響偏差會增大甚至達到15～20mm。②一般情況，鍋爐本體廠家對于鍋爐水位取樣位置的標高只做冷態(tài)測定，在實際安裝環(huán)境下，不同的環(huán)境溫度和不同的取樣管路長度尤其是平衡容器無固定支架也會導致冷態(tài)修正的標高與熱態(tài)時標高出現(xiàn)偏差，從而對水位測量產(chǎn)生偏差。

(2)運行問題及維護不當導致的誤差。①對差壓變送器取樣管路保溫不當或不一致會導致各取樣管路平均溫度難以確定，無法準確測定補償系數(shù)，產(chǎn)生測量偏差。建議同側差壓變送器的取樣管路應共同保溫，避免由此帶來的水位測量偏差。②排污閥門內(nèi)漏引起的測量誤差。由于汽包水位計量程相對較小，排污閥的內(nèi)漏會對水位測量造成影響，建議保證鍋爐用水水質(zhì)及運行時對測量筒的徹底沖洗。③爐膛火焰中心偏移，或者長期運行的爐膛結焦程度不一致引起的汽包兩側循環(huán)效率差異導致的水位偏差。

(3)常用測量儀表產(chǎn)生測量誤差。①雙色水位計：雙色水位計一次閥門堵塞；排污閥門泄漏；官腔內(nèi)污染。鍋爐在第一次點火運行時由于洗爐不徹底及水質(zhì)問題容易發(fā)生閥門堵塞甚至污染玻璃管，導致雙色水位計出現(xiàn)偏差。因此鍋爐在啟動過程中應嚴格按照流程做洗爐并監(jiān)測水質(zhì)變化，在水質(zhì)良好是使汽包壓力達到0.5MPa，再對水位計進行沖洗。②電接點水位計：電極污染。鍋爐初次啟動時，水質(zhì)非常差；含有大量的鐵銹和鹽份，附著在電極上，很容易使電極與筒壁之間的電阻降低，造成顯示錯誤。③差壓變送器配套冷凝罐或雙室平衡容器：差壓變送器取樣管保溫及伴熱不一致；差壓變送器及雙室平衡容室排污閥內(nèi)漏；變送器量程與平衡容器尺寸不對應。

3 水位偏差處理對策

(1)取樣管路規(guī)范化安裝。汽包兩側取樣管及取樣閥門都應該做到良好保溫且長度控制在10米內(nèi)，同側取樣管應共同保溫至變送器本體并且應伴熱均勻；每個水位測量裝置有獨立的取樣口；為防止排污閥內(nèi)漏可采用兩個截止閥串聯(lián)使用。

(2)做好運行檢修維護。取樣位置的熱態(tài)測定要嚴格把關，冷凝筒可安裝支架用于熱態(tài)調(diào)整；及時修正汽包水位的零水位偏差。變送器定期檢查是否有零點漂移；管路沖洗時應保持汽包壓力2MPa時進行。

(3)人工溫度系數(shù)修正及優(yōu)化DCS系統(tǒng)補償公式。外置式平衡容器的差壓式測量裝置在不同季節(jié)通過人工測定進行溫度修正以減少誤差；優(yōu)化系統(tǒng)補償公式，降低經(jīng)驗公式產(chǎn)生的偏差。

4 結語

總之，產(chǎn)生水位測量偏差的原因眾多，但正確的設備安裝和規(guī)范的運行維護仍是保證汽包水位測量準確性的關鍵。因此在施工中嚴格按照施工技術規(guī)范，運行時應加強沖洗、排污和檢漏，增大水位測量系統(tǒng)的準確性和可靠性，防止因水位的偏差大造成不必要的跳爐、跳機，避免由此造成的經(jīng)濟損失。