關(guān)于鍋爐水位測(cè)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(guān)于鍋爐水位測(cè)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(cè)量的準(zhǔn)確性對(duì)鍋爐安全運(yùn)行的意義。分析鍋爐汽包水位偏差的原因，總結(jié)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(yùn)行極為重要的指標(biāo)之一。水位過高會(huì)影響汽水分離效果影響蒸汽品質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)蒸汽中大量含水還會(huì)使管線發(fā)生水沖擊造成設(shè)備損壞；水位過低會(huì)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(cè)量的準(zhǔn)確對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行有重要意義。本文簡(jiǎn)要介紹鍋爐水位測(cè)量的方法，分析鍋爐汽包水位偏差的原因，總結(jié)汽包水位偏差的解決方案。

1 汽包水位測(cè)量方法

(1)雙色水位計(jì)。工作原理：雙色水位計(jì)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(cè)射向水位。在汽相部分，紅光射向正前方，而綠光斜射到側(cè)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(jī)將圖像送至控制室進(jìn)行監(jiān)視。

(2)電接點(diǎn)水位計(jì)。工作原理:由于水和汽的導(dǎo)電性能差異極大，測(cè)量筒上的電接點(diǎn)與筒壁之間的電阻也差別很大，在液態(tài)時(shí)由于介質(zhì)電阻小，當(dāng)電接點(diǎn)與筒壁間加上一直流電壓時(shí)流過的電流大，反之未浸入液面時(shí)的電接點(diǎn)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(hào)饋送到二次儀表，經(jīng)放大處理后顯示及控制輸出，以達(dá)到顯示液位的目的，從而可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(cè)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(zhǔn)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(shí)際水位值偏差需要通過DCS或二次儀表進(jìn)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(cè)定誤差。①安裝過程中汽包兩側(cè)的水平度偏差要求應(yīng)≤5mm，但一般情況下鍋爐運(yùn)行幾年后，會(huì)受到支架下沉等因素影響偏差會(huì)增大甚至達(dá)到15～20mm。②一般情況，鍋爐本體廠家對(duì)于鍋爐水位取樣位置的標(biāo)高只做冷態(tài)測(cè)定，在實(shí)際安裝環(huán)境下，不同的環(huán)境溫度和不同的取樣管路長(zhǎng)度尤其是平衡容器無固定支架也會(huì)導(dǎo)致冷態(tài)修正的標(biāo)高與熱態(tài)時(shí)標(biāo)高出現(xiàn)偏差，從而對(duì)水位測(cè)量產(chǎn)生偏差。

(2)運(yùn)行問題及維護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致的誤差。①對(duì)差壓變送器取樣管路保溫不當(dāng)或不一致會(huì)導(dǎo)致各取樣管路平均溫度難以確定，無法準(zhǔn)確測(cè)定補(bǔ)償系數(shù)，產(chǎn)生測(cè)量偏差。建議同側(cè)差壓變送器的取樣管路應(yīng)共同保溫，避免由此帶來的水位測(cè)量偏差。②排污閥門內(nèi)漏引起的測(cè)量誤差。由于汽包水位計(jì)量程相對(duì)較小，排污閥的內(nèi)漏會(huì)對(duì)水位測(cè)量造成影響，建議保證鍋爐用水水質(zhì)及運(yùn)行時(shí)對(duì)測(cè)量筒的徹底沖洗。③爐膛火焰中心偏移，或者長(zhǎng)期運(yùn)行的爐膛結(jié)焦程度不一致引起的汽包兩側(cè)循環(huán)效率差異導(dǎo)致的水位偏差。

(3)常用測(cè)量?jī)x表產(chǎn)生測(cè)量誤差。①雙色水位計(jì)：雙色水位計(jì)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(diǎn)火運(yùn)行時(shí)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(dǎo)致雙色水位計(jì)出現(xiàn)偏差。因此鍋爐在啟動(dòng)過程中應(yīng)嚴(yán)格按照流程做洗爐并監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化，在水質(zhì)良好是使汽包壓力達(dá)到0.5MPa，再對(duì)水位計(jì)進(jìn)行沖洗。②電接點(diǎn)水位計(jì)：電極污染。鍋爐初次啟動(dòng)時(shí)，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(cuò)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(duì)應(yīng)。

3 水位偏差處理對(duì)策

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

(2)做好運(yùn)行檢修維護(hù)。取樣位置的熱態(tài)測(cè)定要嚴(yán)格把關(guān)，冷凝筒可安裝支架用于熱態(tài)調(diào)整；及時(shí)修正汽包水位的零水位偏差。變送器定期檢查是否有零點(diǎn)漂移；管路沖洗時(shí)應(yīng)保持汽包壓力2MPa時(shí)進(jìn)行。

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

4 結(jié)語

總之，產(chǎn)生水位測(cè)量偏差的原因眾多，但正確的設(shè)備安裝和規(guī)范的運(yùn)行維護(hù)仍是保證汽包水位測(cè)量準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。因此在施工中嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范，運(yùn)行時(shí)應(yīng)加強(qiáng)沖洗、排污和檢漏，增大水位測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)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(jī)，避免由此造成的經(jīng)濟(jì)損失。