水泥窯尾余熱鍋爐汽包水位測(cè)量?jī)x表的應(yīng)用分析

1　汽包水位測(cè)量的重要性  

　　維持汽包水位在一定范圍內(nèi)是保證鍋爐和汽輪機(jī)安全運(yùn)行的必要條件。汽包水位過(guò)高，直接影響汽水分離的效果，使飽和蒸汽濕度增大，含鹽量增多。當(dāng)水位高到一定程度時(shí)，蒸汽就要帶水，而水中含鹽濃度遠(yuǎn)比蒸汽的高，致使蒸汽品質(zhì)惡化，鹽類將在過(guò)熱器管壁上結(jié)垢，導(dǎo)致過(guò)熱器管被燒壞、爆破，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)進(jìn)水。若汽包水位過(guò)低，則破壞了鍋爐的汽水自然循環(huán)，致使水冷壁管被燒壞，嚴(yán)重缺水時(shí)還會(huì)發(fā)生爆管等事故。因此，汽包水位測(cè)量?jī)x表的應(yīng)用是保證余熱鍋爐穩(wěn)定安全運(yùn)行的重要的環(huán)節(jié)。 

2　幾種汽包水位測(cè)量?jī)x表應(yīng)用介紹 

目前，余熱鍋爐的汽包水位測(cè)量?jī)x表主要有以下3種:雙色水位計(jì)、差壓式水位計(jì)和電極式水位計(jì)。 

2.1　雙色水位計(jì) 
　　
采用連通器原理制成，通過(guò)光學(xué)原理所顯示的鍋爐水汽部分都是有色的，汽呈紅色，水呈綠色。這種水位計(jì)屬于鍋爐的附屬設(shè)備，就地安裝。直接觀測(cè)水位，汽紅水綠，汽滿全紅，水滿全綠，隨水位變化自動(dòng)而連續(xù)。在鍋爐啟、停時(shí)用以監(jiān)視汽包水位和正常運(yùn)行時(shí)定期校對(duì)其他型式的水位計(jì)。雙色水位計(jì)觀測(cè)明顯直觀，但在實(shí)際運(yùn)行中，由于鍋爐加藥腐蝕和水汽沖刷，運(yùn)行一段時(shí)間以后，石英玻璃管內(nèi)壁磨損嚴(yán)重，引起汽水分界不明顯。尤其現(xiàn)在一般采用工業(yè)電視監(jiān)視，現(xiàn)場(chǎng)攝像頭受光線變化影響使水位顯示更加模糊不清，另外由于水位計(jì)處于汽包上，環(huán)境溫度高，使水位計(jì)的照明維護(hù)工作量明顯增加。 

2.2　差壓式水位計(jì) 
　　
根據(jù)液體靜力學(xué)原理，通過(guò)測(cè)量變動(dòng)水位和恒定水位之間的靜壓差，將差壓值轉(zhuǎn)換為水位值，再通過(guò)差壓變送器將汽包水位轉(zhuǎn)換為隨水位連續(xù)變化的電信號(hào)，作為自動(dòng)給水控制系統(tǒng)中的重要參數(shù)。 
　　
實(shí)際應(yīng)用中差壓式水位計(jì)存在的問(wèn)題是:測(cè)量鍋爐汽包水位時(shí)，汽包壓力變化使得“水位-差壓”的關(guān)系也發(fā)生變化，因而給測(cè)量帶來(lái)很大的誤差?，F(xiàn)在普遍采用具有汽包壓力補(bǔ)償作用的平衡容器測(cè)量方法，但其準(zhǔn)確度仍受到很大限制。因?yàn)樵O(shè)計(jì)計(jì)算的平衡容器補(bǔ)償裝置是按水位處于零水位情況下得出的，而運(yùn)行中鍋爐水位偏離零水位時(shí)，就會(huì)引起測(cè)量誤差。當(dāng)蒸汽壓力突然下降時(shí)，正壓容器內(nèi)的凝結(jié)水被蒸發(fā)掉還會(huì)導(dǎo)致儀表指示失常。這些都給鍋爐運(yùn)行操作造成很大困難，尤其投入自動(dòng)給水調(diào)節(jié)時(shí)將產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作，導(dǎo)致鍋爐事故發(fā)生。 
　　
差壓式水位計(jì)比較適合于鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的水位測(cè)量，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)變化很大時(shí)誤差也就很大。因此在實(shí)際運(yùn)行中盡量避免在差壓測(cè)量系統(tǒng)上工作(例如排污、校驗(yàn)時(shí)等)。如必須工作時(shí)，須與鍋爐操作人員聯(lián)系好，盡量減少對(duì)差壓測(cè)量的影響，例如，在2號(hào)窯余熱鍋爐運(yùn)行初期，曾因在差壓水位計(jì)的平衡容器上拆除保溫引起汽包水位指示錯(cuò)誤產(chǎn)生了鍋爐事故(因未與鍋爐運(yùn)行人員事先聯(lián)系，自動(dòng)給水系統(tǒng)未解除)。 

2.3　電極式水位計(jì) 
　　
利用飽和蒸汽與飽和蒸汽凝結(jié)水的電導(dǎo)率的差異，將非電量的鍋爐水位變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并由二次儀表遠(yuǎn)距離地顯示水位。電極式水位計(jì)基本上克服了汽包壓力變化的影響，可用于鍋爐啟停及變參數(shù)運(yùn)行中。電極式水位計(jì)離汽包很近，電極至二次儀表全部是電氣信號(hào)傳遞，所以這種儀表不僅遲延小而且誤差小，不需要進(jìn)行誤差計(jì)算與調(diào)整，使得儀表的檢修與校驗(yàn)大為簡(jiǎn)化。 
　　
在實(shí)際應(yīng)用中，電極式水位計(jì)水位的測(cè)量是斷續(xù)的，并且對(duì)與汽包連通的水位容器選擇必須適當(dāng)，以減小測(cè)量誤差。 
　　
綜上所述，雙色水位計(jì)作為就地儀表在鍋爐啟、停時(shí)監(jiān)視汽包水位和正常運(yùn)行時(shí)定期校對(duì)其他型式的水位計(jì)；差壓式水位計(jì)用于穩(wěn)定參數(shù)運(yùn)行時(shí)的水位指示，并且適用于給水的自動(dòng)調(diào)節(jié)；電極式水位計(jì)比較適應(yīng)鍋爐變參數(shù)運(yùn)行，準(zhǔn)確度好，是對(duì)差壓式水位計(jì)測(cè)量的監(jiān)視和補(bǔ)充。因此，在鍋爐汽包水位測(cè)量上一般同時(shí)采用這3種儀表。 

3　實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng) 

　　鍋爐汽包水位決定于汽包中的貯水量和水面下的汽泡容積，引起汽包中貯水量和水面下汽泡容積變化的因素很多，如鍋爐的蒸汽負(fù)荷、給水流量和爐膛熱負(fù)荷等。在實(shí)際中，如當(dāng)蒸汽流量增大(負(fù)荷增加時(shí))，雖然鍋爐的給水量小于蒸發(fā)量，但水位不僅不下降，反而迅速上升；反之，當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，水位反而先下降，這就是“虛假水位”現(xiàn)象。原因就是負(fù)荷增加(減少)時(shí)，水面下汽泡容積增加(減少)得很快而造成的。而雙色水位計(jì)、電極式水位計(jì)、差壓式水位計(jì)不能克服“虛假水位”的影響。因此在鍋爐運(yùn)行中監(jiān)視汽包水位指示時(shí)，必須同時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視蒸汽流量、給水量等參數(shù)的變化，及時(shí)掌握汽包水位的實(shí)際狀況，保證鍋爐的穩(wěn)定安全運(yùn)行。 

4　我廠應(yīng)用情況 

　　我廠2號(hào)窯尾余熱發(fā)電工程有CPC補(bǔ)燃爐和SP余熱爐各1臺(tái)。設(shè)計(jì)時(shí)CPC爐采用雙色水位計(jì)，單色水位計(jì)和差壓式水位計(jì)，SP爐采用雙色水位計(jì)和差壓式水位計(jì)。初期試運(yùn)時(shí)鍋爐運(yùn)行工況變化大，以及SP爐與CPC爐頻繁解汽、并汽，使水位波動(dòng)大，其間出現(xiàn)了幾次缺水和滿水的重大事故。因此在CPC爐、SP爐又加裝了一套電極式水位計(jì)。運(yùn)行時(shí)，利用差壓式水位計(jì)自動(dòng)投入給水，利用雙色水位計(jì)(工業(yè)電視監(jiān)視)和電極式水位計(jì)來(lái)觀察校驗(yàn)水位，并且兩者之間互相校驗(yàn)，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)解除自動(dòng)給水轉(zhuǎn)入手動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，證明這種方式效果非常好。