改進(jìn)汽包水位測(cè)量和保護(hù)系統(tǒng)

1、改進(jìn)汽包水位測(cè)量和保護(hù)系統(tǒng)幾年來，各火力發(fā)電廠積極組織落實(shí)防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)要求（以下簡(jiǎn)稱要求）中第八項(xiàng)“防止鍋爐汽包滿水和缺水事故”和國家電力公司電站鍋爐汽包水位測(cè)量系統(tǒng)配置、安裝和使用若干規(guī)定（試行）（以下簡(jiǎn)稱規(guī)定），但在組織落實(shí)的過程中遇到了許多問題，造成各電廠在實(shí)際落實(shí)中的殊多困難，因而各顯神通，使目前國內(nèi)各電廠的汽包水位測(cè)量和保護(hù)系統(tǒng)配置以及邏輯設(shè)計(jì)差異很大，存在很大的事故隱患。這些困難和差異的存在，主要原因是現(xiàn)行的汽包水位測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)落后、測(cè)量誤差很大、獨(dú)立測(cè)點(diǎn)數(shù)量少所造成的。目前，汽包水位多采用云母水位計(jì)、電接點(diǎn)水位計(jì)、射線液位計(jì)、液位開關(guān)、單室平衡器、雙室平衡容器等

2、。這些水位計(jì)從一次傳感轉(zhuǎn)換的原理看，歸納為兩種，一種是連通器原理水位計(jì)，另一種是差壓水位計(jì)原理。眾所周知，目前的水位計(jì)根據(jù)上面兩種原理設(shè)計(jì)而生產(chǎn)，采用的工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無法克服因溫度變化所造成的測(cè)量誤差，其誤差之大，嚴(yán)格說不能滿足鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。一、下面就兩種原理的水位計(jì)所產(chǎn)生的測(cè)量誤差作簡(jiǎn)要分述：（一） 連通器原理如圖一所示：不考慮飽和蒸汽（h、r/、g）的靜壓影響有公式（）成立r/gh×r×g - (1)h×r/ r/ h- h(r/ r/ -1)×h - (2)g：重力加速度r：測(cè)量筒內(nèi)水柱的平均密度r/：汽包內(nèi)飽和水密度r/：飽和蒸汽密度h：測(cè)量

3、筒內(nèi)水位h：汽包內(nèi)水位與測(cè)量筒內(nèi)水位差由公式（）可以看出，h與飽和水的密度r/，測(cè)量筒內(nèi)水柱的平均密度r，以及水位的高低h有關(guān)（這里r永遠(yuǎn)大于或等于r/，當(dāng)rr/時(shí)，1，h就存在），當(dāng)rr/時(shí)，h0，否則h永遠(yuǎn)存在，而飽和水的密度r/與汽包壓力有關(guān)，測(cè)量筒內(nèi)水柱的平均密度r與汽包壓力、水位的高低、測(cè)量筒的結(jié)構(gòu)、測(cè)量筒所處環(huán)境的溫度和風(fēng)向、取樣管的通徑等均有關(guān)系，而且影響非常大，這樣r存在著很大的不確定性。同一臺(tái)無盲區(qū)云母水位計(jì)的兩個(gè)測(cè)量管中的水位在0水位附近相差10-20mm，水位越高誤差越大，水位越低誤差越小。這一誤差只是一個(gè)環(huán)境溫度和結(jié)構(gòu)不同而造成的，那么試想，在汽包不同位置取樣，不同結(jié)構(gòu)

4、的連通式水位計(jì)在汽包0水位時(shí)，其相差要控制在30 mm之內(nèi)是困難的。由于這一原因，無論你的云母水位計(jì)、牛眼水位計(jì)、電接點(diǎn)水位計(jì)、射線液位計(jì)、液位開關(guān)如何好，其測(cè)量結(jié)果也是誤差很大而不真實(shí)的。通過幾個(gè)電廠的測(cè)試，200MW機(jī)組在額定工況時(shí)， 云母水位計(jì)比實(shí)際水位偏低110mm左右，而亞臨界的鍋爐偏低150mm左右，各電廠為克服這一誤差而將電接點(diǎn)零點(diǎn)和云母水位計(jì)標(biāo)尺下移 ： 50、60、80（670t/h）100、120、150（亞臨界爐）mm不等。下移的結(jié)果只能是汽包水位在零水位時(shí)減少測(cè)量誤差，在高低水位時(shí)，卻增大了誤差，尤其是在低水位停爐值附近，水位顯示反而要偏高。這樣干擾了運(yùn)行人員的事故水位

5、判斷，不利于運(yùn)行人員有效控制鍋爐安全運(yùn)行，在低壓時(shí)，誤差較大，不利于啟爐和低負(fù)荷時(shí)運(yùn)行監(jiān)視。（二） 差壓水位計(jì)（單室平衡容器）如圖二所示：無論是教科書，還是部頒文件，更嚴(yán)重的是實(shí)際應(yīng)用中的單室平衡容器，也是如此安裝。下面就單室平衡容器的測(cè)量誤差作一簡(jiǎn)要分析：當(dāng)20時(shí)，有公式()成立H（r- r/）g.- -（3） g(r/ - r/ )式中：變送器所測(cè)參比水柱與汽包內(nèi)水位的差壓值（20時(shí)）：參比水柱高度r：參比水柱的平均密度2：正、負(fù)壓側(cè)儀表管路的附加差壓這里飽和蒸汽和飽和水的密度（r/、r/）是汽包壓力的單值非線性函數(shù)，通過測(cè)量汽包壓力可以得到，而參比水柱中水的平均密度r具有很大的不確定性是

6、造成測(cè)量誤差的主要原因之一。圖二所示，單室平衡容器的頂部始終是飽和蒸汽、與其相接觸的水面為飽和水。單室平衡容器除了向外輻射傳熱外，它還將沿著金屬壁以及水向下導(dǎo)熱傳熱，參比水柱的溫度分布如圖三所示：參比水柱的溫度分布t=f(x)是參比水柱的指數(shù)函數(shù)，其函數(shù)關(guān)系與筒體的結(jié)構(gòu)、表管的管徑、環(huán)境溫度、風(fēng)向、保溫情況等有關(guān)，具有很大的不確定性。秦皇島熱電廠 “12.16”事故后，通過對(duì)爐平衡容器和管子外表面溫度測(cè)試，采用保守的計(jì)算誤差為+108mm。該廠水位計(jì)的量程是±400 mm，保護(hù)定值為-384 mm，爐干鍋爆管后，CRT仍然顯示-327 mm，測(cè)量誤差是造成汽包水位低保護(hù)拒動(dòng)的主要原因

7、。(汽水側(cè)取樣管距離L為850 mm)附：“秦皇島熱電廠爐汽包水位低保護(hù)拒動(dòng)專題分析報(bào)告”從爐的試驗(yàn)記錄看，參比水柱表管保溫與不保溫相差（A-C）最少45mm，最大85 mm，平均相差67 mm，而加了伴熱和保溫的相差（B-C）最少125 mm,最大172 mm,平均相差142 mm，可見參比水柱溫度變化，對(duì)水位實(shí)際測(cè)量結(jié)果的影響是相當(dāng)大的。加保溫不伴熱的表管（A）雖然只比裸露的表管（C）高17，但平衡容器下端相當(dāng)一段距離表管的溫度要遠(yuǎn)高于不保溫的表管。附：“石橫電廠300MW機(jī)組汽包水位計(jì)情況匯總”石橫電廠實(shí)驗(yàn)的情況與秦皇島熱電廠一樣，說明如圖二所示,單室平衡容器的安裝方式是不可取的，必須予

8、以改正。雙室平衡容器眾所周知，它是部分機(jī)械補(bǔ)償，只是在一定壓力和測(cè)量范圍內(nèi)誤差較小，而在鍋爐啟、停爐和事故時(shí)，誤差很大，不能使用。在要求和規(guī)定中，不再提倡使用，在此不再贅述。同時(shí)，建議取消雙波紋差壓水位計(jì)。綜上所述，目前所安裝的汽包水位計(jì)測(cè)量隨機(jī)誤差很大，根本不能滿足要求和規(guī)定中所要求“當(dāng)各水位計(jì)偏差大于30 mm時(shí)，應(yīng)立即停爐處理”以及“鍋爐水位保護(hù)未投入，嚴(yán)禁啟動(dòng)鍋爐”，它也是各電廠難以落實(shí)要求和規(guī)定的主要原因。由上述可知，造成測(cè)量誤差的主要原因是連通器測(cè)量筒內(nèi)的水溫（水密度）和平衡容器參比水柱水溫（水密度）所引起的。解決了水溫問題也就克服了由于水溫變化不確定所造成的較大隨機(jī)誤差。二、下面

9、簡(jiǎn)要介紹一下幾種新的汽包水位計(jì)工作原理，它們成功的解決了由溫度引起的測(cè)量誤差大問題，使汽包水位得以準(zhǔn)確測(cè)量成為可能。（一）內(nèi)置式單室平衡容器如圖四所示：H=L-P /g(r/ - r/ ) - (4)(4)式中L、g為常數(shù)，r/ - r/是汽包壓力的單值函數(shù)，P是變送器測(cè)得的差壓值，故此消除環(huán)境溫度對(duì)參比水柱密度的影響，從而克服了這一誤差。圖五（附彩圖）圖五是通遼電廠1爐安全門誤動(dòng)后的一組數(shù)據(jù)曲線，1.2.3為汽包壓力，4.5.6為原單室平衡容器的水位曲線，7為內(nèi)置式單室平衡容器的水位曲線，從圖中可看出，安全門動(dòng)作的干擾對(duì)內(nèi)置式平衡容器的影響不大，與原單室容器一樣，可測(cè)量結(jié)果相差卻很大。（二）

10、 GJT高精度取樣電極測(cè)量筒如圖六所示GJT高精度取樣電極測(cè)量筒采用綜合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全工況真實(shí)取樣、高可靠性測(cè)量傳感。2.1高精度取樣利用傳熱學(xué)原理使水樣平均溫度逼近汽包內(nèi)飽和水溫，取樣水柱逼近汽包內(nèi)水位，使電極如同在汽包內(nèi)部一樣檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)水位高精度測(cè)量。2.1.1加熱水樣在測(cè)量筒內(nèi)部設(shè)置籠式內(nèi)加熱器，利用飽和汽加熱水樣。加熱器由不同傳熱元件構(gòu)成。加熱方式有內(nèi)熱和外熱。內(nèi)熱既有水柱徑向傳熱元件，又有軸向分層傳熱元件。加熱器上口敞開，來自汽側(cè)取樣管的飽和蒸汽（a）進(jìn)入加熱器，像汽籠一樣加熱水柱。傳熱方式與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既有利于增加加熱面積（GJT設(shè)計(jì)可做到加熱面積是筒體散熱面積的1.4倍），又有利于熱交

11、換。飽和蒸汽（a）在加熱器中放出汽化潛熱，其凝結(jié)水由排水管引至下降管，以下降管與汽包為一側(cè),以排水管與加熱器為另一側(cè)構(gòu)成連通器。裸露的排水管中平均水溫低于下降管水溫，水位則低于下降管側(cè)。連通點(diǎn)標(biāo)高愈低，壓力愈高，水位差愈大。為保證排水管側(cè)水位不會(huì)升至加熱段而減小加熱面積，要求連通點(diǎn)選在汽包中心線下15m。這樣可使壓力為6.0 MPa時(shí)，排水管中水位在加熱器之下0.5 m，當(dāng)壓力低于1.0 MPa時(shí)水位才會(huì)接近加熱器底部影響加熱，而1.0 MPa以下壓力時(shí)的取樣誤差很小，可忽略不計(jì)。所以，加熱系統(tǒng)能適應(yīng)鍋爐變參數(shù)運(yùn)行，保證全工況真實(shí)取樣。2.1.2 加大水樣中飽和水含量設(shè)置冷凝器使新型測(cè)量筒比普

12、通測(cè)量筒高出許多，來自汽側(cè)取樣管的飽和蒸汽在冷凝器中冷凝,大量凝結(jié)水(b)（溫度為飽和水溫）沿壁而下，分區(qū)收集，由布置在飽和蒸汽中的數(shù)根疏水管在不同深度疏至水樣中，將低溫水樣置換出測(cè)量筒。亦可認(rèn)為新凝結(jié)水加大了水樣中飽和水含量，提高了水樣平均溫度。高倍率置換可有效提高水柱溫度，并使之上下均勻分布。之所以采用籠式內(nèi)加熱器，是為利用汽側(cè)筒體散熱產(chǎn)生的凝結(jié)水，進(jìn)一步減小取樣誤差和加強(qiáng)水質(zhì)自優(yōu)化功能。以上2種技術(shù)的綜合使進(jìn)入水樣的熱流密度比普通測(cè)量筒大得多，熱平衡過渡過程時(shí)間短。當(dāng)壓力變化引起汽包內(nèi)水位變化時(shí)，熱流密度隨之變化，水樣溫度變化快，故取樣對(duì)壓力變化動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。大量凝結(jié)水的生成，在水側(cè)取樣管

13、中形成連續(xù)流向汽包的高溫水流。當(dāng)汽包水位大幅度升高時(shí)返回測(cè)量筒的水樣少，且水溫與飽和溫度相差小，故對(duì)汽包水位升高的取樣動(dòng)態(tài)誤差小?；\式內(nèi)加熱器在測(cè)量筒內(nèi)占有相當(dāng)大比例的空間，與舊型測(cè)量筒相比，水柱截面積小得多，故對(duì)汽包水位變化響應(yīng)快。GJT測(cè)量筒內(nèi)有穩(wěn)定熱源，故對(duì)取樣管道長(zhǎng)度、截面、測(cè)量筒現(xiàn)場(chǎng)布置等安裝要求寬松于舊型測(cè)量筒。2.2 高可靠性測(cè)量傳感2.2.1 準(zhǔn)確取樣的穩(wěn)定性與可靠性利用加熱器和冷凝器在一次取樣環(huán)節(jié)消除汽包壓力和環(huán)境溫度的影響，其可靠性與穩(wěn)定性顯然是舊型測(cè)量筒所不及的。2.2.2水質(zhì)自優(yōu)化設(shè)置冷凝器除提高水樣溫度外，更重要的作用是實(shí)現(xiàn)取樣水質(zhì)自優(yōu)化。大量純凈水進(jìn)入水室，將水質(zhì)較

14、差的舊水樣壓至汽包，形成自動(dòng)凈化置換回路，水樣為“活水”。設(shè)計(jì)置換倍率可高達(dá) 20次h，故水質(zhì)自優(yōu)化功能強(qiáng)。GJT測(cè)量筒的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是：（1）免排污。水質(zhì)好，減輕了對(duì)電極的污染。初裝徹底沖洗后，在34a大修周期內(nèi)免排污，既減少了維護(hù)量，又可避免熱態(tài)排污加快電極壽命損耗，減少由此而引起的保護(hù)切投次數(shù)。（2）可增大水樣電阻率，利于減小工作電流，減緩電極的電腐蝕而延長(zhǎng)壽命。（3）水質(zhì)穩(wěn)定，水樣上下水阻率分布較均勻，利于提高二次儀表測(cè)量的穩(wěn)定性，不必經(jīng)常調(diào)整儀表臨界水阻。（4）水側(cè)取樣管中有連續(xù)流向汽包的高溫水流，當(dāng)汽包水位大幅度升降時(shí)，電極承受的熱沖擊較小，減少了電極的熱應(yīng)力，延長(zhǎng)了電極的使用壽命。2

15、.3電極裝置組件特點(diǎn)RDJ型柔性自密封電極（圖七所示）組件,是GJT測(cè)量筒另一重要外形技術(shù)特征。電極安裝機(jī)械密封是利用了閥門盤根原理，筒內(nèi)壓力增加密封緊力，自緊力與壓力成正比，壓力愈高，自緊力愈大。加上安裝預(yù)緊力，有足夠緊力保證密封不泄漏。柔性密封材料可耐1000高溫，承壓強(qiáng)度高，回彈性能與熱緊性能好。電極帶有拆卸螺紋，拆卸方便，一般女工即可操作。而國內(nèi)外現(xiàn)用電極組件的密封緊力隨壓力增加而減小，需要預(yù)緊力很大，加之采用硬靠機(jī)械密封，密封可靠性低，熱緊性能差。RDJ電極安裝有2°3°仰角，可防止電極掛水與水漬。圖七所示：2.4大量程全工況電極傳感器GJT-2000B汽包水位大

16、量程全工況電極傳感器是GJT-2000A型測(cè)量筒性能的擴(kuò)展。測(cè)量筒在水位事故被迫停爐時(shí)可監(jiān)測(cè)到汽包內(nèi)具體水位事故值，以便事故分析與處理。在啟、停爐時(shí)減少過渡時(shí)間。表一 GJT-2000高精度取樣電極傳感器水樣溫度測(cè)量數(shù)據(jù) 測(cè)量次序1234+300點(diǎn)汽側(cè)溫度/352.8353.4301.4296.70點(diǎn)水側(cè)溫度/352.0352.8302.2296.6-300點(diǎn)水側(cè)溫度/350.0351.1304.3298.8水側(cè)平均溫度/351. 0351.9303.2297.8汽包壓力/Mpa17.5017.64負(fù)荷/MW270303測(cè)量時(shí)間17：0017：3023：00降負(fù)荷時(shí)23：00降負(fù)荷時(shí)表一是山西

17、陽光發(fā)電有限責(zé)任公司（陽泉二電廠）2號(hào)1025t/h亞臨界汽包爐，于2002年11月12日用I級(jí)K型熱電偶實(shí)測(cè)電接點(diǎn)筒內(nèi)汽、水溫度的一組數(shù)據(jù)，由表一可以看出測(cè)量筒內(nèi)水溫與汽溫一致，說明筒內(nèi)的水確實(shí)為飽和水。（三）WDP無盲區(qū)低偏差雙色水位計(jì)如圖八所示W(wǎng)DP系列無盲區(qū)低偏差雙色水位計(jì)，該產(chǎn)品利用汽包內(nèi)的飽和蒸汽給水位計(jì)表體加熱，阻止表計(jì)內(nèi)的飽和水向外傳熱，再利用冷凝器內(nèi)冷凝后的飽和水給表計(jì)內(nèi)的水置換，加速表計(jì)內(nèi)的水循環(huán)，從而使表計(jì)內(nèi)的水溫接近飽和水溫度，水位計(jì)內(nèi)的水位在任何時(shí)候、任何工況下，接近汽包內(nèi)的真實(shí)水位，達(dá)到正確監(jiān)視汽包水位的目的。利用冷凝器內(nèi)冷凝后的飽和水置換表計(jì)內(nèi)的水，加速了表計(jì)內(nèi)的

18、循環(huán)，由于置換的新水為飽和蒸汽冷凝后的飽和水，含鹽低，這樣減少了云母片結(jié)垢，無形中延長(zhǎng)了表計(jì)的排污周期。由于表體溫度變化小，從而減少了表計(jì)的熱變形，也就減少了表體的泄漏，延長(zhǎng)了表體的檢修周期，降低了維護(hù)費(fèi)用。WDP系列無盲區(qū)低偏差雙色水位計(jì)的優(yōu)點(diǎn)： 低偏差（由于加入飽和汽伴熱管和飽和水置換，使表體內(nèi)的水溫接近汽包內(nèi)的水溫，所以能夠真實(shí)反映汽包中的水位） 無盲區(qū)（有兩側(cè)水位管的五窗云母，使得水位只要在五窗云母上下邊界內(nèi)，水位即可清晰可見） 使用壽命長(zhǎng)，泄漏率低，維護(hù)費(fèi)用低三種新型的汽包水位測(cè)量?jī)x表解決了汽包水位測(cè)量誤差大的關(guān)鍵技術(shù)問題，使準(zhǔn)確測(cè)量汽包水位成為現(xiàn)實(shí)。馬頭電廠應(yīng)用GJT測(cè)量筒運(yùn)行了3

19、年后，測(cè)量筒零位與汽包內(nèi)水線中心實(shí)測(cè)相差23mm。圖九是2003年10月26日，用紅外線測(cè)溫儀對(duì)通遼電廠1號(hào)670t/h超高壓汽包爐就地水位計(jì)外表面溫度的測(cè)量值,由該圖可以看出GJT測(cè)量筒上、下溫度是一致的,WDP水位計(jì)下端溫度低于上部、安裝于通遼的是沒有冷凝器，這樣水冷凝得少，下部散熱快，溫度自然低，因而有偏差，加上冷凝器以后問題可以解決，而舊電接點(diǎn)測(cè)量筒上、下溫差達(dá)98，舊云母水位計(jì)上、下相差63。圖九：連通器水位計(jì)外表面溫度實(shí)測(cè)值表三是通遼電廠1號(hào)爐安全門定跎時(shí)實(shí)測(cè)的一組數(shù)據(jù)，三種水位計(jì)之間的偏差最大為28mm，舊水位計(jì)之間相差達(dá)到了140 mm。15日期時(shí)間壓力（MP）原變送器1原變送

20、器2原變送器3原電接點(diǎn)原云母1原云母2原有液位計(jì)之間最大差值內(nèi)裝式單室平衡容器GJT-2000WDP新液位計(jì)之間最大差值新與原有液位計(jì)的最大差值備注10月25日11.19 81.80 100 18.20 100.00 正常起爐過程中記錄的數(shù)據(jù)10月25日11.12 -30 -70.00 -50.00 40.00 0.68 -15 -20.00 20.68 70.68 10月25日10.97 141.10 150 125.00 25.00 10月25日10.91 53.37 50 3.37 10月25日16:3010.91 5.04 0 5.04 10月25日17:1010.99 100 90.

21、00 110.00 20.00 215.70 200 190.00 25.70 125.70 10月25日17:2011.08 96.00 100 110.00 115.00 19.00 186.60 200 190.00 13.40 104.00 10月25日22:060.20 110.60 120.50 164.48 100 95.00 85.00 79.48 126.00 100 26.00 64.48 10月26日0:370.86 106.00 99.00 131.00 100 85.00 75.00 56.00 151.00 150 1.00 76.00 10月26日1:211.24

22、 -20.00 -25.00 -17.00 0 -15.00 -20.00 25.00 37.00 30 7.00 62.00 10月26日1:281.30 -60.00 -65.00 -60.00 -30 -40.00 -40.00 35.00 -3.00 0 3.00 65.00 10月26日1:331.39 -82.00 -88.00 -86.00 -50 -60.00 -55.00 38.00 -23.00 -15 8.00 73.00 10月26日2:373.10 25.00 76.00 23.00 50 35.00 35.00 53.00 89.00 100 11.00 77.00

23、 10月26日8:1315.96 -72.00 15 -20.00 87.00 95.00 100 90.00 10.00 172.00 安全門定砣過程中記錄的數(shù)據(jù)10月26日8:1516.00 -96.00 15 0.00 -20.00 111.00 85.00 75 60.00 25.00 181.00 10月26日8:1716.30 -35.00 75 30.00 50.00 110.00 146.00 150 125.00 25.00 185.00 10月26日8:1916.24 -30.00 75 40.00 40.00 105.00 144.00 150 125.00 25.00

24、180.00 10月26日8:2616.36 -32.00 75 40.00 35.00 107.00 147.00 150 125.00 25.00 182.00 10月26日9:0015.60 -115.00 15 130.00 53.00 50 40.00 13.00 168.00 10月26日9:0315.70 -27.00 100 50.00 50.00 127.00 144.00 150 122.00 28.00 177.00 10月26日9:0616.00 17.00 100 95.00 80.00 83.00 190.00 200 180.00 20.00 183.00 10月

25、26日9:1414.56 -250.00 -150 -135.00 -150.00 115.00 -93.00 -100 -120.00 27.00 157.00 10月26日9:2714.39 39.00 100 95.00 90.00 61.00 191.00 200 180.00 20.00 161.00 10月26日9:3013.50 -250.00 -150 -110.00 -130.00 140.00 -91.00 -100 -90.00 10.00 160.00 10月26日9:3313.60 -120.00 0 -30.00 -35.00 120.00 19.00 15 10.

26、00 9.00 139.00 10月26日9:4513.50 -50 -80.00 -75.00 30.00 -12.00 -15 -30.00 18.00 68.00 10月26日9:4813.50 -8 -80.00 -90.00 82.50 -62.00 -50 -40.00 22.00 54.50 最大差值140.0028.00185.00表三：通遼電廠1號(hào)爐啟爐和安全門定跎時(shí)實(shí)測(cè)記錄表由于多數(shù)電廠規(guī)程要求，以云母水位計(jì)為準(zhǔn)，而實(shí)際上水位計(jì)“0”水位時(shí)，實(shí)際水位高于汽包0水位100 mm左右，長(zhǎng)期高水位運(yùn)行，造成蒸汽品質(zhì)變差，河南省電力試驗(yàn)研究所對(duì)焦作電廠3號(hào)爐（670t/h）進(jìn)行實(shí)測(cè)

27、，飽和蒸汽電導(dǎo)在-75mm時(shí)平均值為1.7S/cm,而在+100mm時(shí)平均值5.5S/ cm，解決了測(cè)量誤差大的問題，不僅提高了汽包水位監(jiān)視的準(zhǔn)確性和可靠性，從而也解決了汽包實(shí)際長(zhǎng)期高水位運(yùn)行，改善了蒸汽品質(zhì)，提高機(jī)組效率，減少鍋爐和汽輪機(jī)的銹蝕，延長(zhǎng)了主設(shè)備的壽命。三、汽包水位測(cè)量取樣點(diǎn)不足規(guī)定3.1條要求“每個(gè)水位測(cè)量裝置都應(yīng)具有獨(dú)立的取樣孔。不得在同一取樣孔上并聯(lián)多個(gè)水位測(cè)量裝置，以避免相互影響，降低水位測(cè)量的可靠性”。然而殊多汽包測(cè)孔數(shù)較少，尤其是新近幾年生產(chǎn)的鍋爐只有四對(duì)?！捌欢鄿y(cè)孔專利技術(shù)”，利用汽包原有內(nèi)孔較大的測(cè)孔接管（母管）作為取樣過道，將新增取樣管插進(jìn)汽包內(nèi)部，在和母

28、管取樣口有一定距離的地點(diǎn)取樣，從而不需在汽包上開孔而增加獨(dú)立取樣測(cè)孔。一般情況下可增加4對(duì)汽、水測(cè)孔。增孔風(fēng)險(xiǎn)小、施工方便、易管理、工期短。該技術(shù)還可以將在汽包中段的測(cè)點(diǎn)移至汽包封頭，為監(jiān)視主表和保護(hù)儀表提供優(yōu)質(zhì)取樣點(diǎn)。成功的解決了水位測(cè)點(diǎn)不足的問題，滿足了規(guī)定3.1條的要求。四、汽包水位保護(hù)目前國內(nèi)各電廠的汽包水位保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)差異很大，超高壓鍋爐未投保護(hù)的多，亞臨界爐單用差壓水位信號(hào)的多，少數(shù)電廠用水位開關(guān)或幾種水位計(jì)作邏輯來帶保護(hù)，其原因是各廠重視程度和技術(shù)理解不一致，國家沒有一個(gè)較好的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)所造成的。下面就汽包水位保護(hù)的設(shè)計(jì)談?wù)勎覀兊目捶ā?.1不宜單獨(dú)用變送器信號(hào)來帶汽包水位保護(hù)，理

29、由有五點(diǎn)。第一、水位測(cè)量信號(hào)不穩(wěn)定，影響因素太多，不可靠。(如圖二中所示)儀表管路由于保溫伴熱,其他熱源的干擾等都會(huì)造成P2的附加差壓出現(xiàn)，使之產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，而這一誤差易被人忽視。第二、 水位測(cè)量轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)太多，因此故障點(diǎn)也多，使測(cè)量不可靠。第三、 由于外部干擾如電源消失，儀表管路和變送器凍結(jié)，表管、閥門泄漏等，都會(huì)使測(cè)量信號(hào)發(fā)生問題，而不可靠。第四、 有背火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL5000-94“熱工保護(hù)用的接點(diǎn)信號(hào)宜來自一次儀表”之規(guī)定。第五、 “危險(xiǎn)集中”，規(guī)定要求只配了三臺(tái)差壓水位信號(hào)，該信號(hào)即用于調(diào)節(jié)、顯示，又用于保護(hù)，有背“保護(hù)用信號(hào)應(yīng)獨(dú)立取樣”的設(shè)計(jì)原則。安徽某電廠一臺(tái)10

30、25t/h，強(qiáng)制循環(huán)爐，因一臺(tái)變送器損壞泄漏，噴射到相鄰變送器，使兩臺(tái)變送器指示偏高,給水自動(dòng)減水，造成汽包水位低，而低水位保護(hù)拒動(dòng)，后人工打閘停機(jī)，檢查爐水循環(huán)泵汽蝕。秦皇島熱電廠“12.16”事故低水位保護(hù)拒動(dòng)，都充分證明單獨(dú)使用差壓水位信號(hào)作為保護(hù)是不可取的。4.2 汽包水位保護(hù)建議采用2臺(tái)電接點(diǎn)水位計(jì)和三臺(tái)差壓選中信號(hào)做三取二邏輯，用于汽包水位保護(hù)，理由有五點(diǎn)。第一、 在要求的8.1條中提到“水位計(jì)的配置應(yīng)采用兩種以上的工作原理共存的配置方式，以保證在任何運(yùn)行工況下鍋爐汽包水位的正確監(jiān)視?！闭f明一種原理測(cè)量的水位信號(hào)不夠可靠，因此用于保護(hù)的信號(hào)更因如此。第二、 過去的電接點(diǎn)水位計(jì)、測(cè)量

31、誤差大，易泄露，而GJT測(cè)量筒成功的解決了這兩大難題，最早一臺(tái)是1996年安裝在淮陰電廠，至今已有一百多臺(tái)安裝在十幾家電廠不同容量的鍋爐上，取得了理想的使用效果。第三、 既滿足了火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的要求，又兼顧了要求和規(guī)定兩文件的要求，更科學(xué)合理。第四、 使危險(xiǎn)分散，提高了保護(hù)的可靠性。第五、 汽包水位保護(hù)不同于其它熱工保護(hù)，其控制有四：1.自動(dòng)調(diào)節(jié)。2.熱工信號(hào)報(bào)警和連鎖。3.其事故演變是一個(gè)相對(duì)較緩的過程，有運(yùn)行人員監(jiān)視調(diào)整。4.水位保護(hù)系統(tǒng)最后把關(guān)。因此從設(shè)計(jì)上考慮可相對(duì)“穩(wěn)妥”點(diǎn)，防止保護(hù)不必要的誤動(dòng)。4.3不宜采用水位開關(guān)來作保護(hù)，理由是：汽包正常運(yùn)行很難達(dá)到保護(hù)動(dòng)作值，平時(shí)又沒

32、有傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)的手段，若水位開關(guān)內(nèi)部出現(xiàn)銹蝕、卡澀，不能動(dòng)作很難發(fā)現(xiàn)，易造成保護(hù)拒動(dòng)，存在著很大的事故隱患。朝陽電廠大修時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，現(xiàn)取消水位開關(guān)保護(hù)。五、測(cè)量系統(tǒng)改造過程中出現(xiàn)的問題5.1水側(cè)取樣問題案例一、某電廠為了解決水位測(cè)量之間偏差大的問題，將四臺(tái)變送器的水側(cè)取樣管引至汽包中間，雖然解決了水位計(jì)之間的偏差問題，但帶來了水位測(cè)量誤差大的問題，鍋爐啟動(dòng)后，差壓水位比GJT電接點(diǎn)水位計(jì)和WDP云母水位計(jì)低80110mm。將其中一臺(tái)差壓水位計(jì)的水側(cè)取樣管改用一臺(tái)云母水位計(jì)的取樣管代替，誤差消除，三種水位計(jì)之間的偏差在30 mm以內(nèi)。案例二、某電廠一臺(tái)俄制雙爐膛分布下降（71根下降管）汽包爐，測(cè)量系

33、統(tǒng)改造后，機(jī)組負(fù)荷在180 MW以下時(shí)，各水位計(jì)之間偏差符合要求,當(dāng)負(fù)荷高于180MW時(shí)，水位在±50mm內(nèi)變化，各水位計(jì)之間偏差符合要求，當(dāng)水位在±150mm內(nèi)變化時(shí)，差壓水位計(jì)在±80mm內(nèi)變化相差很大，分析為水側(cè)取樣干擾所致，有檢修機(jī)會(huì)進(jìn)一步完善。案例三、某電廠一臺(tái)俄制雙爐膛分布下降（71根下降管）汽包爐，安裝2臺(tái)GJT電接點(diǎn)測(cè)量筒，啟爐后出現(xiàn)較大測(cè)量誤差，將測(cè)點(diǎn)移至汽包端頭后，問題得到了解決。5.2儀表管路敷設(shè)案例一、在最初的改造中，GJT電接點(diǎn)水位計(jì)的排水管，是利用原雙室平衡容器的排水管，而排水管與儀表管路并行排列，造成測(cè)量誤差在140mm左右，重新排列

34、后，誤差消除。5.3GJT全量程電接點(diǎn)水位計(jì)的汽側(cè)取樣點(diǎn)不可取在集汽導(dǎo)管上案例一、安裝在某電廠的一臺(tái)GJT全量程電接點(diǎn)水位計(jì)的汽側(cè)取樣點(diǎn)選擇在集汽導(dǎo)管上，雖然采用了全壓取樣方式，但仍造成水位顯示偏高500mm左右，分析集汽導(dǎo)管內(nèi)的全壓要小于汽包內(nèi)壓力，其原因是汽包內(nèi)的汽水噴淋孔板造成了壓損，因此使測(cè)量電接點(diǎn)筒顯示偏高，有停機(jī)機(jī)會(huì)將取樣點(diǎn)改在對(duì)空排汽管上，問題可以解決。5.4儀表閥門桿必須水平安裝案例一、某電廠有一差壓水位計(jì)信號(hào)偏差較大，波動(dòng)也大，檢查發(fā)現(xiàn)是取樣閥門的門桿垂直安裝所致，改正后，問題迎刃而解。分析是閥門低進(jìn)高出所致，相當(dāng)于儀表管理出現(xiàn)了“凸”起現(xiàn)象，造成“汽塞”。要求和規(guī)定中也有明確要求。六、汽包水位事故案例1958年10月31日，某廠2、1爐(230t/h)因儀表電源中斷，汽、水流量、水位等儀表指示不正常,司爐誤判斷、誤操作，鍋爐滿水并進(jìn)入汽機(jī)。1976年10月18日，某廠#3爐水位自調(diào)失靈，水位升高至滿水，雖開事故放水門和過熱器疏水門為時(shí)已晚，造成4臺(tái)(母管制）汽輪機(jī)蒸汽帶水被迫停機(jī)。1977年1月3日，某電站6爐(蘇制430t/h)處于啟動(dòng)工況，DDZ差壓水位計(jì)失靈，自調(diào)不能投入靠手動(dòng)調(diào)整水位。70MW負(fù)荷時(shí)，差壓水位計(jì)與云母水位計(jì)指示基本一致，電接點(diǎn)水位計(jì)高50100mm。90MW負(fù)荷時(shí)鍋爐嚴(yán)重缺水，電接點(diǎn)水位