單室平衡容器

1、作者：佚名    轉(zhuǎn)貼自：電力安全論壇    點(diǎn)擊數(shù)： 387    更新時(shí)間：2008-10-12汽包水位測(cè)量分析及補(bǔ)償楊仕橋(湖北電建二公司，武漢市，430023)摘  要  汽包水位的準(zhǔn)確測(cè)量值是電廠重要的測(cè)量參數(shù)之一，其測(cè)量方式很多，目前常用的是靜壓式測(cè)量方法中的連通式液位計(jì)和壓差式液位計(jì)。但當(dāng)液位計(jì)與被測(cè)汽包中的液體溫度有差異時(shí)，顯示的液位不同于汽包中的液位，而且其誤差還會(huì)隨汽包壓力的改變而改變。襄樊電廠300MW機(jī)組，應(yīng)用汽包水位模擬量信號(hào)采用

2、差壓變送器測(cè)量，并進(jìn)行汽包壓力補(bǔ)償?shù)臏y(cè)量方法，結(jié)果表明，汽包水位運(yùn)行正常，測(cè)量準(zhǔn)確，滿足運(yùn)行要求。關(guān)鍵詞  汽包水位  測(cè)量  差壓變送器  壓力補(bǔ)償1  準(zhǔn)確測(cè)量汽包水位的重要性    大型機(jī)組都設(shè)計(jì)全程給水控制系統(tǒng)，在機(jī)組啟動(dòng)到滿負(fù)荷或停機(jī)減負(fù)荷及負(fù)荷波動(dòng)中，汽包壓力在不斷地變化，汽包內(nèi)的蒸汽和水的密度也隨之變化，從而影響汽包水位測(cè)量的準(zhǔn)確性和全程給水控制系統(tǒng)的投運(yùn)，危及機(jī)組的安全。因?yàn)槠贿^高可能造成蒸汽帶水，使蒸汽品質(zhì)惡化，輕則加重管道和汽輪機(jī)積垢，降低出力和效率，重則使汽輪機(jī)發(fā)生事故；汽包水位過低，則

3、對(duì)水循環(huán)不利，可能導(dǎo)致水冷壁局部過熱甚至爆管。因此汽包水位的準(zhǔn)確測(cè)量值是電廠最重要的測(cè)量參數(shù)之一。2  汽包水位的測(cè)量方式及存在問題    汽包水位測(cè)量方式很多，一般可分為：(1)靜壓式；(2)浮力式；(3)電氣式；(4)超聲波式；(5)核輻射式。目前電廠中最常用的是靜壓式測(cè)量方法中的連通式液位計(jì)和壓差式液位計(jì)。連通式液位計(jì)包括云母水位計(jì)和電接點(diǎn)水位計(jì)，這類液位計(jì)直觀，便于讀數(shù)，但它們共同的缺點(diǎn)是：當(dāng)液位計(jì)與被測(cè)汽包中的液溫有差別時(shí)，其顯示的液位不同于汽包中的液位，而且此誤差還會(huì)隨汽包壓力的改變而改變。為了減小因溫度差異而引起的誤差，常將液位計(jì)保溫，而筒

4、殼頂部不保溫，增加凝結(jié)水量。但因散熱，水位計(jì)中的水溫總比汽包中飽和水的溫度低，因而水的密度大于飽和水的密度。假設(shè)液位計(jì)中水的密度為，汽包中飽和水密度為H，液位計(jì)中水位為H，汽包實(shí)際水位為H，飽和蒸汽密度為，液位計(jì)高度為L，則：   H+(L-H) = H+(L- H)    H= H(-)/( -)                 (1)    由于隨溫度、壓力變化而

5、變化，特別在啟停過程中，液位計(jì)中的液位和汽包中的液位之差總是變化的。根據(jù)長期運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)300 MW機(jī)組而言，在額定工況時(shí)，HH十4060mm(具體情況視保溫狀況而定)。而且對(duì)電接點(diǎn)水位計(jì)采說，由于它不是連續(xù)指示，不能反映接點(diǎn)之間的水位變化，又由于電接點(diǎn)水位計(jì)接點(diǎn)的布置是非均勻的，在正常水位即零水位附近間距小，在遠(yuǎn)離零水位的兩邊間距大，當(dāng)在額定工況下，汽包實(shí)際水位在零水位左右時(shí)，由于電接點(diǎn)水位計(jì)中的水位要低4060 mm，再加上此處電接點(diǎn)的間距，其誤差就會(huì)更大，有可能達(dá)到100 mm誤差。因而電接點(diǎn)水位計(jì)僅能在啟動(dòng)過程和低負(fù)荷運(yùn)行中有效，在高負(fù)荷時(shí)，僅能作汽包水位的參考，更不能用作調(diào)節(jié)和保護(hù)

6、信號(hào)。3  采用差壓變送器測(cè)量時(shí)存在的問題及采取的措施既然電接點(diǎn)等連通式水位計(jì)有不可克服的誤差，而汽包水位的準(zhǔn)確測(cè)量值又是汽包水位必須控制的參數(shù)，在300MW機(jī)組中，汽包水位模擬量信號(hào)采用差壓變送器測(cè)量，汽側(cè)安裝單室平衡容器，其安裝如圖1所示。平衡容器中水的密度同樣也會(huì)因溫度和壓力變化而變化，產(chǎn)生誤差。因此對(duì)單室平衡容器采取不保溫的措施，使平衡容器中水的溫度恒定在室溫左右，減小因溫度的變化而對(duì)平衡容器中水密度的影響，在工程上可以忽略溫度對(duì)平衡容器水密度的影響。因此在采用差壓變送器測(cè)量汽包水位時(shí)，必須進(jìn)行汽包壓力的補(bǔ)償，其補(bǔ)償公式為：式中  H汽水側(cè)取樣管間高度，m；

7、0;     h0水側(cè)取樣管至零水位高度，m；      h汽包水位，m；      平衡容器中凝結(jié)水的密度，kg/m3；飽和水密度，kg/m3；飽和汽密度，kg/m3；p變送器差壓，Pa；Pd汽包壓力，Mpa。在組態(tài)時(shí)，對(duì)各函數(shù)設(shè)置應(yīng)考慮到與汽泡結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分開。以便整定計(jì)算，因此該補(bǔ)公式可組態(tài)如圖2所示。4襄樊電廠汽泡水位的補(bǔ)償計(jì)算襄樊電廠鍋爐為引進(jìn)型1025th控制循環(huán)汽包爐。變送器取樣高度量086m，h0043m，函數(shù)發(fā)生器采用8段折線形式。各函數(shù)取樣

8、值見表1。    將以上數(shù)據(jù)分別填入組態(tài)中，即可完成汽包水位的補(bǔ)償計(jì)算，為使補(bǔ)償計(jì)算后的實(shí)際汽包水位的變化值在顯示上方向一致，一般將差壓變送器反接，即將正端接汽包水側(cè)取樣管，負(fù)端接平衡容器。這樣就要進(jìn)行差壓變送器零點(diǎn)的負(fù)遷移，由于現(xiàn)在大都采用智能型變送器，因而無論正反接，皆可容易滿足水位變化值和顯示上方向一致。同時(shí)在DCS系統(tǒng)里，輸人點(diǎn)的量程標(biāo)定也十分簡單，所以也可直接將變送器正接。這樣就不必進(jìn)行變送器的負(fù)遷移。    如果在現(xiàn)場(chǎng)采用的是雙室平衡容器，其水側(cè)平衡室與汽包飽和水相通，用以加熱汽側(cè)平衡室中的凝結(jié)水。這樣，平衡容器內(nèi)外均可視

9、作飽和水。當(dāng)差壓變送器的正端接汽包水側(cè)平衡室，負(fù)端接汽側(cè)平衡室時(shí)，其補(bǔ)償公式為：    p=h(-)+h(-)- H(-)           (7)    h=p/(-) + H-h                     &#

10、160;       (8)當(dāng)h為H的一半，即零水位為變送器取樣點(diǎn)的中點(diǎn)時(shí)：    h=p/(-) + h                             (9)    其補(bǔ)償計(jì)算與單室平衡容

11、器一致。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試組態(tài)時(shí)，汽包水位輸入點(diǎn)的上、下限要根據(jù)差壓變送器的標(biāo)定換算成實(shí)際差壓值。為調(diào)整方便，數(shù)據(jù)庫中可設(shè)為±04m，用修改加法器的汽包水位輸入端偏置來遷移實(shí)際差壓值，增益可進(jìn)行量程轉(zhuǎn)換，壓力補(bǔ)償輸入端的增益應(yīng)填入H值，除法器下游的算法增益用于將量程轉(zhuǎn)換成常用的mm單位，其輸入偏置則應(yīng)設(shè)為h0 。5  常見故障分析    300 MW機(jī)組在水位測(cè)量時(shí)，常見故障有以下幾個(gè)方面：    (1)變送器的量程滿足要求，但最大承受靜壓值不滿足實(shí)際要求，這樣易使變送器膜片損壞，測(cè)不出水位。    (2)汽包水位與水位計(jì)之間偏差較大，水位計(jì)一般適用于啟動(dòng)過程和低負(fù)荷階段，而在高負(fù)荷階段，則以變送器為主，電接點(diǎn)僅作參考。但若偏差較大，超過100 mm以上，就應(yīng)檢查二者的零水位定義是否一致，所設(shè)的H值是否與實(shí)際值不同，平衡容