大发彩票

中/EN

热控

所在位置:首页 > 业务领域 > 技术论坛 > 热控

汽包水位测量及常见故障分析

  • 来源: 大发彩票华北电力试验研究所
  • 作者: 刘书安
  • 发布时间: 2017-07-12



1.差压式单室平衡容器水位计测量原理

   压差式水位计原理是,在容器上安装平衡容器,利用液体静力学原理使水位转换成差压,用倒压管将压差信号传至压差计,压差计指示出容器的水位。测量原理如图:

 

压差计的正压头由于平衡容器有恒定水柱而维持不变(汽包内的蒸汽经阀门注入平衡容器内凝结成水,利用溢流原理将多余的水流回受压容器),负压头则随容器水位变化而变化。压差计的压差值,也就随着容器水位的变化而变化。此时,差压可按以下公式计算:

∆P=P_+-P_-=ρ_a gL-[ρ_w gH+ρ_s g(L-H)]

公式可改写成:

                    H=(L(ρ_a-ρ_s )g-∆P)/(〖(ρ〗_W-ρ_S)g)

式中:ρ_a——参比水柱密度

      ρ_w——汽包内饱和水密度

      ρ_s——汽包内饱和蒸汽密度

      H——汽包内实际水位

这里的饱和蒸汽密度ρ_w和饱和水的密度ρ_s是汽包压力的汽包压力P的单值非线性函数,而参比水柱中水的平均密度ρ_a通常取室温状态下的冷凝水的温度,一般取50°C。

DCS设置汽包水位压力补偿公式原理为:

 

其中f(x1)和f(x2)函数转换器对应L(ρ_a-ρ_s )g和〖(ρ〗_W-ρ_S)g,二者自动跟踪汽包压力变化,达到压力校正目的。

2.测量信号系统存在问题

测量显示偏差。不同测量变送器显示的示值不一致,两侧显示偏差大,即使同侧偏差有时也高达几十mm,且随着机组负荷的变化而不同,难以找出其变化规律。

逻辑故障判断功能不完善。一些机组不具备《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中的汽包水位信号故障后的逻辑判断自动转换功能、水位和补偿用的汽包压力信号坏信号判别功能。

共用测量孔。由于汽包上给出的取样孔不足,因此存在共用取样孔和平衡容器情况,未能做到全程独立。

有的锅炉差压式水位测量装置取样管安装不规范,如倾斜度不足。

通常汽包水位测量信号处理在模拟量控制系统MCS中,水位保护逻辑在锅炉炉膛安全监控系统FSSS中。有的机组将两者之间的信号传输通过网络通讯进行,这种做法从安全性角度考虑,降低了信号处理的可靠度。

通常MCS系统中设置有3个差压信号值偏差大切除汽包水位自动至手动并报警功能。运行过程中,由于测量管路和平衡门漏电、变送器柜保温装置投入后骤冷骤热等原因,引起偏差大,导致调节系统自动切手动的故障是有发生。

3.测量偏差原因分析

引起汽包水位测量偏差,经分析有安装、维护和环境等原因,也有测量原理上存在不足等因素,下面分别进行分析讨论。

水位取样装置的安装位置影响

对于运行机组汽包水位取样装置的标高,多数电厂比较注意冷态的核对和修正,而对热态的标高位置较少关注。实际上由于取样管路的长度不一、环境温度的不同,特别是有的正压侧单室平衡容器没有固定支架,这将导致连通管的倾斜角度无法控制,会出现冷态修正一直的标高在热态时发生不同的偏离,甚至在热应力作用下改变倾斜方向,使平衡容器无法形成足够稳定的两相流,导致平衡容器内温度过低,对测量结果产生影响。

参比水柱密度受环境温度影响

单室平衡容器引出管内水温陡度的存在和环境温度的变化,引起参比水柱密度变化的不确定性,是造成测量示值偏差的主要原因。

分散控制系统内补偿公式不正确

分散控制系统DCS内水位计算公式通常有DCS厂家提供。一方面从启动到全负荷运行,汽包压力变化范围大,另一方面DCS厂家提供的水位公式本身存在错误。

仪器校验引入的误差

汽包水位测量使用的是高静压、低差压变送器,因此仪表校验时,只要膜盒中有残积的水,其结果会带来附加的误差。

保温影响

对参比水柱的管道进行不正确的保温后,将改变原来确定的温度补偿关系,使得参比水柱的平均温度难以确定。因此,根据水位补偿计算的要求,参比水柱的管道应该罗律在环境温度中,即从单室平衡容器一下至水侧取样孔高度的管道不得施加伴热或者保温。引到差压变送器的两根取样管则应平行敷设共同保温,这是为了使两根取样管内的介质具有相同的温度和重度,不产生附加的差压误差。

安装电伴热带是冬季防止汽包水位测量管路结冰的一项措施。由于仪表管路铺设不规范,正压、负压侧上管的发热量不一致时,会引起高、低压侧仪表管内密度不同,在冬季也会对水位的正确测量产生影响。

排污阀内漏、测量管路泄露

由于汽包水位量程较小,稍有泄露就会影响测量结果,因此排污阀内漏是影响水位测量准确性的一个因素。

水分离器和加药管入口的影响、汽包管束布置结构影响、锅炉燃烧等都会对汽包水位计测量准确性产生影响。


 北京市石景山区银河大街6号院1号楼B座 京ICP备15041663 网站技术服务:iWing