2008年全国发电厂热工自动化专业会议论文集

2. 机组启动期间，影响汽包水位检测仪表的因素及消除措施

机组启动期间，由于锅炉汽包内压力没有建立，水位计、平衡容器等处温度与环境温度接近相同，汽包内水质不同于正常工况下的水质等因素，对上述采用不同原理的水位检测仪表带来不同的影响。

2.1 汽包及环境低温的影响

2.1.1锅炉启动时，差压式水位计平衡容器内无法凝结成参比水柱。

由于汽包内温度低、压力低，蒸汽不能在平衡容器内自行凝结，无法建立参比水柱。为此，需采用人工向平衡容器内注水的方法，同时，尽可能排出取样管路中的空气泡，使差压变送器的正负取样管路全部充满水。同时，运行人员升降汽包水位，观察差压水位表显示值变化是否与实际水位相符并验证水位高低报警和跳闸值动作情况，即所谓汽包水位保护信号的传动试验。

当冬季气温特别低时，差压式水位表平衡容器及与其连接的取样管，由于暴露在空气中（设计规程规定），极易发生结冰的情况。为此，需加装临时保温措施，或对汽包小室进行保温、投用暖气，确保室内温度不低于0℃。

2.1.2 冬季云母双色水位计、磁翻板水位计因气温太低发生的错误指示

锅炉启动汽包上水后，由于温度低，水位计的部分管路暴露在空气中，极易发生结冰现象；尤其是其隔离阀手轮、阀杆等与冷空气直接接触，散热较快，与阀门连接的管路中有可能首先结冰，而水位计中的水不一定同时结冰，因此，会造成水位计中水位正常的假象，误导运行人员。某电厂曾发生过这样一例双色水位计的特殊故障：冬季气温较低时，云母双色水位计汽侧隔离阀门结冰，水位计只有水侧与汽包联通，从水位计中可以看到水位处于正常位置；升降水位时，水位计的液面也相应变化，使运行人员误认为水位计正常。出现这种情况的原因是：隔离在汽侧取样管路内的气泡，因水位升降被压缩或扩涨，使水位计中的水位随汽包的上水或放水变化，但其变化速度却远远低于实际水位，因此，上述故障如不能及时发现，会造成锅炉满水或断水的严重后果。

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2.1.3 低温下电接点水位计的电极挂水、结冰影响显示

电接点水位计的测量筒、隔离阀门，除会因低温发生与双色水位计和磁翻板水位计同样的故障外，电接点水位计的电极，当锅炉刚上水时，还会出现水汽凝结现象，电极上形成水珠，俗称“挂水”，挂水后形成电极间联通及低温下水珠结冰，同样会造成水位显示的错误。

综上所述，防止低温对水位表计的影响，主要是采取合理的保温措施，确保汽包小室的环境温度不低于0℃，或有针对性的采取临时保温措施，保证汽水取样管路与汽包的可靠联通。

2.2 汽包零压力下投用伴热装置后对水位测量系统的影响

伴热装置是冬季防止汽包水位测量管路结冰的一项措施，机组正常运行工况下，其发热量的大小对水位测量的影响较小，但锅炉启动初期，特别是汽包压力为零时，伴热装置的发热量过大，有可能对汽包水位的正确测量产生重大影响。某电厂曾发生过这样一种特殊故障：冬季锅炉启动时，汽包双色水位计、磁翻板水位计均显示正常，但差压水位表多次出现大幅度波动，波动范围达几百毫米，无法正常监视。检查发现，由于差压式水位变送器取样管路保温较厚，取样管上缠绕的伴热电缆功率较大，使取样管中的凝结水温度升至100℃左右，此时，由于汽包压力为零，取样管中的水发生了沸腾，导致水位显示大幅度波动。临时停用伴热电缆后恢复正常。当汽包压力上升至额定压力时，取样管中的水温虽然还是100℃左右，但远低于沸点，因而不会发生汽化。解决此问题的措施，一是环境温度高于0℃时，及时停用伴热装置，二是采用自动温控装置或降低伴热装置的发热量，确保取样管路中的水既不低于0℃，也不高于100℃。

2.3 锅炉冷态启动对双色水位计的影响

在生产现场常出现这样一种情况：机组冷态时，双色水位计调整好以后，锅炉点火时，水位计显示发生不清晰的现象。究其原因，一是锅炉由冷态变为热态时，汽包及与之相连接的水位计、汽水管路、阀门及支架膨胀，相对位置发生了变化，从汽包水位电视中所看到的双色水位计显示效果不如冷态时理想，需再进行反复调整。二是锅炉升温升压后，新更换的云母片、密封件随温度升高、压力升高，其厚度、颜色发生变化，密封件膨胀变形后扩散至云母片处，影响透光。防范措施是，从水位计、取样管路、摄像机柜等的设计、安装、调试各个环节把好关，选用业绩良好、信誉好的设备厂家，提高设备可靠性。

2.4 汽包水质对电接点水位计的影响

锅炉启动时，汽包内的水质与正常工况下的水质不同，对于经过深净化处理的炉水，由于其导电度低，根据电接点水位表的测量原理可知，水、汽不易区别，有时会造成二次表显示水位不准，或水柱间断显示，误发水位报警信号等异常现象。采取的措施是：二次表采用智能动态测量补偿技

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术的表计，提高炉水和汽体的分辨能力。

3. 结论

从技术上采取各种措施，提高汽包水位测量表计的可靠性，只是保证测量准确性的一项基础工作，要确保锅炉启动期间锅炉不满水、不断水，更需要运行人员、检修人员的精心操作、精心检修，以及各级生产管理人员和指挥人员严格执行运行规程、行业规程和各项管理制度，才能最终杜绝恶性事故的发生。

YW1151差压式水位测量装置的应用

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来源:互联网 时间:2008-06-30

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目前汉川电厂300MW机组主要的水位测量装置有就地云母水位计、就地磁翻板水位计、电接点水位计、浮筒式液位开关。以1151变送器为核心的差压式水位测量装置等。就其性质而言，云母水位计、磁性翻板水位计属于就地显示仪表，具有\眼见为实\的特点

目前汉川电厂300MW机组主要的水位测量装置有就地云母水位计、就地磁翻板水位计、电接点水位计、浮筒式液位开关。以1151变送器为核心的差压式水位测量装置等。就其性质而言，云母水位计、磁性翻板水位计属于就地显示仪表，具有\眼见为实\的特点; 电接点水位计属于远方显示仪表; 浮筒式液位开关用于远方联锁开关量控制;1151差压式水位测量装置用于远方模拟量显示和自动控制。就其测量精度而言，1151差压式水位测量装置较前几种测量装置精确得多，汉川电厂目前使用的1151变送器的精度为0.25级，在测量1000mm水位时的误差只有2.5mm。

1151差压式水位测量装置的一个突出优势，是将水位实时信号转化为4~20mA模拟信号向远方传输，信号处理方便。特别是随着DCS系统的广泛应用和发展，1151差压式水位测量装置与DCS系统高效结合，使得该装置己不仅仅用于显示和模拟量自动控制，而且具有逐步取代浮筒式液位开关而承担保护功能的趋势。汉川电厂4台300MW机组的汽包水位高低MFT保护信号。除氧器水位高低信号和高加水位高低信号就均来自1151差压式水位测量装置。因此，对1151压式水位测量装置递行更深入的研究，对大型火电厂的安全经济稳定运行具有重要的现实意义。 一、1151差压式水位测量装置的工作原理 1. 1151差压式水位测量装置的组成

以汉川电厂锅炉汽包水位测量为例，其1151差压式测量装置组成简图如图1。

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从图1可看出，1151差压式水位测量装

置主要由连通管、平衡容器。引压管、1151变送器组成。在对不同的对象进行测量时，其结构略有不同。

2.1151 差压式水位测量装置工作原理

以图1锅炉汽包水位测量装置为例，汽包内的饱和蒸汽在凝结球(平衡容器，内不断散热凝结，平衡容器内的液面总是保持恒定，所以正压管内的水柱高度是恒定的，负压管的水柱高度则随着水位H而变化。因此由正负压引入口得到的差压信号为:

式中 H——容器水位；

ρ1——平衡容器中水的密度； ρ｀——汽包压力下饱和水的密度； ρ＂——汽包压力下饱和汽的密度； 由此式可知，当平衡容器的安装结构一定（即L确定)、汽包压力一定（p`、p\确定）及ρ1一定的条件下，正负压管的差压输出△p与汽包水位H呈反向线性关系，即水位越低，差压越大。 正负压管的压力信号通过挤压1151 变送器中电容膜室的膜片，改变膜片间的距离，引起正负膜室电容的变化，即有下列线性关系:

（C1-C2)/(C1+C2)=K△P

式中C1、C2——正、负膜室电容； K——比例系数。

1151变送器中的测量电路将差动电容量的变化转换成4~20mA DC电流信号,经控制电缆送至集控室。此时，1151变送器输出的4~20mA DC电流信号与汽包水位H呈反向线性关系，即水位越低，差压越大，4~20mA DC电流信号也越大。

上述信号流程为: 水位高度信号H→正负压管的差压输出信号△P→l151差动电容信号→

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