差壓液位變送器等液位計在鍋爐水位測量中偏差的原因及處理方法

鍋爐，是在工業(yè)生產(chǎn)中一種*的熱源裝備。因為其高溫高壓的特點，鍋爐汽包水位控制在工藝允許范圍內(nèi)是鍋爐安全運行極為重要的指標之一。水位過高會影響汽水分離效果影響蒸汽品質(zhì)，嚴重時蒸汽中大量含水還會使管線發(fā)生水沖擊造成設(shè)備損壞；水位過低會破壞水循環(huán)，燒壞水冷管壁引起干燒，爆炸等重大事故，給企業(yè)和操作人員帶來經(jīng)濟和人身的重大損害。因此，保證水位測量的準確對鍋爐的安全運行有重要意義。本文簡要介紹鍋爐水位測量的方法，分析鍋爐汽包水位偏差的原因，總結(jié)汽包水位偏差的解決方案。

　　1 汽包水位測量方法
　　(1) 雙色水位計。工作原理：雙色水位計由紅色和綠色光源及本體腔體組成，光源發(fā)出的紅色和綠色光從兩側(cè)射向水位。在汽相部分，紅光射向正前方，而綠光斜射到側(cè)壁上被吸收。在液相部分，由于水的折射使綠光射向正前方，而紅光斜射到壁上，因此在正前方觀察，可看到汽相紅色液相綠色。然后通過攝像機將圖像送至控制室進行監(jiān)視。
 
(2) 電接點水位計。工作原理: 由于水和汽的導(dǎo)電性能差異極大，測量筒上的電接點與筒壁之間的電阻也差別很大，在液態(tài)時由于介質(zhì)電阻小，當電接點與筒壁間加上一直流電壓時流過的電流大，反之未浸入液面時的電接點流過電流小，這兩種狀態(tài)下流過電流相差很大，可作為一種信號饋送到二次儀表，經(jīng)放大處理后顯示及控制輸出，以達到顯示液位的目的，從而可實現(xiàn)遠距離監(jiān)控。
 
(3) 差壓液位變送器配套冷凝罐或雙室平衡容器。工作原理:冷凝罐與蒸汽側(cè)相接的筒形容器內(nèi)的液位高度保持不變, 差壓變送器的輸出隨汽包內(nèi)的水位高度變化而變化。雙室平衡容器基準杯內(nèi)的液位高度保持不變, 差壓變送器的輸出隨汽包內(nèi)的水位高度變化而變化. 但平衡容器溫度與汽包溫度差別很大, 為了消除與實際水位值偏差需要通過DCS 或二次儀表進行修正。
 

　　2 鍋爐汽包水位偏差的原因分析
　　(1) 鍋爐本體及取樣位置測定誤差。①安裝過程中汽包兩側(cè)的水平度偏差要求應(yīng)≤5mm，但一般情況下鍋爐運行幾年后，會受到支架下沉等因素影響偏差會增大甚至達到15 ～20mm。②一般情況，鍋爐本體廠家對于鍋爐水位取樣位置的標高只做冷態(tài)測定，在實際安裝環(huán)境下，不同的環(huán)境溫度和不同的取樣管路長度尤其是平衡容器無固定支架也會導(dǎo)致冷態(tài)修正的標高與熱態(tài)時標高出現(xiàn)偏差，從而對水位測量產(chǎn)生偏差。
 
(2) 運行問題及維護不當導(dǎo)致的誤差。①對差壓變送器取樣管路保溫不當或不一致會導(dǎo)致各取樣管路平均溫度難以確定，無法準確測定補償系數(shù)，產(chǎn)生測量偏差。建議同側(cè)差壓變送器的取樣管路應(yīng)共同保溫，避免由此帶來的水位測量偏差。②排污閥門內(nèi)漏引起的測量誤差。由于汽包水位計量程相對較小，排污閥的內(nèi)漏會對水位測量造成影響，建議保證鍋爐用水水質(zhì)及運行時對測量筒的*沖洗。③爐膛火焰中心偏移，或者長期運行的爐膛結(jié)焦程度不一致引起的汽包兩側(cè)循環(huán)效率差異導(dǎo)致的水位偏差。
 
(3) 常用測量儀表產(chǎn)生測量誤差。①雙色水位計：雙色水位計一次閥門堵塞；排污閥門泄漏；官腔內(nèi)污染。鍋爐在次點火運行時由于洗爐不*及水質(zhì)問題容易發(fā)生閥門堵塞甚至污染玻璃管，導(dǎo)致雙色水位計出現(xiàn)偏差。因此鍋爐在啟動過程中應(yīng)嚴格按照流程做洗爐并監(jiān)測水質(zhì)變化，在水質(zhì)良好是使汽包壓力達到0.5MPa，再對水位計進行沖洗。②電接點水位計：電極污染。鍋爐初次啟動時，水質(zhì)非常差；含有大量的鐵銹和鹽份，附著在電極上，很容易使電極與筒壁之間的電阻降低，造成顯示錯誤。③差壓液位變送器配套冷凝罐或雙室平衡容器：差壓液位變送器取樣管保溫及伴熱不一致；差壓變送器及雙室平衡容室排污閥內(nèi)漏；變送器量程與平衡容器尺寸不對應(yīng)。
 

　　3 水位偏差處理對策
　　(1) 取樣管路規(guī)范化安裝。汽包兩側(cè)取樣管及取樣閥門都應(yīng)該做到良好保溫且長度控制在10 米內(nèi)，同側(cè)取樣管應(yīng)共同保溫至變送器本體并且應(yīng)伴熱均勻；每個水位測量裝置有獨立的取樣口；為防止排污閥內(nèi)漏可采用兩個截止閥串聯(lián)使用。
 
　　(2) 做好運行檢修維護。取樣位置的熱態(tài)測定要嚴格把關(guān)，冷凝筒可安裝支架用于熱態(tài)調(diào)整；及時修正汽包水位的零水位偏差。變送器定期檢查是否有零點漂移；管路沖洗時應(yīng)保持汽包壓力2MPa 時進行。
 
　　(3) 人工溫度系數(shù)修正及優(yōu)化DCS 系統(tǒng)補償公式。外置式平衡容器的差壓式測量裝置在不同季節(jié)通過人工測定進行溫度修正以減少誤差；優(yōu)化系統(tǒng)補償公式，降低經(jīng)驗公式產(chǎn)生的偏差。
 

　　4 結(jié)語
　　總之，產(chǎn)生水位測量偏差的原因眾多，但正確的設(shè)備安裝和規(guī)范的運行維護仍是保證汽包水位測量準確性的關(guān)鍵。因此在施工中嚴格按照施工技術(shù)規(guī)范，運行時應(yīng)加強沖洗、排污和檢漏，增大水位測量系統(tǒng)的準確性和可靠性，防止因水位的偏差大造成不必要的跳爐、跳機，避免由此造成的經(jīng)濟損失。