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亚临界锅炉汽包水位的测量问题 一、汽包水位的特性 1．汽包正常水位 汽包正常水位（Normal Water Level, NWL）指的是锅炉正常运行过程中汽包中的水位应该保持的高度，一般称为汽包的零水位。随着汽包内部各个部件加汽水分离器等的结构和布置方式差异，不同锅炉厂生产的各种亚临界锅炉汽包正常水位的高度有相当大的差别。表1列出了国内外主要锅炉厂生产的亚临界锅炉汽包水位的特性。表中NWL项所列数字为汽包正常水位与汽包机械中心线之间的距离，负值表示汽包正常水位在汽包机械中心线以下。 为了保证锅炉的安全和经济性，在锅炉运行过程中汽包水位必需保持在正常水位（NWL）。它的允许波动范围一般为±50mm。当锅炉运行不稳定，负荷变动较大或自动控制系统失灵时，汽包水位有时会超出上述允许范围。但只要汽包水位没有上升到影响汽水分离器正常工作的程度，或者下降到破坏锅炉水 亚临界锅炉汽包水位特性 表1 制造厂 CE BW F·W 哈锅 哈锅 上锅 上锅 东锅 炉型 强制 自然 自然 强制 自然 强制 自然 自然 汽包直径 70＂ 72＂ 72＂ 1778mm 1778mm 1778mm 1792mm NWL距汽包中心线 -9＂ 0 -3＂ -229mm -50mm -229mm -50mm -100mm 高跳闸值 +10＂ +8＂ +8＂ +254mm +254mm +250mm +250mm 高报警值 +5＂ +6＂ +4＂ +127mm +125mm +127mm +125mm +150mm NWL值 0 0 0 0 0 0 0 0 低报警值 -7＂ -7＂ -4＂ -178mm -150mm -178mm -200mm -150mm 低跳闸值 -15＂ -9＂ -11＂ -381mm -300mm -381mm -350mm -250mm 循环的程度，还是允许锅炉继续运行的。但是水位变动范围过大就应该引起值班人员的重视，采取相应措施恢复水位正常。如果水位继续变动，达到不能允许的范围时就应该立即停止锅炉的运行，以保证设备安全。为此锅炉厂还规定了汽包水位的高、低报警值和跳闸值。如表1所示，表中所列报警值和跳闸值都是以正常水位（NWL）为基准的。即从NWL为0考虑的。 因此，锅炉所配置水位表的测量范围必须涵盖表中所列跳闸值并留有一定的裕度。 2．质量水位 锅炉运行过程中，汽包水容积中不可避免地存在汽泡，汽包中的水在运行工况下实际上是汽水混合物。使得汽包内的汽水分界面变得不十分明显。在这一情况下，汽包内的实际水位是无法直接准确测量的。为了测量汽包内的水位，引入了质量水位的概念。质量水位是指汽包中的饱和水密度所对应的水位，就是质量水位。而质量水位是可以用各种方法准确测量的。 在中低压锅炉中蒸汽是直接由汽包的水中分离出来的，使得水中含有较多的汽泡，这时汽包的实际水位会远大于质量水位。而对于现代化大容量高压锅炉，由于汽包中都设有汽水分离设备，而上升管来的汽水混合物直接送入汽水分离设备。分离后的水再回到汽包的水容积中。正常情况下，汽包水容积中的汽泡不多，汽包的实际水位就比较接近质量水位。 当锅炉的负荷快速增加时，汽包内的压力下降。由于水的饱和温度降低，比容增大。这时汽包水容积中会出现汽泡，造成实际水位的上升。这种现象称为虚假水位。 3．影响汽包水位的因素 从理论上讲，汽包内的水位是处于同一个水平面上的。随着锅炉负荷的变化和进入汽包给水量的变化，汽包内的水位会上升或下降。这时可以利用自动控制系统调节进入汽包的给水量以维持汽包的水位稳定在正常水位。 但是事实上汽包内的水位并非处于同一个水平面，而存在着高低不等情况。造成这一现象的原因是多方面的。 下降管的影响 锅炉正常运行过程中汽包内的水是以很高的速度连续不断地进入下降管的。对于亚临界锅炉而言，下降管内的水流速度可以达到3m/s以上。这就使得汽包内的水面不再是一个理想的水平面，而会随下降管的布置位置而出现高低的差别，位于下降管正上方的水面必然会较低而其他部分则会较高。在自然循环锅炉上，汽包内水面高低分布的情况基本上是固定不变的。而在强制循环锅炉上情况就不同了。由于在下降管中增加了炉水循环泵，当泵的运行方式改变时，汽包内水面高低分布的情况也会跟着改变。根据在一台300MW亚临界强制循环锅炉上的试验，其结果是：当甲乙两台循环泵运行（丙泵停运）时，甲侧水位比乙侧水位高40—50mm。由于就地水位表固有的误差，实际上汽包两侧水位差值还会更大。至于汽包内水面各部分高低的分布情况必然会随着循环泵运行方式的不同而改变。 汽包安装条件的影响 按照锅炉制造厂的要求亚临界锅炉汽包安装时的水平度要求应≤5mm。也