锅炉汽包水位测量原理的介绍讲义.pptxVIP

锅炉汽包水位测量原理的介绍 杨忠学 2013年10月10日 第一章 简述 汽包锅炉的汽包水位会因负荷、燃烧工况和给水压力等参数的变化而波动，汽包水位是汽包锅炉运行中一个非常重要的监控参数，它间接反映了锅炉负荷（即锅炉所产生的蒸汽量）和给水量之间的物质平衡关系，保持汽包内的正常水位在一定的允许范围内是保证锅炉和汽轮机安全运行的最重要条件之一。 当汽包水位过高时，一方面由于汽包内蒸汽空间高度减少，会增加蒸汽携带的水份，另一方面水位过高也会影响汽包内汽水分离装置的正常工作，造成出口蒸汽中水份过多，蒸汽品质变坏，从而极易引起过热器管壁和汽轮机叶片沉结盐垢而使之过热，导致蒸汽管金属强度降低而发生爆管、过热器烧坏和汽机效率的下降。严重满水时，会使主汽温急剧下降，直接影响机组运行的经济性和安全性，若蒸汽带水严重，则会使蒸汽管道和汽机受到水或冷蒸汽的冲击，甚至造成汽机叶片断裂事故，损毁汽轮机设备。 水位过低则会破坏锅炉的正常水循环工况，使水冷壁管的安全受到威胁。如果在炉水循环泵的进口水中带有蒸汽，就可能发生泵的汽蚀现象，使泵的正常工作遭到破坏。如果出现严重缺水而又未能及时进行正确处理时，则可能因水冷壁管供水不足而引起水冷壁管壁烧坏破裂。可见，在锅炉运行中，对汽包水位监控不当，或设备存在缺陷而发生缺水、满水事故时，都会造成巨大的损失。尤其对于现代大型锅炉，汽包水容积相对较小，而蒸发量又大，如给水中断而锅炉继续运行，则只需不到十秒钟，汽包水位就会消失。如果不是给水中断，而只是给水量与蒸发量不相适应，则也会在几分钟之内发生缺水或满水事故。 由此可见，锅炉汽包水位的控制是十分重要的。 第二章　汽包水位的测量方式 　 火力发电厂中在汽包水位的测量中经常采用的方法为双色水位计、差压式水位计以及电接点水位计。其中双色水位计用到就地显示，利用工业电视技术在主控实现监视；差压式水位计最为常用，作为水位调节的被调参数；因为电接点式水位计在汽包水位的测量中用的较少，本章着重介绍双色水位计和差压式水位计。 一、双色水位计 工作原理 由光源发出的光通过红、绿滤色镜片，射向水位计本体液腔。在腔内汽相部分，红光射向正前方，而绿光斜射到壁上被吸收。而在腔内液相部分，由于水位的折射使绿光射向正前方，而红光斜射到壁上，因此在正前方观察，显示汽红水绿。 压力MPa 12 １６ ２２ D:mm 40 ６０ ９０ 测量情况： 　　　当水位计中水的密度等于饱和水密度时，水位计的水位即是重量水位。 　　　水位计放置在汽包外，由于散热，使水位计中水柱温度低于饱和水温度。说明水位计的水位已不是重量水位，指示偏低Δh。 (Δh+h)ρWg=hρ1g+ΔhρSg Δh＝（ρ1－ρW)／（ρW－ρS）*h 随着水位计中水的温度降低，ρ1增大，Δh增大，即水位指示偏差增大。 二、差压式水位计 　　　汽包水位测量广泛采用差压式水位计的测量，其平衡容器通常有单室平衡容器、双室平衡容器以及内置式平衡容器，本节将着重介绍这三种平衡容器。 １、单室平衡容器 １、单室平衡容器 单室平衡容器又叫简单平衡容器 ,如图 1 所示 ,其结构简单 ,安装方便 ,但测量误差较大 。当锅炉在额定汽压运行 ,水位为正常水位时 ,其输出的差压Δp 比较稳定 ,测量较准确 ; 当汽压下降时 (即使此时的水位保持不变 , 正压侧压力 ( p+) 变化不大) , 负压侧的压力( p-) 将显著增大 ,致使平衡容器输出差压减小 ,水位表指示偏高 。 由图 1 可以得到水位测量关系式 : Δp = p + - p- = L (ρc- ρs) g - H (ρw- ρs) g (1) 或H ≤L (ρc- ρs) g – ΔＰ≥ (ρw- ρs) g (2) 　图 1 和式 (1) 、式中 :ρc为平衡容器内水密度 ,kg/m3; ρw为汽包内饱和水密度 ,kg/ m3; ρs为汽包内饱和汽密度 ,kg/ m3; g 为重力加速度 ,m/ s2; H 为汽包水位 ,m ; ΔＰ为平衡容器输出差压 ,kPa ; L 为水位计量程 ,m。 由图 1 可以看出 ,正压侧压力 p + 由恒定的水柱高度维持 (汽包内的蒸汽经过正压侧一次门“1”注入平衡容器内并凝结成水 ,利用溢流原理将多余的水流回汽包 。) ,负压侧压力 p-则随汽包水位变化而变化 ,所以Δp 即随汽包水位而变化 。 但是 ,由于汽包内的饱和水与平衡容器内的冷凝水温度不同 (即密度不同) ,会导致测量误差 。为了减少此误差 ,通常是使平衡容器的安装标高 (正负压取样管的垂直距离 L ) 与二次显示仪表的刻度全量程一致 ,并在二次表校验时 ,按运行额定参数和环境平均温度 ,考虑密度影响的修正值 。单室平衡器一般用于测量低温 、低压容器的水位 ,在用于