循環流化床鍋爐水位測量不準確的原因分析及整改措施

張立娣

(寧夏職業技術學院，寧夏 銀川 750002)

循環流化床鍋爐水位測量不準確的原因分析及整改措施

張立娣

(寧夏職業技術學院，寧夏 銀川 750002)

針對循環流化床鍋爐水位測量過程中常出現的4個水位計測量信號偏差大的問題進行研究，對優化汽包水位測點安裝方案、調整運行操作方法及消除信號干擾等方面進行整改。結果表明，改造后解決了水位測量不準確的問題。

循環流化床鍋爐；汽包水位；抗干擾技術；整改

0 引言

汽包水位是鍋爐運行中一個重要的監控參數，它間接顯示了鍋爐負荷和給水的平衡關系。維持汽包水位是保障汽機和鍋爐安全運行的重要條件。循環流化床鍋爐在水位測量設計時有4個水位計，汽包左側布置汽包水位計1、4，汽包右側布置汽包水位計2、3，在機組正常運行時，4個汽包水位信號常出現偏差大的現象。

1 問題分析

1.1 水位計的安裝問題

1.1.1 測點取樣裝置取樣位置不合理

循環流化床鍋爐是在汽包左側安裝1個取樣裝置1及滿水監測取樣裝置4，汽包右側安裝2個取樣裝置2、3，在機組正常運行中滿水取樣裝置(圖1)由于正壓側安裝在汽包蒸汽管路上，導致平衡容器無法凝結水，顯示水位與實際水位偏差大于250 mm，無任何參考價值。并且，當出現汽包兩側水位偏差大的情況時，由于左側水位測量裝置無對比，很難判定是設備出現問題還是實際水位偏差大。

圖1 滿水取樣裝置安裝示意圖

1.1.2 取樣管安裝布置存在問題

汽包水位變送器與取樣點的距離布置較遠，中間取樣管道平行段傾斜度不夠，導致取樣管中存在氣泡，使測量水位與實際水位存在較大偏差；其次，汽包水位引壓管的保溫層與汽包壓力表管包在一起，當有一根表管在變送器端泄漏或排污時，由于該管溫度較高，會影響其他表管溫度，使取樣管中水密度發生變化，造成其他變送器測量值大大偏離實際值，甚至有可能造成水位保護動作。

1.2 運行中的影響

1.2.1 燃燒調整對水位的影響

由于流化床鍋爐爐床的存在，鍋爐左右兩側床料厚度不同或一、二次風量不同，導致兩側床溫不一致，進而導致汽包兩側水位出現偏差，這種偏差不是測量裝置導致的，而是由于兩側實際水位出現不一致現象，偏差過大時會使水位左右晃動，嚴重影響機組運行安全。

1.2.2 汽包水位計投入方法存在的問題

一般通過打開平衡門使汽包水位計正負壓側上水，這樣的上水方法會使得正壓側水位計取樣管內的水位只能與汽包水位相同，平衡容器內無法上水，只有在啟爐后平衡容器內蒸汽凝結成水使平衡容器內滿水后，才能準確測量汽包水位，導致在啟爐初期無法檢測實際水位，并且這種上水方式易導致汽包水位取樣管內產生氣泡。

1.3 水位信號傳輸存在干擾

信號間的相互干擾也是水位信號不準確的原因之一。汽包水位傳輸信號為4～20 mA電流信號，在傳輸過程中需制定信號抗干擾措施。

2 整改方案

2.1 測點取樣裝置安裝位置改進

將滿水取樣裝置正壓側安裝位置改在汽包左側靠近取樣裝置1正壓側的位置，汽包水位自動調整參數修改為三取中或四取中方式，提高水位測量可靠性，并對水位計安裝提出以下改進方法：(1) 取樣管應穿過汽包內壁隔層，管口應盡量避開汽包內水汽工況不穩定區，若不能避開，應在汽包內取樣管口加裝穩流裝置。(2) 汽包水位計水側取樣管孔位置應低于鍋爐汽包水位停爐保護動作值，一般應有足夠的裕量。(3) 嚴禁采用將汽水取樣管引到一個連通容器(平衡容器)，再在平衡容器中段引出差壓水位計的汽水側取樣方法。

2.2 取樣管安裝布置方式改進

汽包水位取樣管平行敷設時應有1∶100的向下傾斜度，并且每一臺變送器的正、負壓管應包在一起，不能與其他取樣管包在一起。水位變送器安裝在取樣點下方振動小的地方，且水位取樣管中間不能存在能產生積水的管路。

2.3 鍋爐燃燒調整改進

循環流化床鍋爐汽包水位調整與床溫關系非常緊密，在汽包兩側水位出現大的偏差時，運行人員應重點從調節床溫入手。當床溫出現波動時，應首先確認給煤量是否均勻，然后才是給煤量多少的問題，給煤量過多或過少、風量過大或過小都會使燃燒惡化，床溫下降。在正常運行調整床溫時一定要保持給煤量和風量均勻，遵循“先加風后加煤”和“先減煤后減風”的原則，調節幅度盡量小，要注意根據床溫變化趨勢，掌握好提前時間量，使鍋爐左右側床溫平衡，減小兩側汽包水位的偏差。

2.4 汽包水位計投入方法改進

每次啟爐前，汽包上水做水位保護試驗時，將汽包內的水上至超過汽側取樣孔，并保持一段時間，此時，打開水位變送器排污門，待取樣管內無氣泡后關緊排污門，這樣可保證參比水柱達到量程值，以確保在整個啟爐、帶負荷過程中汽包水位準確。

2.5 水位信號抗干擾技術改進

汽包水位信號電纜布置較遠，且與其他電纜一起布置，導致外部信號干擾水位信號，所以，抑制水位信號干擾對保證水位信號測量準確性十分重要。現提出以下改進措施：(1) 除非廠家有特殊要求，進入DCS的信號均采用單點接地的方式并在控制柜處集中接地，這樣屏蔽層電壓為0，可顯著降低靜電感應電壓，避免形成地回路，有利于消除低頻干擾。(2) 當電纜屏蔽層采用一點接地時，其接地點應根據信號源和接收端是否接地來確定。多數測量信號屏蔽層應在DCS機柜側接地，但對于測量端接地的鎧裝熱電偶，DCS側屏蔽電纜應不接地。(3) 重要信號電纜宜采用總屏帶分屏的計算機專用屏蔽電纜，動力電纜采用屏蔽電纜；電纜敷設時信號電纜與動力電纜分層敷設或保持規定距離。(4) 為保證電纜屏蔽層接地的全程連續性，斷開電纜屏蔽線與接地線的連接，測量其與地線間的電阻應大于1 MΩ。(5) DCS控制系統電纜的選取至關重要，宜選用優質銅網屏蔽層的控制電纜，工作在干擾嚴重的環境中的電纜必須采用優質銅網屏蔽層的雙絞線電纜。(6) 嚴禁熱控系統的動力電源和測量信號合用一根電纜。(7) 信號電纜在控制系統側單點接地解決不了的干擾問題，可以在干擾源側進行單點接地試驗。

3 改造后效果

(1) 從圖2可以看出，改造后，循環流化床鍋爐4個汽包水位偏差穩定在10 mm以內，解決了汽包兩側水位偏差大的問題。(2) 改造后，任何一個汽包水位故障或水位計排污時，不影響其他水位測量的準確性。(3) 從圖2可以看出，改造后，汽包水位未出現大幅度波動現象，從根本上消除了信號干擾問題。

4 結語

循環流化床鍋爐汽包水位是機組安全穩定運行的重要參數，為了保證汽包水位信號的準確性，首先在施工期間要規范汽包水位測量裝置的安裝，其次在運行過程中要確保投入方法正確，并消除信號傳輸過程中的干擾，這樣才能從根本上解決汽包水位測量不準確的問題。

圖2 改造后4個汽包水位運行曲線

[1]侯子良.鍋爐汽包水位測量系統[M].中國電力出版社，2005

[2]趙偉杰，王勤輝，張文震，等.循環流化床鍋爐控制系統的設計和應用[M].中國電力出版社，2009

[3]岑可法.循環流化床鍋爐理論設計與運行[M].中國電力出版社，1998

2014-07-04

張立娣(1984—)，女，內蒙古人，講師，從事自動化教學工作。