循环流化床锅炉水位测量不准确的原因分析及整改措施

张立娣

(宁夏职业技术学院，宁夏 银川 750002)

循环流化床锅炉水位测量不准确的原因分析及整改措施

张立娣

(宁夏职业技术学院，宁夏 银川 750002)

针对循环流化床锅炉水位测量过程中常出现的4个水位计测量信号偏差大的问题进行研究，对优化汽包水位测点安装方案、调整运行操作方法及消除信号干扰等方面进行整改。结果表明，改造后解决了水位测量不准确的问题。

循环流化床锅炉；汽包水位；抗干扰技术；整改

0 引言

汽包水位是锅炉运行中一个重要的监控参数，它间接显示了锅炉负荷和给水的平衡关系。维持汽包水位是保障汽机和锅炉安全运行的重要条件。循环流化床锅炉在水位测量设计时有4个水位计，汽包左侧布置汽包水位计1、4，汽包右侧布置汽包水位计2、3，在机组正常运行时，4个汽包水位信号常出现偏差大的现象。

1 问题分析

1.1 水位计的安装问题

1.1.1 测点取样装置取样位置不合理

循环流化床锅炉是在汽包左侧安装1个取样装置1及满水监测取样装置4，汽包右侧安装2个取样装置2、3，在机组正常运行中满水取样装置(图1)由于正压侧安装在汽包蒸汽管路上，导致平衡容器无法凝结水，显示水位与实际水位偏差大于250 mm，无任何参考价值。并且，当出现汽包两侧水位偏差大的情况时，由于左侧水位测量装置无对比，很难判定是设备出现问题还是实际水位偏差大。

图1 满水取样装置安装示意图

1.1.2 取样管安装布置存在问题

汽包水位变送器与取样点的距离布置较远，中间取样管道平行段倾斜度不够，导致取样管中存在气泡，使测量水位与实际水位存在较大偏差；其次，汽包水位引压管的保温层与汽包压力表管包在一起，当有一根表管在变送器端泄漏或排污时，由于该管温度较高，会影响其他表管温度，使取样管中水密度发生变化，造成其他变送器测量值大大偏离实际值，甚至有可能造成水位保护动作。

1.2 运行中的影响

1.2.1 燃烧调整对水位的影响

由于流化床锅炉炉床的存在，锅炉左右两侧床料厚度不同或一、二次风量不同，导致两侧床温不一致，进而导致汽包两侧水位出现偏差，这种偏差不是测量装置导致的，而是由于两侧实际水位出现不一致现象，偏差过大时会使水位左右晃动，严重影响机组运行安全。

1.2.2 汽包水位计投入方法存在的问题

一般通过打开平衡门使汽包水位计正负压侧上水，这样的上水方法会使得正压侧水位计取样管内的水位只能与汽包水位相同，平衡容器内无法上水，只有在启炉后平衡容器内蒸汽凝结成水使平衡容器内满水后，才能准确测量汽包水位，导致在启炉初期无法检测实际水位，并且这种上水方式易导致汽包水位取样管内产生气泡。

1.3 水位信号传输存在干扰

信号间的相互干扰也是水位信号不准确的原因之一。汽包水位传输信号为4～20 mA电流信号，在传输过程中需制定信号抗干扰措施。

2 整改方案

2.1 测点取样装置安装位置改进

将满水取样装置正压侧安装位置改在汽包左侧靠近取样装置1正压侧的位置，汽包水位自动调整参数修改为三取中或四取中方式，提高水位测量可靠性，并对水位计安装提出以下改进方法：(1) 取样管应穿过汽包内壁隔层，管口应尽量避开汽包内水汽工况不稳定区，若不能避开，应在汽包内取样管口加装稳流装置。(2) 汽包水位计水侧取样管孔位置应低于锅炉汽包水位停炉保护动作值，一般应有足够的裕量。(3) 严禁采用将汽水取样管引到一个连通容器(平衡容器)，再在平衡容器中段引出差压水位计的汽水侧取样方法。

2.2 取样管安装布置方式改进

汽包水位取样管平行敷设时应有1∶100的向下倾斜度，并且每一台变送器的正、负压管应包在一起，不能与其他取样管包在一起。水位变送器安装在取样点下方振动小的地方，且水位取样管中间不能存在能产生积水的管路。

2.3 锅炉燃烧调整改进

循环流化床锅炉汽包水位调整与床温关系非常紧密，在汽包两侧水位出现大的偏差时，运行人员应重点从调节床温入手。当床温出现波动时，应首先确认给煤量是否均匀，然后才是给煤量多少的问题，给煤量过多或过少、风量过大或过小都会使燃烧恶化，床温下降。在正常运行调整床温时一定要保持给煤量和风量均匀，遵循“先加风后加煤”和“先减煤后减风”的原则，调节幅度尽量小，要注意根据床温变化趋势，掌握好提前时间量，使锅炉左右侧床温平衡，减小两侧汽包水位的偏差。

2.4 汽包水位计投入方法改进

每次启炉前，汽包上水做水位保护试验时，将汽包内的水上至超过汽侧取样孔，并保持一段时间，此时，打开水位变送器排污门，待取样管内无气泡后关紧排污门，这样可保证参比水柱达到量程值，以确保在整个启炉、带负荷过程中汽包水位准确。

2.5 水位信号抗干扰技术改进

汽包水位信号电缆布置较远，且与其他电缆一起布置，导致外部信号干扰水位信号，所以，抑制水位信号干扰对保证水位信号测量准确性十分重要。现提出以下改进措施：(1) 除非厂家有特殊要求，进入DCS的信号均采用单点接地的方式并在控制柜处集中接地，这样屏蔽层电压为0，可显著降低静电感应电压，避免形成地回路，有利于消除低频干扰。(2) 当电缆屏蔽层采用一点接地时，其接地点应根据信号源和接收端是否接地来确定。多数测量信号屏蔽层应在DCS机柜侧接地，但对于测量端接地的铠装热电偶，DCS侧屏蔽电缆应不接地。(3) 重要信号电缆宜采用总屏带分屏的计算机专用屏蔽电缆，动力电缆采用屏蔽电缆；电缆敷设时信号电缆与动力电缆分层敷设或保持规定距离。(4) 为保证电缆屏蔽层接地的全程连续性，断开电缆屏蔽线与接地线的连接，测量其与地线间的电阻应大于1 MΩ。(5) DCS控制系统电缆的选取至关重要，宜选用优质铜网屏蔽层的控制电缆，工作在干扰严重的环境中的电缆必须采用优质铜网屏蔽层的双绞线电缆。(6) 严禁热控系统的动力电源和测量信号合用一根电缆。(7) 信号电缆在控制系统侧单点接地解决不了的干扰问题，可以在干扰源侧进行单点接地试验。

3 改造后效果

(1) 从图2可以看出，改造后，循环流化床锅炉4个汽包水位偏差稳定在10 mm以内，解决了汽包两侧水位偏差大的问题。(2) 改造后，任何一个汽包水位故障或水位计排污时，不影响其他水位测量的准确性。(3) 从图2可以看出，改造后，汽包水位未出现大幅度波动现象，从根本上消除了信号干扰问题。

4 结语

循环流化床锅炉汽包水位是机组安全稳定运行的重要参数，为了保证汽包水位信号的准确性，首先在施工期间要规范汽包水位测量装置的安装，其次在运行过程中要确保投入方法正确，并消除信号传输过程中的干扰，这样才能从根本上解决汽包水位测量不准确的问题。

图2 改造后4个汽包水位运行曲线

[1]侯子良.锅炉汽包水位测量系统[M].中国电力出版社，2005

[2]赵伟杰，王勤辉，张文震，等.循环流化床锅炉控制系统的设计和应用[M].中国电力出版社，2009

[3]岑可法.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].中国电力出版社，1998

2014-07-04

张立娣(1984—)，女，内蒙古人，讲师，从事自动化教学工作。