汽包差壓式水位計(jì)測(cè)量分析及改進(jìn)

　　一、概況
　　
　　北京巴布科克-威爾科克斯有限公司制造的B&Wl025/18.44M型鍋爐，為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、單汽包自然循環(huán)水管式煤粉爐。其額定蒸發(fā)量為936.5t/h，zui大連續(xù)出力1004t/h;飽和蒸汽額定壓力為19.53MPa，zui大連續(xù)出力時(shí)為20.5MPa;過熱蒸汽額定壓力為18.34MPa，zui大連續(xù)出力時(shí)為18.44MPa。
　　
　　鍋爐共安裝有6臺(tái)水位計(jì)，在汽包的爐后左、右側(cè)各安裝2臺(tái)單室平衡容器差壓式水位計(jì)、一臺(tái)云母水位計(jì);左側(cè)差壓式水位計(jì)一臺(tái)用于滿水測(cè)量，一臺(tái)用于正常水位測(cè)量;右側(cè)差壓式水位計(jì)兩臺(tái)均用于正常水位測(cè)量。爐后兩側(cè)相鄰的2個(gè)汽（水）側(cè)取樣孔中心距均為17.2m，而每側(cè)的2個(gè)汽（水）側(cè)取樣孔中心距均為380mm;汽包上所有水位計(jì)的汽側(cè)連通管與水側(cè)連通管分別距汽包中心線為335mm，且汽包的正常水位線（零水位線）與汽包幾何中心線重合。
　　
　　二、巴-威公司原設(shè)計(jì)平衡容器剖析
　　
　　1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　
　　巴-威公司原設(shè)計(jì)的平衡容器結(jié)構(gòu)如圖1。　　
　　A、B為兩個(gè)等徑的三通接頭（320-20型）。1、2為汽側(cè)連通管（D28×4，長分別為252、510）,3為冷凝筒（D133×16、高240），4為水側(cè)連通管（D28×4，長為482），5為垂直連通管（DZ8×4，長為482）。不難看出，它與我國目前測(cè)量汽包水位所使用的單室平衡容器在結(jié)構(gòu)上存在著差異。汽側(cè)連通管與水側(cè)連通管之間有一根垂直連通管與二者相連，它與水側(cè)連通管的交點(diǎn)位于水側(cè)連通管的水平段上（水側(cè)三通接頭B），而與汽側(cè)連通管的交點(diǎn)（汽側(cè)三通接頭A）低于汽側(cè)連通管的水平段（距汽包中心線13Omm）。其技術(shù)特性為:正常水位時(shí)平衡容器輸出差壓Ap0=4.23kPa，平衡容器輸出zui大差壓△pmax=6.35kPa。
　　
　　2.問題及原因分析
　　
　　當(dāng)汽包水位在汽側(cè)三通接頭A以下變化時(shí)，平衡容器輸出的差壓值與汽包水位成線性關(guān)系，這與一般的單室平衡容器測(cè)量汽包水位的原理相同。而當(dāng)汽包水位上升并淹沒汽側(cè)三通接頭A時(shí)，汽側(cè)連通管內(nèi)的飽和蒸汽至凝筒的管路上就不是連續(xù)的飽和蒸汽，而是由垂直連通管內(nèi)的飽和水將汽側(cè)連通管中的飽和蒸汽分為兩段，一段與汽包相連，另一段與冷凝筒相連。由于汽側(cè)連通管內(nèi)形成水封，靠近冷凝筒側(cè)的汽壓隨溫度的降低而下降，平衡容器冷凝筒內(nèi)液面上所受的壓力小于汽包壓力（額定值19.53MPa），且形成水封的時(shí)間愈長，冷凝筒液面上所受的壓力相對(duì)原來愈小，這時(shí)汽包壓力作用于單室平衡容器正、負(fù)壓側(cè)的壓力值不相等，即正壓側(cè)小于負(fù)壓側(cè)。因此，單室平衡容器輸出的差壓值就不僅僅是正、負(fù)壓側(cè)的靜差壓值，而且還增加了汽側(cè)連通管內(nèi)形成
　　
　　水封時(shí)汽包壓力作用于正、負(fù)壓側(cè)的差值。由于汽包壓力值相對(duì)較大，所以該差值（值）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單室平衡容器的靜差壓值（定性分析）。如果將一臺(tái)差壓變送器（按使用要求校驗(yàn)好，量程為0~6.35kPa）接至平衡容器，將差壓變送器正側(cè)接平衡容器的水側(cè)，負(fù)側(cè)接平衡容器的負(fù)壓側(cè)，再將差壓變送器的零點(diǎn)進(jìn)行全程負(fù)遷移，在差壓變送器正常投入、鍋爐汽包壓力升至額定、而汽包水位上升至汽側(cè)三通接頭A時(shí)，差壓變送器所受的差壓值己經(jīng)超過其量程下限（OkPa），其輸出的電信號(hào)就會(huì)以一定的速度沿"高水位"的方向"飛升"。
　　
　　3.原設(shè)計(jì)平衡容器的工作原理
　　
　　由以上分析得知，當(dāng)汽包水位指示異常時(shí)，汽包實(shí)際水位線正好為原設(shè)計(jì)的高水位保護(hù)動(dòng)作值（13Omm）。只要汽包實(shí)際水位高于13Omm-指示值就出現(xiàn)異常，以一定的速度向其測(cè)量上限（+335mm）"飛升"，且水位與時(shí)間的函數(shù)為連續(xù)函數(shù)。若高水位保護(hù)的動(dòng)作值在+13Omm~+335mm范圍內(nèi)，汽包水位保護(hù)必然動(dòng)作。因此，原設(shè)計(jì)平衡容器的測(cè)量范圍應(yīng)為-13Omm~+335mm。
　　
　　三、改進(jìn)方案
　　
　　1.改進(jìn)原因
　　
　　高水位為+1OOmm，zui低水位為-1OOmm。不難看出，巴-威公司的平衡容器設(shè)計(jì)是正確的，而原高水位保護(hù)動(dòng)作值+30Omm沒有實(shí)際意義。要想使汽包水位的保護(hù)設(shè)定值+30Omm有實(shí)際意義，有必要對(duì)原有平衡容器進(jìn)行改進(jìn)。
　　
　　2.改進(jìn)方案
　　
　　為避免汽包水位升至一定高度時(shí)汽側(cè)水位天通管內(nèi)形成水封，以至在測(cè)量中發(fā)生"飛升"現(xiàn)象，需將原平衡容器中的垂直連通管去掉，使汽側(cè)連通管與水側(cè)連通管*隔離;平衡容器應(yīng)垂直安裝且與汽包的距離為45Omm，如圖2所示。或者，便垂直連通管垂直且相交于汽側(cè)連通管，交點(diǎn)位于汽側(cè)連通管的水平段上，使得汽側(cè)連大
　　
　　管向上、向汽包方向傾斜，水側(cè)連通管向下、汽包方向傾斜，斜度至少為1:100，如圖3所示。　　
　　四、結(jié)束語
　　
　　改進(jìn)后的平衡容器在測(cè)量汽包水位時(shí)，只有汽包水位的測(cè)量值等于高水位保護(hù)的動(dòng)作值時(shí)，高水位保護(hù)才能動(dòng)作。由此可見，改進(jìn)前、后的平衡容器在測(cè)量汽包水位時(shí)，其效果是不同的，各有特點(diǎn)?？梢?，巴—威公司原設(shè)計(jì)的平衡容器結(jié)構(gòu)新穎，它不但能測(cè)量汽包水位，而且還有種特殊的功能，既汽包水位的"機(jī)械"保護(hù)，在應(yīng)用上具有*的內(nèi)涵。