汽包水位课件

1、 1 1汽包水位测量的重要性汽包水位测量的重要性 保持锅炉汽包水位在正常范围内是锅炉运行的一保持锅炉汽包水位在正常范围内是锅炉运行的一 项重要的安全性指标。由于负荷、燃烧工况及给水流项重要的安全性指标。由于负荷、燃烧工况及给水流 量的变化，汽包水位会经常变化。众所周知，水位过量的变化，汽包水位会经常变化。众所周知，水位过 高或急剧波动会引起蒸汽品质恶化和带水，造成受热高或急剧波动会引起蒸汽品质恶化和带水，造成受热 面结盐，严重时会导致汽轮机水冲击振动、叶片损坏面结盐，严重时会导致汽轮机水冲击振动、叶片损坏 ；水位过低会引起排污失效，炉内加药进入蒸汽，甚；水位过低会引起排污失效，炉内加药进入蒸汽

2、，甚 至引起下降管带汽，影响炉水循环工况，造成炉管大至引起下降管带汽，影响炉水循环工况，造成炉管大 面积爆破。由于汽包水位测量和控制问题而造成的上面积爆破。由于汽包水位测量和控制问题而造成的上 述恶性事故的情况时有发生，严重影响火电厂运行的述恶性事故的情况时有发生，严重影响火电厂运行的 安全性。安全性。 锅炉运行中，我们是通过水位测量系统来监视和锅炉运行中，我们是通过水位测量系统来监视和 控制汽包水位的。当汽包水位超出正常运行范围时，控制汽包水位的。当汽包水位超出正常运行范围时， 报警系统将发出报警信号，保护系统将立即采取必要报警系统将发出报警信号，保护系统将立即采取必要 的保护措施，以确保锅

3、炉和汽轮机的安全。因此，锅的保护措施，以确保锅炉和汽轮机的安全。因此，锅 炉汽包水位测量系统是机组安全运行的极端重要的系炉汽包水位测量系统是机组安全运行的极端重要的系 统。统。 1 1汽包水位测量的重要性汽包水位测量的重要性 2 2汽包水位测量的基本要求汽包水位测量的基本要求 一、准确性好一、准确性好 汽包水位测量示值偏差在汽包水位测量示值偏差在 30mm 30mm 以内。以内。 二、可靠性高二、可靠性高 从汽包水位取样开始，到信号转换控制和保护回路，从汽包水位取样开始，到信号转换控制和保护回路， 以及供电回路均应十分可靠。对汽包水位测量、控制以及供电回路均应十分可靠。对汽包水位测量、控制 和

4、保护系统的配置应采用两种或以上工作原理共存的和保护系统的配置应采用两种或以上工作原理共存的 配置原则；锅炉汽包水位控制和保护用的水位测量信配置原则；锅炉汽包水位控制和保护用的水位测量信 号应采取三重冗余等。号应采取三重冗余等。 3 3汽包水位测量方法及误差汽包水位测量方法及误差 一、概述一、概述 从汽包水位测量基本原理来看，广泛应用的主要是基从汽包水位测量基本原理来看，广泛应用的主要是基 于联通管式于联通管式( (重力式重力式) )和差压式两种原理的锅炉汽包水和差压式两种原理的锅炉汽包水 位计。位计。 3 3汽包水位测量方法及误差汽包水位测量方法及误差 二、联通管式汽包水位计二、联通管式汽包水

5、位计 联通管式水位计结构简单联通管式水位计结构简单 ，显示直观，如右图所示，采，显示直观，如右图所示，采 取远传措施用摄像头等构成工取远传措施用摄像头等构成工 业电视水位计。业电视水位计。 3 3汽包水位测量方法及误差汽包水位测量方法及误差 联通管式汽包水位计测量方法及误联通管式汽包水位计测量方法及误 差差 3 3汽包水位测量方法及误差汽包水位测量方法及误差 联通管式汽包水位计测量方法及误差联通管式汽包水位计测量方法及误差 由于水位计管内的由于水位计管内的 水柱温度总是低于水柱温度总是低于 汽包内饱和水的温汽包内饱和水的温 度，因此，度，因此，aa 总是大于总是大于w w ， 水位计中的显示值

6、水位计中的显示值 总是总是低于低于汽包内实汽包内实 际水位高度际水位高度。 3 3汽包水位测量方法及误差汽包水位测量方法及误差 联通管式汽包水位计测量方法及误差联通管式汽包水位计测量方法及误差 随着锅炉压力的升高，就地水位计指示值愈低于汽包真随着锅炉压力的升高，就地水位计指示值愈低于汽包真 实水位。实水位。 汽包压力汽包压力 （MPa)MPa) 16.14- 16.14- 17.6517.65 17.66- 17.66- 18.3918.39 18.40-18.40- 19.6019.60 h(mm)h(mm)-76-76-102-102-150-150 3 3汽包水位测量方法及误差汽包水位测

7、量方法及误差 三、差压式汽包水位计三、差压式汽包水位计 差压式水位计是通过把水差压式水位计是通过把水 位高度的变化转换成差压的变位高度的变化转换成差压的变 化来测量水位的。我公司一期化来测量水位的。我公司一期 是通过单室平衡容器下的参比是通过单室平衡容器下的参比 水柱形成差压来测量汽包水位水柱形成差压来测量汽包水位 。 3 3汽包水位测量方法及误差汽包水位测量方法及误差 三、差压式汽包水位计三、差压式汽包水位计 3 3汽包水位测量方法及误差汽包水位测量方法及误差 可以看出可以看出, ,汽包水位与差压之间不是一个单变量汽包水位与差压之间不是一个单变量 函数关系，更不是一个线性函数关系；饱和水密度

8、和函数关系，更不是一个线性函数关系；饱和水密度和 饱和蒸汽密度的变化将影响测量结果。饱和蒸汽密度的变化将影响测量结果。 汽包压力的变化将影响差压水位计的测量结果。汽包压力的变化将影响差压水位计的测量结果。 此外，参比水柱温度变化同样也会影响差压水位计的此外，参比水柱温度变化同样也会影响差压水位计的 测量结果。且测量结果。且汽包压力和参比水柱温度对差压信号的汽包压力和参比水柱温度对差压信号的 相对误差的影响都是不可忽略的。相对误差的影响都是不可忽略的。 环境温度对水位测量精度的影响环境温度对水位测量精度的影响 gh gLp )( )(1 1 1 h h L L 差压变送器差压变送器 例题：当平衡

9、容器的平均温度由例题：当平衡容器的平均温度由 4040变化到变化到140140时，对水位测量的时，对水位测量的 影响。影响。L=600mm h=300mm L=600mm h=300mm 汽包压汽包压 力为力为16MPa(16MPa(绝对压力绝对压力) )。 Pa p 38408.9)4.1077.584(3.0 8.9)4.1071.999(6.0 4040时时 140140时时 Pa p 34628.9)4.1077.584(3.0 8.9)4.1078.934(6.0 mmm g pgL h 38038.0 8.9)4.1077.584( 34628.9)4.1071.999(6.0 )

10、( )(1 根据公式根据公式 3 3汽包水位测量方法及误差汽包水位测量方法及误差 汽包水位组态方框图汽包水位组态方框图 3 3汽包水位测量方法及误差汽包水位测量方法及误差 汽包水位组态图汽包水位组态图 4 4汽包水位配置汽包水位配置 汽包水位配置的原则：汽包水位配置的原则： 1 1必须采用两种或以上工作原理共存的配置组合，以防止必须采用两种或以上工作原理共存的配置组合，以防止 系统性故障。系统性故障。 2 2严格遵循锅炉汽包水位控制和保护独立性的原则，最大严格遵循锅炉汽包水位控制和保护独立性的原则，最大 限度的减少故障风险。限度的减少故障风险。 3 3汽包水位至少应配置两种互相独立的监视仪表。

11、汽包水位至少应配置两种互相独立的监视仪表。 4 4汽包水位保护和控制的测量系统至少应按三重冗余的原汽包水位保护和控制的测量系统至少应按三重冗余的原 则设计。则设计。 5 5汽包水位测量信号应采取完善的坏信号检查手段，以便汽包水位测量信号应采取完善的坏信号检查手段，以便 及早发现异常。及早发现异常。 5 5汽包水位安装的要求汽包水位安装的要求 1 1、取样管应穿过汽包内壁隔层，、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管口应尽量避开汽包内水汽工况 不稳定区（如安全阀排汽口、汽不稳定区（如安全阀排汽口、汽 包进水口、下降管口、汽水分离包进水口、下降管口、汽水分离 器水槽处等），若不

12、能避开时，器水槽处等），若不能避开时， 应在汽包内取样管口加装稳流装应在汽包内取样管口加装稳流装 置。置。 2 2、汽包水位计水侧取样管孔位置、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作值，一般应有足够的裕量( (对于对于 300MW300MW及以上机组，应有及以上机组，应有30mm30mm左右左右 的裕量的裕量) )。 5 5汽包水位安装的要求汽包水位安装的要求 3 3、水位计、水位平衡容器、水位计、水位平衡容器 或变送器与汽包联接的取样或变送器与汽包联接的取样 管，一般应至少有管，一般应至少有1 1：100100的的 斜

13、度，对于就地联通管式水斜度，对于就地联通管式水 位计位计( (即玻璃板式、云母板即玻璃板式、云母板 式、牛眼式、电接点式式、牛眼式、电接点式) )， 汽侧取样管为取样孔侧高，汽侧取样管为取样孔侧高， 水侧取样管为取样孔侧低。水侧取样管为取样孔侧低。 对于差压式水位计，汽侧取对于差压式水位计，汽侧取 样管为取样孔侧低，水侧取样管为取样孔侧低，水侧取 样管为取样孔侧高。样管为取样孔侧高。 5 5汽包水位安装的要求汽包水位安装的要求 4 4、就地连通管式水位计和、就地连通管式水位计和 差压式水位计的汽、水侧取差压式水位计的汽、水侧取 样门的安装，应使其门杆处样门的安装，应使其门杆处 于水平位置。取样

14、门及取样于水平位置。取样门及取样 管的通流内径，应不小于管的通流内径，应不小于 25mm25mm。 我公司：我公司： 高压手动截止阀高压手动截止阀 PN32 DN25PN32 DN25 无缝钢管无缝钢管32X432X4 5 5汽包水位安装的要求汽包水位安装的要求 5 5、汽包水位测量系统，应采取、汽包水位测量系统，应采取 正确的保温、伴热及防冻措施，正确的保温、伴热及防冻措施， 以保证汽包水位测量系统的正常以保证汽包水位测量系统的正常 运行及正确性。取样门、汽和水运行及正确性。取样门、汽和水 侧取样管、及其之间连通管，均侧取样管、及其之间连通管，均 需良好保温需良好保温, ,差压式水位计平衡差

15、压式水位计平衡 容器及垂直段取样管不应保温。容器及垂直段取样管不应保温。 两取样管平行敷设，共同保温，两取样管平行敷设，共同保温， 中间不能有保温隔离层，伴热设中间不能有保温隔离层，伴热设 施对两管伴热均匀，不应造成两施对两管伴热均匀，不应造成两 管内冷凝水出现温差。管内冷凝水出现温差。 6 6汽包水位保护可靠性配置汽包水位保护可靠性配置 1 1、保护定值：、保护定值： 6 6汽包水位保护可靠性配置汽包水位保护可靠性配置 2 2、汽包水位信号形成回路：、汽包水位信号形成回路： 汽包水位汽包水位 变送器变送器 I/0I/0模件（模件（MCS2MCS2） 水位自动控制水位自动控制 H/L H/L判

16、断（判断（MCS2MCS2） 保护逻辑（保护逻辑（BMSBMS） 6 6汽包水位保护可靠性配置汽包水位保护可靠性配置 3 3、汽包水位保护冗余配置：、汽包水位保护冗余配置： 锅炉汽包水位保护应分别取自锅炉汽包水位保护应分别取自3 3个独立的差压式水位测量装个独立的差压式水位测量装 置的信号，分别通过置的信号，分别通过3 3个独立的个独立的I/OI/O模件，引入模件，引入MCSMCS的冗余控制的冗余控制 器，经器，经H/LH/L判断后分成判断后分成3 3路硬接线去路硬接线去BMS(DEH)BMS(DEH)控制器经三取二控制器经三取二 判断后用于保护。判断后用于保护。 6 6汽包水位保护可靠性配置

17、汽包水位保护可靠性配置 我公司汽包水位保护冗余配置：我公司汽包水位保护冗余配置： 名称位置 I/0模件（进MCS） AI I/0模件（MCS出） DO I/0模件（进BMS） DI LT01002汽包左侧9-1A 高四值：9-6A(去DEH) 高三值：9-6A 低三值：9-6A 高三值：29-7B 低三值：29-6B LT01003汽包左侧9-2A 高四值：9-6C(去DEH) 高三值：9-6C 低三值：9-6C 高三值：29-7A 低三值：29-6A LT01004汽包右侧9-3A 高四值：9-6D(去DEH) 高三值：9-6D 低三值：9-6D 高三值：29-5B 低三值：29-5B 6

18、6汽包水位保护可靠性配置汽包水位保护可靠性配置 我公司汽包水位保护组态设计：我公司汽包水位保护组态设计： 正常情况下正常情况下, ,汽包水位测量值经三取二判断保护动作；汽包水位测量值经三取二判断保护动作； 任意一点故障，汽包水位测量值经二取一判断保护动作；任意一点故障，汽包水位测量值经二取一判断保护动作； 任意两点故障，汽包水位测量值经一取一判断保护动作；任意两点故障，汽包水位测量值经一取一判断保护动作； 7 7汽包水位维护经验反馈汽包水位维护经验反馈 一、案例分析一、案例分析 现象现象：20122012年年2 2月月2 2日日13:4013:40接运行通知，锅炉上水后，就地汽接运行通知，锅炉

19、上水后，就地汽 包双色水位计无法显示水位，远传汽包水位显示一直为最低包双色水位计无法显示水位，远传汽包水位显示一直为最低 水位。水位。 处理过程处理过程：就地检查汽包水位变送器柜内伴热带发热正常，：就地检查汽包水位变送器柜内伴热带发热正常， 怀疑汽包小室内汽包水位取样管裸露部分（该处取样管裸露怀疑汽包小室内汽包水位取样管裸露部分（该处取样管裸露 部分是按照二十五项反措要求不能包保温）及汽包水位取样部分是按照二十五项反措要求不能包保温）及汽包水位取样 管一次门处上冻。联系综合专业对这两处取样管理进行加热管一次门处上冻。联系综合专业对这两处取样管理进行加热 解冻后，解冻后，1616：4040分汽包

20、水位显示正常。分汽包水位显示正常。 7 7汽包水位维护经验反馈汽包水位维护经验反馈 异常发生原因分析异常发生原因分析： 1 1、冬季停炉期间，汽包水位变送器取样管内冷凝水未进行放、冬季停炉期间，汽包水位变送器取样管内冷凝水未进行放 水，导致没有伴热的管路上冻。水，导致没有伴热的管路上冻。 2 2、就地双色水位计无法正常显示水位，导致锅炉上水后不能、就地双色水位计无法正常显示水位，导致锅炉上水后不能 反映汽包内是否已经见水。反映汽包内是否已经见水。 防范措施防范措施： 1 1、全面检查现场所有汽水系统变送器取样管伴热情况，发现、全面检查现场所有汽水系统变送器取样管伴热情况，发现 的问题立即安排进

21、行处理；的问题立即安排进行处理； 2 2、冬季停炉后，对汽包水位取样管进行放水，防止取样管上、冬季停炉后，对汽包水位取样管进行放水，防止取样管上 冻；冻； 7 7汽包水位维护经验反馈汽包水位维护经验反馈 3 3、锅炉启动前，进行汽包水位变送器灌水以保证水位显示正、锅炉启动前，进行汽包水位变送器灌水以保证水位显示正 常；常； 4 4、停炉期间，锅炉专业安排人员检修汽包就地双色水位计，、停炉期间，锅炉专业安排人员检修汽包就地双色水位计， 保证启动时就地水位显示正常；保证启动时就地水位显示正常； 5 5、严格按照二十五项反措的要求，对汽包水位测点加强监督、严格按照二十五项反措的要求，对汽包水位测点加

22、强监督 ，启动前做汽包水位传动试验，确保测量值真实，保护动作，启动前做汽包水位传动试验，确保测量值真实，保护动作 正确。正确。 7 7汽包水位维护经验反馈汽包水位维护经验反馈 二、汽包水位传动试验二、汽包水位传动试验 1 1、2525项反措相关说明：项反措相关说明： 锅炉汽包水位保护在锅炉启动前和停炉前应进行实际传锅炉汽包水位保护在锅炉启动前和停炉前应进行实际传 动校检。用上水方法进行高水位保护试验、用排污门放水的动校检。用上水方法进行高水位保护试验、用排污门放水的 方法进行低水位保护试验，严禁用信号短接方法进行模拟传方法进行低水位保护试验，严禁用信号短接方法进行模拟传 动替代。动替代。 2

23、2、我公司汽包水位传动方法：、我公司汽包水位传动方法： 锅炉上水后，热工人员通知运行人员汽包上水至最高水锅炉上水后，热工人员通知运行人员汽包上水至最高水 位，进行差压水位计正、负压侧灌水；差压水位计投运后，位，进行差压水位计正、负压侧灌水；差压水位计投运后， 将汽包内水位上至锅炉主保护动作定值，实际验证汽包水位将汽包内水位上至锅炉主保护动作定值，实际验证汽包水位 动作值与保护定值是否一致。动作值与保护定值是否一致。 7 7汽包水位维护经验反馈汽包水位维护经验反馈 三、汽包水位保护管理三、汽包水位保护管理 2525项反措相关要求项反措相关要求： 1 1、当各水位计偏差大于、当各水位计偏差大于30

24、mm30mm时时( (控制循环汽包炉偏差应控制循环汽包炉偏差应 小于小于50mm)50mm)，就立即汇报，并查明原因予以消除。当不能保证，就立即汇报，并查明原因予以消除。当不能保证 两种类型水位计正常运行时，必须停炉处理。两种类型水位计正常运行时，必须停炉处理。 2 2、当一套水位测量装置因故障退出运行时，应填写处理、当一套水位测量装置因故障退出运行时，应填写处理 故障的工作票，工作票应写明故障原因、处理方案、危险因故障的工作票，工作票应写明故障原因、处理方案、危险因 素预告等注项，一般应在素预告等注项，一般应在8h8h内恢复。若不能完成，应制定措内恢复。若不能完成，应制定措 施，经总工程师批

25、准，允许延长工期，但最多不能超过施，经总工程师批准，允许延长工期，但最多不能超过24h24h， 并报上级主管部门备案。并报上级主管部门备案。 7 7汽包水位维护经验反馈汽包水位维护经验反馈 三、汽包水位保护管理三、汽包水位保护管理 2525项反措相关要求项反措相关要求： 3 3、当有二点因某种原因须退出运行时，应自动转为一取、当有二点因某种原因须退出运行时，应自动转为一取 一的逻辑判断方式，应制定相应的安全运行措施，经总工程一的逻辑判断方式，应制定相应的安全运行措施，经总工程 师批准，限期恢复，如逾期不能恢复，应立即停止锅炉运行师批准，限期恢复，如逾期不能恢复，应立即停止锅炉运行 。 4 4、

26、锅炉水位保护的停退，必须严格执行书面审批制度。、锅炉水位保护的停退，必须严格执行书面审批制度。 5 5、汽包锅炉水位保护是锅炉启动的必备条件之一，水位、汽包锅炉水位保护是锅炉启动的必备条件之一，水位 保护不完整严禁启动。保护不完整严禁启动。 6 6、当在运行中无法判断汽包确实水位时，应紧急停炉。、当在运行中无法判断汽包确实水位时，应紧急停炉。 8 8防止汽包缺水、满水事故执行检查表防止汽包缺水、满水事故执行检查表 项目项目序号序号25项反措要求项反措要求 检查情况检查情况 是是否否 水位计的配水位计的配 置置 1锅炉是否配置二只（及以上）彼此独立的就地汽包水位计锅炉是否配置二只（及以上）彼此独立的就地汽包水位计 2是否配置二只（及以上）远传汽包水位计是否配置二只（及以上）远传汽包水位计 3水位计是否采用