張立娣

(寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏 銀川 750002)

循環(huán)流化床鍋爐水位測量不準(zhǔn)確的原因分析及整改措施

張立娣

(寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏 銀川 750002)

針對循環(huán)流化床鍋爐水位測量過程中常出現(xiàn)的4個水位計測量信號偏差大的問題進(jìn)行研究，對優(yōu)化汽包水位測點安裝方案、調(diào)整運行操作方法及消除信號干擾等方面進(jìn)行整改。結(jié)果表明，改造后解決了水位測量不準(zhǔn)確的問題。

循環(huán)流化床鍋爐；汽包水位；抗干擾技術(shù)；整改

0 引言

汽包水位是鍋爐運行中一個重要的監(jiān)控參數(shù)，它間接顯示了鍋爐負(fù)荷和給水的平衡關(guān)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(huán)流化床鍋爐在水位測量設(shè)計時有4個水位計，汽包左側(cè)布置汽包水位計1、4，汽包右側(cè)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(xiàn)偏差大的現(xiàn)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(huán)流化床鍋爐是在汽包左側(cè)安裝1個取樣裝置1及滿水監(jiān)測取樣裝置4，汽包右側(cè)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(cè)安裝在汽包蒸汽管路上，導(dǎo)致平衡容器無法凝結(jié)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(dāng)出現(xiàn)汽包兩側(cè)水位偏差大的情況時，由于左側(cè)水位測量裝置無對比，很難判定是設(shè)備出現(xiàn)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(yuǎn)，中間取樣管道平行段傾斜度不夠，導(dǎo)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(dāng)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(fā)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(hù)動作。

1.2 運行中的影響

1.2.1 燃燒調(diào)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(cè)床料厚度不同或一、二次風(fēng)量不同，導(dǎo)致兩側(cè)床溫不一致，進(jìn)而導(dǎo)致汽包兩側(cè)水位出現(xiàn)偏差，這種偏差不是測量裝置導(dǎo)致的，而是由于兩側(cè)實際水位出現(xiàn)不一致現(xiàn)象，偏差過大時會使水位左右晃動，嚴(yán)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(fù)壓側(cè)上水，這樣的上水方法會使得正壓側(cè)水位計取樣管內(nèi)的水位只能與汽包水位相同，平衡容器內(nèi)無法上水，只有在啟爐后平衡容器內(nèi)蒸汽凝結(jié)成水使平衡容器內(nèi)滿水后，才能準(zhǔn)確測量汽包水位，導(dǎo)致在啟爐初期無法檢測實際水位，并且這種上水方式易導(dǎo)致汽包水位取樣管內(nèi)產(chǎn)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(zhǔn)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(jìn)

將滿水取樣裝置正壓側(cè)安裝位置改在汽包左側(cè)靠近取樣裝置1正壓側(cè)的位置，汽包水位自動調(diào)整參數(shù)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(jìn)方法：(1) 取樣管應(yīng)穿過汽包內(nèi)壁隔層，管口應(yīng)盡量避開汽包內(nèi)水汽工況不穩(wěn)定區(qū)，若不能避開，應(yīng)在汽包內(nèi)取樣管口加裝穩(wěn)流裝置。(2) 汽包水位計水側(cè)取樣管孔位置應(yīng)低于鍋爐汽包水位停爐保護(hù)動作值，一般應(yīng)有足夠的裕量。(3) 嚴(yán)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(cè)取樣方法。

2.2 取樣管安裝布置方式改進(jìn)

汽包水位取樣管平行敷設(shè)時應(yīng)有1∶100的向下傾斜度，并且每一臺變送器的正、負(fù)壓管應(yīng)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(chǎn)生積水的管路。

2.3 鍋爐燃燒調(diào)整改進(jìn)

循環(huán)流化床鍋爐汽包水位調(diào)整與床溫關(guān)系非常緊密，在汽包兩側(cè)水位出現(xiàn)大的偏差時，運行人員應(yīng)重點從調(diào)節(jié)床溫入手。當(dāng)床溫出現(xiàn)波動時，應(yīng)首先確認(rèn)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(fēng)量過大或過小都會使燃燒惡化，床溫下降。在正常運行調(diào)整床溫時一定要保持給煤量和風(fēng)量均勻，遵循“先加風(fēng)后加煤”和“先減煤后減風(fēng)”的原則，調(diào)節(jié)幅度盡量小，要注意根據(jù)床溫變化趨勢，掌握好提前時間量，使鍋爐左右側(cè)床溫平衡，減小兩側(cè)汽包水位的偏差。

2.4 汽包水位計投入方法改進(jìn)

每次啟爐前，汽包上水做水位保護(hù)試驗時，將汽包內(nèi)的水上至超過汽側(cè)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(nèi)無氣泡后關(guān)緊排污門，這樣可保證參比水柱達(dá)到量程值，以確保在整個啟爐、帶負(fù)荷過程中汽包水位準(zhǔn)確。

2.5 水位信號抗干擾技術(shù)改進(jìn)

汽包水位信號電纜布置較遠(yuǎn)，且與其他電纜一起布置，導(dǎo)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(zhǔn)確性十分重要?，F(xiàn)提出以下改進(jìn)措施：(1) 除非廠家有特殊要求，進(jìn)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(yīng)電壓，避免形成地回路，有利于消除低頻干擾。(2) 當(dāng)電纜屏蔽層采用一點接地時，其接地點應(yīng)根據(jù)信號源和接收端是否接地來確定。多數(shù)測量信號屏蔽層應(yīng)在DCS機柜側(cè)接地，但對于測量端接地的鎧裝熱電偶，DCS側(cè)屏蔽電纜應(yīng)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(shè)時信號電纜與動力電纜分層敷設(shè)或保持規(guī)定距離。(4) 為保證電纜屏蔽層接地的全程連續(xù)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(yīng)大于1 MΩ。(5) DCS控制系統(tǒng)電纜的選取至關(guān)重要，宜選用優(yōu)質(zhì)銅網(wǎng)屏蔽層的控制電纜，工作在干擾嚴(yán)重的環(huán)境中的電纜必須采用優(yōu)質(zhì)銅網(wǎng)屏蔽層的雙絞線電纜。(6) 嚴(yán)禁熱控系統(tǒng)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(tǒng)側(cè)單點接地解決不了的干擾問題，可以在干擾源側(cè)進(jìn)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(huán)流化床鍋爐4個汽包水位偏差穩(wěn)定在10 mm以內(nèi)，解決了汽包兩側(cè)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(zhǔn)確性。(3) 從圖2可以看出，改造后，汽包水位未出現(xiàn)大幅度波動現(xiàn)象，從根本上消除了信號干擾問題。

4 結(jié)語

循環(huán)流化床鍋爐汽包水位是機組安全穩(wěn)定運行的重要參數(shù)，為了保證汽包水位信號的準(zhǔn)確性，首先在施工期間要規(guī)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(zhǔn)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(tǒng)[M].中國電力出版社，2005

[2]趙偉杰，王勤輝，張文震，等.循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用[M].中國電力出版社，2009

[3]岑可法.循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計與運行[M].中國電力出版社，1998

2014-07-04

張立娣(1984—)，女，內(nèi)蒙古人，講師，從事自動化教學(xué)工作。