锅炉汽包水位监基准表和保护仪表选型.doc

锅炉汽包水位监视基准表和保护仪表选型 高维信1，董 强23，尤红军 4，滕会英5 (1.淮安维信仪器仪表有限公司，江苏 淮安 223001；2. 045200；3.焦作电厂，河南 焦作 454001； 4.河北 邯郸 056044； 053000) 摘 要：分析差压水位计环境温度修正难点、测量附加差压的不确定性和随机性、实测不稳定、易大幅度飘移、0位 中图分类号： 文献标识码：B 文章编号：1004-9649（2003）07-0000-00 0 前言 云母、电接点、差压水位计是测量汽包水位的主要在用仪表，性能各有所长，但都有不容忽视的缺陷。汽包水位监控保护系统整体设计，按监视、自调、保护子系统配置，是锅炉的重要。但监视基准和保护配置问题配置差压水位计监视基准保护子差压水位计实测值易变、误差不能投、传动校验性能差等问题并未解决在20多台超高压、亚临界锅炉上，新电接点水位用于基准保护差压水位计用于基准保护值得讨论。1 差压水位计实测难点 最主要问题在于一次测量系统（见图1），水位h转换为稳定的差压△P需一定过程，在“h—△P1”转换中环境温度准确修正难度大，不易消除传输附加差压△P2。 1.1 理论修正计算的难点 h =［－△P1+gL］／［g（-------(1) 式(1)中：ρ为正压室g为重力加速度L为正压室水柱高度。(ρ′－ρ″)是汽包压力p的单值非线性函数，可较准确修正。(ρ－ρ″)是Tc p的函数，准确计算Tc p是修正难点。 正压室为传热枢轴，截面积：S；直径：D；周长：U；顶点为饱和水温度t h；环境温度：T c 。计算 T c p，需取极短分析元体dx，研究正压室温度分布t=f（x），如图2所示，温度坐标0点位于T c 。 热平衡方程： Qˊ－ Q〞＝dQ -----(2) 式(2)中Qˊ为输入热量；Q〞为输出热量；dQ为散热量。 散热方程为： dQ＝αUtdx ----- (3) 式(3)中α为放热系数。 由傅里叶定律有： ------(4) ------(5) 式中λ为导热系数。 由式（2）～式（5）得二阶一次微分方程： -----(6) 式(6)中m＝[(αU)/(λS)]0.5。方程边界条件：x=0时，顶点温度t（0）= t h；当L/D大于50，枢轴可视为无限长，即x=∞时，t=0 。通常，D=16 mm，L=650～670 mm，L/D接近50，底点温度大于0 ，但接近于0 。 式（6）的解为t= t h e- m x ------(7) 可见，正压室温度为指数曲线分布。在0～L区间对t(x)积分，求平均值t c p : t c p＝(t h /m L)(1- e- m L ) ------(8) 由于式(8) 温度坐标0点位于T c ， 实际的平均温度Tc p＝(t h /m L)(1- e- m L)＋T c ------（9） 式(9)表明，Tc p与t h 、Tc 、λ、α、L 、S、U有关。而t h、λ又与汽包压力有关，放热系数α是变量、且量值不易确定。可见，Tc p 是随汽包压力、导热系数、放热系数变化的变量，工程计算复杂、难度大，实际计算误差必然导致(ρ－ρ″)修正误差大。 1.2 难以消除一次测量随机性附加差压 正负压传输竖直管路较长，两管有温差便有附加差压△P2，导致测量值飘移。例如，竖直管路10 m，正压管30 ℃、负压管20 ℃，在压力15.5 Mpa时附加差压340Pa，相当于测量值升高75 mm。很多老电厂的传输管路长达几十米，附加差压问题更严重。不少电厂为减小△P2而上移变送器。文献［1］指出，离平衡容器过近，仪表反应过于灵敏，不利于提高自动调节品质，热水易窜入变送器。 伴热腔的伴热投、停，或腔中其它管路排污，电热带烧坏或电源消失，传输管中的水冻冰，等因素都会形成很大附加差压，导致测量值大幅度“飘移”使仪表失效。传输管路中滞留有空气，风向改变，所产生附加差压也会使测量值发生明显“飘移”。 从附加差压的的形成，不难看出，附加差压的形成是随机的，量值难以确定，且变化无常，由附加差压问题引发的仪表故障，往往很难诊断、处理。 目前尚无有效方法消除或补偿附加差压。 1.3 试验整定法及缺陷 由于难以准确计算Tc p ，实际修正按下述方法确定：（1）给定。例如50 ℃，给定为冬夏环境温度平均值；以红外线测温仪测量正压室几点温度，取平均值作为常量Tc p。Tc p是变量，且不等于环境温度，显然会加大修正误差。（2）以铂电阻测量正压室与汽包零水位等高点壁温，作为Tc p。其效果好于（1）法，但该点温度不一定等于平均温度，由于铂电阻与管壁简易包扎固定测量，误差较大且不稳定，同样会加大修正误差。 由于各种参数的设定与