汽包水位偏差分析及调整方法

张焕祥　姚元旭　王永福

摘要：本文通过分析沙特拉比格项目在汽包水位方面遇到的问题，提出解决办法，希望对其他项目的燃油锅炉在设计、安装、校准时提供借鉴。

关键词：燃油锅炉；汽包水位；偏差；调整

汽包水位是监视锅炉运行的重要数据，维持正常的汽包水位是保证锅炉安全运行的必要条件。汽包水位过高会影响汽水分离的效果，使饱和蒸汽的湿度增大，含盐量增大。当水位升高到一定程度将造成蒸汽带水，蒸汽品质急剧恶化，盐类将在过热器内壁结垢，传热恶化，严重时导致过热器超温运行，造成管道泄露。

1.沙特项目及水位计简介

沙特拉比格项目锅炉为亚临界参数、自然循环锅炉，前后墙对冲方式燃烧，布置4层燃烧器和1层燃尽风。前后墙燃烧器各24只，燃尽风各6只。锅炉燃料为380CST重油。满负荷运行是汽包额定压力18.6MPa。

拉比格項目在汽包两侧各安装有一个双色水位计和电接点水位计作为辅助监视，在汽包的两侧每侧还各安装有2只单室平衡容器，其中汽包左前侧1个为满水位表，量程是-1144～+359，其余3个水位计作为水位监控的主要手段，参数汽包水位的控制，采用3个值取中间值的方式，量程为-461～+359。正常值：0±50mm， 报警值：±100mm， 跳闸值（MFT）： +200/-365mm。

2.拉比格项目汽包水位出现的问题

沙特项目在投入运行之后汽包水位经常出现偏差，在高负荷时经过一段时间运行两侧水位就会出现偏差而且会越来越大，期间由于汽包水位偏差大不得不降负荷运行，解除水位自动保护，甚至由于汽包水位过高，造成蒸汽带水，过热器前烟道悬吊管内部结垢，导致多次管道泄露事故。

沙特项目汽包水位偏差的主要表现为：

2.1同侧两个平衡容器之间有偏差；

2.2同侧平衡容器与双色及电接点之间有偏差；

2.3左右两侧水位之间经常出现较大偏差；

2.4控制水位和实际水位偏差大。

3.汽包水位偏差原因分析及采取措施。

汽包水位的偏差的原因主要有，一是水位计本身的原因，包括安装误差，冷凝罐变形等；第二是受热面受热不均造成的水位偏差，包括炉膛内燃烧不均，水冷壁存在结焦等。第三是由于汽包内汽水分离出力不均造成水位偏差；第四是炉水品质，如果炉水中的油脂、悬浮物或含盐浓度过高时，蒸汽泡的表面含有杂质而不易被撕破，在汽包水面上产生大量泡沫，使汽包水位急剧升高并产生强烈的波动现象。第五平衡容器水侧取样管内积气，造成水位波动；第六温度，压力补偿等存在偏差。

针对上述可能存在的原因，进行了检查分析，具体如下：

3.1对双色水位计、电接点的安装进行复查

双色水位计、电接点两侧安装误差和与汽包中心线的偏差均在规定范围内。排除安装原因造成水位测量误差。

3.2实际测量平衡容器参比水柱水温，和逻辑中温度补偿值进行比较。

通过对平衡容器参比水柱温度的在不同时段温度的测量，炉左侧水柱温度为41℃左右，炉右侧温度为35℃左右，平均温度为37℃。逻辑补偿里参比水柱温度设置的为60℃，

根据公式

通过计算在参比水柱为60℃时的水位要比实际37℃时的水位低2.5%，即20mm，当然管道内部水温要比37℃高，偏差应该比20mm稍小。

3.3检查平衡容器冷凝罐在长期运行时是否产生变形

经过检查冷凝管经过长期运行后产生变形，1号机产生了10mm的变形，2号炉产生了20mm左右的变形。

根据公式 。

拉比格项目满负荷运行时汽包压力压力为18.6MPa 温度为362摄氏度。对应的饱和水密度大约为：543.51Kg/m? 饱和蒸汽密度大约为133.39 Kg/m? 平衡容器（冷凝罐）参考水柱60℃时密度993.3 Kg/m?，可以算出在当冷凝管产生10mm偏差后，实际的水位变化21mm。

3.4利用停炉期间，对汽包内部装置进行检查。

汽包内部装置检查未发现影响汽水分离及汽包水位的异常因素，但通过汽包内水位遗留在汽包内部上的痕迹发现。①汽包内部水位存在不平，说明两侧水位有偏差的不是水位计测量原因，而是由于炉膛内燃烧不均造成的；②汽包水位存在一段时间高位运行，即实际水位比DCS控制水位高。说明DCS水位计不能确切反应汽包内真实水位，还需要修正，特别是参比水位温度和冷凝罐变形量需要在补偿中做修改。

3.5对炉膛内部水冷壁结焦情况进行检查。未发现炉膛水冷壁上存在结焦，可排除因水冷壁结焦造成吸热量不均引起的水位偏差。

针对检查出的问题，为消除不良因素对汽包水位的影响，采取了如下措施：

（1）将水侧平衡容器割除，用管道代替，避免平衡容器内部气体无法排除其水位精确测量产生影响。在将水侧平衡容器割除后没有任何变送器再出现以前波动剧烈的现象。

（2）对冷凝罐重新进行校正。校正后DCS与双色水位计的偏差油100mm减少到50mm，说明校正是有成效的。但在点炉后发现冷凝罐又出现10mm的偏差，已无法进行校正，决定将变形量修正到逻辑补偿中。

通过测量热态时平衡容器的A＼B值，根据测量数据，将平衡容器汽侧由410mm修正到437mm。水侧不做调整。

（3）重新设置补偿温度。通过在参比水柱上多点多次测量，决定将参比水柱温度设置为40℃和实际情况较为符合，减少DCS水位与实际水位的偏差。

在将温度补偿和汽侧数据修改后，在就地双色水位计液位不变情况下，差压式水位计显示液位提高了30mm，与双色水位计显示液位基本一致。

（4）提高炉水品质和蒸汽品质，将汽水品质标准由99版提高到为08版GBT 12145—2008。进一步降低炉水中的含盐量，避免因炉水含盐量高造成汽包内部产生汽包，形成假水位。

（5）在机组启动前将汽包上满水对平衡容器进行放气和冲洗。

4.总结

经过一系列的调整后，差压水位计与平衡容器和电接点水位计偏差已经缩小到合理范围，左右侧水位偏差在20mm内，控制水位和实际水位已比较接近，能满足机组正常运行。如在汽包水位出现偏差较大，又无法短时间恢复时，可以调节OFA挡板。当OFA挡板上开时，炉膛火焰中心上移，水冷壁区域的吸热量减少，汽包水位会上升，同理OFA挡板下开时，汽包水位会下降。所有可以通过调节左右侧OFA的开度可调平汽包水位。在OFA挡板上开时要注意观察再循环风机入口烟温，不要超过报警值。调节OFA挡板是作为应急手段，查找到水位偏差原因后要恢复原状态。