关于锅炉水位测量偏差的原因及处理方法的探讨

晁彬(中石化中原油建工程有限公司， 濮阳 河南 457000)

关于锅炉水位测量偏差的原因及处理方法的探讨

晁彬(中石化中原油建工程有限公司， 濮阳 河南 457000)

介绍锅炉水位控制系统的组成、工作原理及汽包水位测量的准确性对锅炉安全运行的意义。分析锅炉汽包水位偏差的原因，总结汽包水位偏差的解决方案。

汽包水位；偏差；原因分析；解决方案

锅炉，在油田企业中是开采和输送原油生产中必不可少的热源装备。锅炉汽包水位控制在工艺允许范围内是锅炉安全运行极为重要的指标之一。水位过高会影响汽水分离效果影响蒸汽品质，严重时蒸汽中大量含水还会使管线发生水冲击造成设备损坏；水位过低会破坏水循环，烧坏水冷管壁引起干烧，爆炸等重大事故。因此，保证水位测量的准确对锅炉的安全运行有重要意义。本文简要介绍锅炉水位测量的方法，分析锅炉汽包水位偏差的原因，总结汽包水位偏差的解决方案。

1 汽包水位测量方法

(1)双色水位计。工作原理：双色水位计由红色和绿色光源及本体腔体组成，光源发出的红色和绿色光从两侧射向水位。在汽相部分，红光射向正前方，而绿光斜射到侧壁上被吸收。在液相部分，由于水的折射使绿光射向正前方，而红光斜射到壁上，因此在正前方观察，可看到汽相红色液相绿色。然后通过摄像机将图像送至控制室进行监视。

(2)电接点水位计。工作原理:由于水和汽的导电性能差异极大，测量筒上的电接点与筒壁之间的电阻也差别很大，在液态时由于介质电阻小，当电接点与筒壁间加上一直流电压时流过的电流大，反之未浸入液面时的电接点流过电流小，这两种状态下流过电流相差很大，可作为一种信号馈送到二次仪表，经放大处理后显示及控制输出，以达到显示液位的目的，从而可实现远距离监控。

(3)差压变送器配套冷凝罐或双室平衡容器。工作原理:冷凝罐与蒸汽侧相接的筒形容器内的液位高度保持不变,差压变送器的输出随汽包内的水位高度变化而变化。双室平衡容器基准杯内的液位高度保持不变,差压变送器的输出随汽包内的水位高度变化而变化.但平衡容器温度与汽包温度差别很大,为了消除与实际水位值偏差需要通过DCS或二次仪表进行修正。

2 锅炉汽包水位偏差的原因分析

(1)锅炉本体及取样位置测定误差。①安装过程中汽包两侧的水平度偏差要求应≤5mm，但一般情况下锅炉运行几年后，会受到支架下沉等因素影响偏差会增大甚至达到15～20mm。②一般情况，锅炉本体厂家对于锅炉水位取样位置的标高只做冷态测定，在实际安装环境下，不同的环境温度和不同的取样管路长度尤其是平衡容器无固定支架也会导致冷态修正的标高与热态时标高出现偏差，从而对水位测量产生偏差。

(2)运行问题及维护不当导致的误差。①对差压变送器取样管路保温不当或不一致会导致各取样管路平均温度难以确定，无法准确测定补偿系数，产生测量偏差。建议同侧差压变送器的取样管路应共同保温，避免由此带来的水位测量偏差。②排污阀门内漏引起的测量误差。由于汽包水位计量程相对较小，排污阀的内漏会对水位测量造成影响，建议保证锅炉用水水质及运行时对测量筒的彻底冲洗。③炉膛火焰中心偏移，或者长期运行的炉膛结焦程度不一致引起的汽包两侧循环效率差异导致的水位偏差。

(3)常用测量仪表产生测量误差。①双色水位计：双色水位计一次阀门堵塞；排污阀门泄漏；官腔内污染。锅炉在第一次点火运行时由于洗炉不彻底及水质问题容易发生阀门堵塞甚至污染玻璃管，导致双色水位计出现偏差。因此锅炉在启动过程中应严格按照流程做洗炉并监测水质变化，在水质良好是使汽包压力达到0.5MPa，再对水位计进行冲洗。②电接点水位计：电极污染。锅炉初次启动时，水质非常差；含有大量的铁锈和盐份，附着在电极上，很容易使电极与筒壁之间的电阻降低，造成显示错误。③差压变送器配套冷凝罐或双室平衡容器：差压变送器取样管保温及伴热不一致；差压变送器及双室平衡容室排污阀内漏；变送器量程与平衡容器尺寸不对应。

3 水位偏差处理对策

(1)取样管路规范化安装。汽包两侧取样管及取样阀门都应该做到良好保温且长度控制在10米内，同侧取样管应共同保温至变送器本体并且应伴热均匀；每个水位测量装置有独立的取样口；为防止排污阀内漏可采用两个截止阀串联使用。

(2)做好运行检修维护。取样位置的热态测定要严格把关，冷凝筒可安装支架用于热态调整；及时修正汽包水位的零水位偏差。变送器定期检查是否有零点漂移；管路冲洗时应保持汽包压力2MPa时进行。

(3)人工温度系数修正及优化DCS系统补偿公式。外置式平衡容器的差压式测量装置在不同季节通过人工测定进行温度修正以减少误差；优化系统补偿公式，降低经验公式产生的偏差。

4 结语

总之，产生水位测量偏差的原因众多，但正确的设备安装和规范的运行维护仍是保证汽包水位测量准确性的关键。因此在施工中严格按照施工技术规范，运行时应加强冲洗、排污和检漏，增大水位测量系统的准确性和可靠性，防止因水位的偏差大造成不必要的跳炉、跳机，避免由此造成的经济损失。