锅炉汽包双色水位计改造
锅炉汽包水位自动控制系统改造
循 环系统 的流量增 加 了， 原 有 的饱 和汽 水 中吸 从
痧 移 痧 驴 痧 驴 ， 护
度提 高 ， 使蒸 发 面下 的气 泡膨 胀 ， 位上 升 ， 致 液 导
蒸汽 流量及 汽包压 力 的提 高 ， 时 给水 流量 并未 这
（） ３ 炉膛 热负荷 的扰 动 。当燃 料量 突 然增 加 时， 传给锅炉 水 的热 量也增多 ， 上升 管 中的蒸 发温
１ 原 因分 析
（） １ 给水 流量 的干扰对 锅 炉水 位 的影 响 。当 给水流量增 加时 ， 起始 平衡 状 态 突然加 大给水 在 量 后 ， 给水量大 于蒸发量 ， 水位 开始时并不 立 虽 但
系统 为简单 的单 回路 ｌＤ调节 系 统 ， ａ ｉ 即通 过 自动 调节锅 炉给水量 的大小 ， 其适 应 蒸发 量 的变 化 使
用户 用量突然 增加时 ， 单从物料 不平衡 考虑 ， 包 汽
中蒸发量大于给水量 ， 汽包水位下降 ， 液位应当直 线下 降 ， 但实 际在 扰动 的 初始 瞬 间水 位不 但 没有
（ 收稿 日期 ２ １ —２２ ） ０ ０１ －５
传 热系数 ， 提高换热效 率 ， 补因换热管 材质变化 弥 带 来 的换 热效率降低 和换热 面积减少带来 的换热
效 果降低 的问题 。并 且在 轧 制螺 旋槽 时 ， 热管 换
的外径基 本保持 不 变 ， 换 热 管 的布管 数 量不 至 使
增加 ， 因而这种 液位也 属 于“ 假 液位 ” 虚 。但 这种
由于燃料 量 突然 变 化 引起 的虚 假 现象 比较 小 ， 这 种扰动 因素是 次要 的。 通过 对 ３种 干扰 因素 的分 析 ， 中给 水 流量 其 和 蒸 汽负 荷 的干扰影 响很 大 ， 有 的单 回路调 节 原 于 因其排列 方式 的改变而减 少太多 。
汽包水位保护逻辑优化升级改造
汽包水位保护逻辑优化升级改造唐山开滦东方发电有限责任公司建设有两台南汽2×135MW抽凝式汽轮发电机组，配以上海锅炉厂有限公司出品的2×490t/h超高压循环流化床锅炉。
一、汽包水位测量系统的概况东方发电公司超高压循环流化床锅炉汽包水位监控保护测量系统按2套就地水位表、3套差压水位计配置。
汽包水位测量装置由锅炉厂供货，相应安装位置均由锅炉厂提供。
按照工作原理的不同配置了两种水位测量系统：1、带工业电视的牛眼水位计两套，测点取自汽包左右端部；2、单室平衡室容器的差压变送器三套，用于汽包水位的自动调节和锅炉MFT保护，测点同样取自汽包左右端部，其测量的准确性和可靠性直接影响着锅炉运行的安全性和稳定性。
汽包水位测量监控系统的任务是：将水位准确控制在0线附近，使饱和蒸汽品质最佳；事故水位时手动或自动停炉。
汽包水位保护是机组最重要的保护之一，若锅炉汽包水位太高，使蒸汽带水，蒸汽品质变坏，将导致汽轮机叶片水蚀，日久还将使过热器和汽机通流部分结垢，热效率下降；若汽包水位过低将破坏锅炉整体水循环，引起水冷壁超温爆管，因此必须完善汽包水位的保护系统，优化保护逻辑。
二、汽包水位保护逻辑优化升级方案的提出原汽包高低水位保护逻辑中，各使用一个简单的三取二逻辑算法块，当来自三个差压变送器的信号中有两个满足时（即信号为"1"），输出信号即为"1"。
这种简单的三取二逻辑判断方式在三个汽包水位点都正常的情况下没有什么问题，但是当有一点或两点因某种原因须退出运行时，水位的保护逻辑就不能正常实现，有可能发生拒动现象。
根据二十五项反措要求，汽包水位当有一点因某种原因须退出运行时，应自动转换为二取一的逻辑判断方式；当有二点因某种原因须退出运行时，应自动转换为一取一的逻辑判断方式，以避免发生保护拒动现象。
因此东方发电公司两台锅炉必须在水位保护逻辑中引入测量点的状态判断，当某一点退出运行变成坏点时，将这一点退出保护逻辑，自动切换到另外两点二取一的逻辑判断方式；当两点都退出运行变成坏点时，自动切换到一取一的逻辑判断方式。
双色水位计的正确操作方法
双色水位计的正确操作方法为加强双色水位计运行维护，保证机组稳定运行，运行各班对双色水位计运行要予以充分重视，确使每一位班员都会正确冲洗水位计。
一．双色水位计的投入1.锅炉冷态时的投入：[A]. 确认水位计检修工作结束，照明齐全。
[b]. 开启水位计侧一、二次门，关闭放水门。
[c]. 水位计随锅炉一起升温升压。
2.锅炉热态时水位计的投入：注意双色水位计解列后重新投运时，需要充分预热。
[a]. 确认水位计检修工作结束，照明齐全。
[b]. 打开水位计排污门。
[c]. 微开水位计汽侧一出门。
[d]. 微开水位计汽侧二次门，对水位计预热20 ~ 30分钟，直至水位计本体温度稳定。
[f]. 进行水位计螺母复紧。
[g]. 开启水位计汽、水侧一次门。
[h]. 开水位计汽侧二次门1/5圈。
[I]. 开水位计水侧二次门1/5圈。
[j]. 水位计正常后，交替开启水位计汽，水侧二次门。
二．双色水位计解列水位计在运行中，如发生水位计严重泄露和爆破时，应将水位计解列，其操作步骤如下：[a]. 关闭水位计汽、水侧一次门。
[b]. 关闭汽、水侧二次门。
[c]. 开启排污门。
三．双色水位计冲洗水位计长期运行会结垢，导致显示不清，运行中需冲洗，以免运行人员误判断而造成水位事故。
冲洗水位计的步骤如下：[a]. 先将水位计汽、水侧二次门关闭后，再微开1/4 ~ 1/5圈，然后开启放水门，进行汽水管路及云母片的清洗。
[b]. 关闭汽侧二次门进行水侧管路及云母片冲洗。
[c]. 关闭水侧二次门，开汽侧二次门1/4 ~ 1/5圈，进行汽侧及云母片冲洗。
[d]. 微开水侧二次门1/4 ~ 1/5圈，关放水门，水位计应很快波动，指示清晰，否则应重新冲洗一次。
[e]. 缓慢将汽水侧二次门全开，认真观察水位，炉水开始进入水位计，使水位逐渐升高，直到水位有微小波动为止。
[f].冲洗完毕后并与另一只水位计水位对照指示相符。
[f]. 注意冲洗水位计时间不应过长，冲洗时防止开的过大或快会导致水位计中保护弹子堵死无法工作。
B49X-25锅炉透反射双色水位计使用说明讲课讲稿
B49X-25透反射锅炉双色水位计使用说明一、概述B49X－25型透反射式双色水位计是专用于各类承压容器及工业蒸汽锅炉和蒸汽机车锅炉的水位显示，有汽红水绿来指示液位高度。
是新乡市中博仪表有限公司的一个拳头产品。
该水位计有上下阀门与中间的水位显示仪三部分组成，排污阀与下阀相连，上下法兰与锅炉炉壁法兰连接，根据光的性质，红光和绿光的波长不同，在同种介质中的折射角不同，水对光的透射感光能力不同，构成了双色水位一、概述B49X－25型透反射式双色水位计是专用于各类承压容器及工业蒸汽锅炉和蒸汽机车锅炉的水位显示，有汽红水绿来指示液位高度。
经过新乡市中博仪表有限公司技术科的公关改造后。
该水位计有上下阀门与中间的水位显示仪三部分组成，排污阀与下阀相连，上下法兰与锅炉炉壁法兰连接，根据光的性质，红光和绿光的波长不同，在同种介质中的折射角不同，水对光的透射感光能力不同，构成了双色水位计的特殊结构，光源发出的光线经光学系统成像，形成汽红水绿双色显示，工作时把汽水阀打开，排污阀门关闭，这样水位计与炉水构成一个连通回路，根据连通器原理，则双色水位计水位高度就是锅炉内部的水位高度，这样由红绿即可判断锅炉里水位高度。
二、主要技术指标：1.安装中心距L（mm）：250 300 330 350 400 4402.可视高度（mm）：145 165 165 195 1953.公称压力：2.5Mpa 实验压力：1.5倍公称压力4.工作温度：≤225℃5.连接法兰标准：JB/T9245-1999 DN256.材质：铸铁铸钢不锈钢7.工作介质：水、蒸汽8.光源：AC36V/6W三、安装1、双色水位计属于精密仪表，出厂时已经调好，不能随意拆卸，不得敲击碰撞，防止玻璃破碎。
2、安装前应详细检查，并消除在运输过程中造成的缺陷，清理污垢。
3、安装时先将双色水位计的上下阀门法兰与锅炉炉壁法兰连接好，然后对水位计玻璃预热后方可运转。
4、电源感应器应放在清洁通风处，严禁与炉壁接触。
双色水位计(!)
430 mm
9
660mm
550mm
2003.10 版
4
□无盲区双色水位计□
长春锅炉仪表程控设备股份有限公司
3 .1 .2 B69H-16~32-W 型中 心 距 长 度 、 可 视 长 度 和 表 体 长 度 对 应 表 ：
中心距
观测窗数量 表体长度 可视长度
670mm/685mm
5
425mm 310 mm
2003.10 版
2
□无盲区双色水位计□
长春锅炉仪表程控设备股份有限公司
1 光源箱壳体 2 红绿玻璃支架 3 柱状卤钨灯 4 绿玻璃 5 红玻璃 6 调整螺钉 7 平玻璃 8 柱面镜 9 表体 10 观察罩壳体 11 标尺
图 2A 结构原理图（柱状卤钨灯）
1 光源箱壳体 2 红绿玻璃支架 3 冷光射灯 4 绿玻璃 5 红玻璃 6 调整螺钉 7 平玻璃 8 表体 9 观察罩壳体 10 标尺
※切记※表体、光源罩、高压截止阀的出厂编号应完全一致，注意
水 位 计 指 示 牌 （ 见 图 1）， 箭 头 表 示 安 装 方 向 ；“ 甲 侧 前 面 ” 表 示 此 表 为 甲 侧表，且此面为观测面。 4 .5 面 对 水 位 计 观 测 面 ， 表 体 在 阀 门 右 侧 为 甲 侧 （ 见 图 5 A）， 表 体 在 阀 门 左 侧 为 乙 侧 （ 见 图 5B）， 如 有 甲 、 乙 侧 要 求 ， 订 货 时 一 定 要 注 明 。 4 .6 配 有 温 度 热 补 偿 管 的 水 位 计 安 装 时 ，将 水 位 计 补 偿 管 法 兰 与 锅 炉 下 降 管 相 连 接 即 可（ 需 要 配 有 温 度 热 补 偿 管 的 水 位 计 在 订 货 时 ，合 同 上 一 定 要 注 明 ）。
汽包双色水位计的工作原理
汽包双色水位计的工作原理汽包双色水位计是一种用于测量液体水位的装置，广泛应用于工业生产、化工、能源等领域。
它通过气体和液体的密度差异，利用双色灯的原理来显示液体的高低水位，具有简单、直观、可靠的特点。
一、原理介绍汽包双色水位计的原理基于液体压力和气体压力的平衡关系。
其主要由以下几个部分组成：气室、引压管、液位管、双色指示管和双色灯。
其中，气室和液位管通过引压管相连，形成一个封闭的系统。
二、气室和引压管气室是一个密封的空间，内部充满压缩空气。
当液位上升时，液体压力增大，通过引压管传导到气室内部，使气室内的压力增加。
相反，当液位下降时，压缩空气将原来的液体压力传导到气室，使气室内的压力减小。
三、液位管和双色指示管液位管是连接在汽包的侧面，其中充满了液体。
当液体的高度低于液位管时，气室内的压力可以顺利传导到液位管上，与大气压力平衡。
而当液体的高度高于液位管时，液位管的液体压力将会抵抗气室内的压力，导致气室内的压力增加不明显。
四、双色灯双色指示管内部充满了两种颜色的水柱，分隔在一起。
颜色的转变取决于液位管与双色指示管的连接方式。
当液位高于液位管时，双色灯会显示一种颜色，而当液位低于液位管时，双色灯会显示另一种颜色。
五、工作过程当液位高于液位管时，液体与液位管连接，气室内的压力相对较高。
此时，由于液体的压力抵抗，气室内的压力会减小。
双色灯中的水柱会显示第一种颜色，以示液体高位状态。
而当液位低于液位管时，液体与液位管断开，气室内的压力相对较低。
此时，双色指示管中的液体压力几乎不受抵抗，气室内的压力会增加。
双色灯中的水柱则会显示第二种颜色，以示液体低位状态。
通过观察双色灯显示的颜色，我们可以判断液体的高低水位。
一般情况下，高位状态显示红色，低位状态显示绿色。
当液位变化时，双色灯的颜色也会相应改变，使操作者能够及时了解液体的水位情况。
六、优势和应用汽包双色水位计具有以下优势：1. 工作原理简单：通过液体和气体压力的平衡关系实现水位的测量，操作简单直观。
锅炉汽包双色液位计安全操作及保养规程
锅炉汽包双色液位计安全操作及保养规程一、前言锅炉液位是保证锅炉正常运行和安全的关键因素之一，而锅炉双色液位计则是目前应用最广泛的指示液位的装置之一。
本文旨在介绍锅炉汽包双色液位计的工作原理、安全操作方法以及保养规程，以提高锅炉液位管理的安全性和稳定性。
二、工作原理锅炉汽包双色液位计的工作原理是利用两种不同颜色的介质，通过反射、散射、折射等物理现象，将液位高度以红色和绿色的不同颜色显示在玻璃管上，以供操作人员观测判断。
其中，绿色代表液位高度在正常范围内，红色代表液位高度低于安全水位线。
三、安全操作方法1. 检查液位计在操作锅炉前，应先进行检查，确保锅炉汽包双色液位计完好无损，各部位连接牢固，消音器无堵塞现象，刻度清晰可见且无偏移等问题。
如发现液位计有异常情况，应及时通知相关人员进行处理。
2. 液位计操作在操作锅炉时，应保持液位计故障报警灯和声音报警器正常工作。
同时，操作人员应定期观察液位计的指示情况，根据红绿色指示灯的变化来判断锅炉液位是否正常，并进行相应的控制。
3. 巡视操作巡视操作是防范液位计故障的重要手段之一，应当定期进行。
巡视内容包括对液位计各部位的状态进行观察，如发现任何异常情况，应及时向相关技术人员汇报并进行处理。
4. 维修保养在液位计使用过程中，应按照规定时间计划进行液位计的维修保养，清洗管道、排泄水和防止消音器堵塞等工作，保证其正常工作。
对于液位计中腿部分，应定期进行清洗保养，以防止周围环境污染导致故障。
四、保养规程1. 常规保养对于锅炉汽包双色液位计，应定期检查各部位的连接情况，并清除管道中的污垢，消音器中堵塞的水。
另外，每周应对液位计进行一次操作，观察其工作情况是否正常，发现问题及时处理。
2. 清洗保养定期进行液位计的清洗保养工作，对于液位计中腿部分，每个月进行一次清洗，具体方法为：拆开液位计，并清洗其中的玻璃管和周围的管道。
清洗完毕后需要进行密封处理，以保证液位计的正常工作。
锅炉汽包水位的调整
300MW锅炉汽包水位的调整锅炉汽包水位的调整直接关系到整个机组的运行安全，调整操作不当将造成两种事故，一种是汽包满水事故（高三值锅炉MFT，机组掉闸），严重超过上限水位，使蒸汽带水严重，温度急剧下降，发生水冲击，损坏蒸汽管道和汽轮机组；另一种是汽包缺水事故（低三值锅炉MFT）；即水位低于能够维持锅炉正常水循环的水位，蒸汽温度急剧上升，水冷壁管得不到充分的冷却而发生过热爆管。
1 汽包水位的变化机理1.1 锅炉启动过程中的汽包水位变化锅炉点火初期，由于冷风带走的热量和燃油燃烧释放的热量相等，汽包水位无大的变化，当0.8t/h或1.7t/h的油枪增投至2支及以上时，炉水开始产生汽泡，汽水混合物的体积膨胀，汽包水位开始缓慢上升产生暂时的虚假水位，当水冷壁内水循环流速加快后，大量汽水混合物进人汽包进行分离，饱和蒸汽进入过热器，使汽包水位开始明显下降。
当到达冲转参数(主蒸汽压力3.5-4.2 MPa,主蒸汽温度320-360℃)、关闭30%旁路的过程中，蒸发量下降，很多已生成的蒸汽凝结为水，汽水混合物的体积缩小，促使汽包水位迅速下降，造成暂时的虚假水位，这时在给水量未变的情况下由于锅炉耗水量下降汽包水位会迅速回升。
在挂闸冲转后水位的变化相反。
机组并网后负荷50 -70MW给水主、旁路阀切换时，由于给水管路直径的变大使给水流量加大，汽包水位上升很快。
其它阶段只要给水量随负荷的上升及时增加，汽包水位的变化不太明显。
1.2 引风机、送风机、一次风机、磨煤机跳闸后汽包水位变化上述四大转动机械任意1台跳闸，相当于锅炉内燃烧减弱，水冷壁吸热量减少，汽泡减少，炉水体积缩小，使水位暂时下降。
从实际事故中观察，跳1台引风机后的10S内，给水自动以2 t/s的速度增加，汽包水位下降速率仍然高达5-6mm/s。
同时，汽压下降，饱和温度降低，炉水中汽泡数量又增加，水位又上升，即水位先低后高。
1.3 高加事故解列后汽包水位变化高加事故解列，即汽轮机的一、二、三段抽汽量突然快速为0。
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锅炉汽包双色水位计改造
摘要：湖南创元铝业集团自备电厂#1、#2炉汽包就地双色水位计频繁泄漏且云
母片上结垢看不清水位，严重影响了锅炉的安全稳定运行。
本文主要从现场技改
实例介绍新型式的汽包双色水位计。
关键词：锅炉汽包；就地水位计；改造
1 设备简介
1#、2#机组锅炉型号为SG-1025/17.5-540/540-M720，亚临界压力一次中间再
热自然循环锅炉，单炉膛四角切向燃烧，烟气挡板调温，采用中储式钢球磨热风
送粉、冷一次风系统，燃用河南贫瘦煤，半露天布置，全钢架悬吊结构，平衡通风，固态机械除渣。
每台锅炉汽包设置2台铁岭铁光仪器仪表有限责任公司生产
的TC-SMW22-IIIB型七窗无盲区云母双色水位计[1]。
2 原水位计存在的问题
2.1云母水位计泄漏
就地云母水位计泄漏主要出现在云母片密封组件泄漏，密封组件主要有人造
云母和天然云母组成，在运行过程中定期要对水位计进行冲洗，使水位计出现
冷热交变应力，造成了云母片脆裂从而造成泄漏，并且云母片密封组件有一定的
使用寿命，使用周期为 6 个月，大部分没有到6个月时间就要更换一次，每年仅
单台水位计云母片密封组件更换费用就达 2万元左右[2]。
2.2看不清水位
运行中云母挂垢，污物附着在云母靠水一面，固定不动，透光能力减弱色调
变差，云母严重剥离、云母击穿、玻璃受腐、玻璃破裂、污垢冲洗不掉，运行人
员不能从摄像头里看到真实地水位，影响正常的操作和调整。
2.3经常冲洗频繁操作，存在安全隐患
由于水位不清晰导致频繁冲洗，每月至少三次，经常操作水侧手动门、电动门、汽侧手动门、电动门及排污门，导致盘根漏汽给运行操作人员带来安全隐患。
3 改造目的
针对上述存在的问题，为保证锅炉安全稳定运行，减少维护费用，利用机组
检修的机会，引用铁岭铁光仪器仪表有限责任公司的TC－SMW－Ⅱ(Ⅲ)C(R)型系
列强冲洗热补偿长窗式双色水位计进行改造。
克服了原有云母水位计存在的不足，避免影响机组正常运行。
4 TC－SMW－Ⅱ(Ⅲ)C(R)型系列强冲洗热补偿长窗式双色水位计的结构与原
理
4.1新型水位计结构图
外形结构图
从结构图可看出，TC－SMW－Ⅱ(Ⅲ)C(R)型系列强冲洗热补偿长窗式双色水
位计较传统云母水位计在本体的顶部多了1个冷凝罐，本体下部多了一根伴热管，其它设计与传统云母水位计相同。
4.2工作原理
由光源发出的光通过红、绿滤色镜片，射向水位计本体液腔。
在腔内汽相部分，红光射向正前方，而绿光斜射到壁上被吸收。
而在腔内液相部分，由于水位
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，显示汽红水绿。
光源原理图（说明：涂黑表示绿色，涂灰表示红色）
5 TC－SMW－Ⅱ(Ⅲ)C(R)型系列强冲洗热补偿长窗式双色水位计的特点
5.1强冲洗功能：水位计本体顶部设置一个卧式冷凝器，罐体导管与二排窗
口的通孔相通，构成一个回路。
当饱和蒸汽流经冷凝器时，变成大量的冷凝水源
源不断地顺窗口表面冲洗观察窗，由于本系列水位计是长窗式，与冷凝水接触面
积较大，强制地将观察窗口云母上沾附的污垢带走，使窗口不易挂垢，达到颜色
清晰效果，减少了排污次数，提高了窗口备件的使用寿命。
窗口组件靠介质侧第
一片云母若采用人造云母，效果更佳。
5.2伴热功能：水位计完全伴热是在本体自上而下同时增加三个通孔，上端
通过强冲洗冷凝器与锅炉的饱和蒸汽相通，下部与锅炉的集中下降管相通。
这种
结构设计通过饱和蒸汽在本体内部循环流动将本体整体加热，减少了热量的损失，最大限度地补偿了水位差，较为真实地显示出汽包内的水位情况。
5.3无盲区：该系列水位计是在一块本体上并列设置两排窗口，通过光学原
理转换达到在水位计正前方±3°角范围内，无盲区同时连续监视到两排窗口红绿变化的情况，且红绿分明、界面清晰。
5.4二极管发光：光源采用红、绿色可见光的二极管LED高科技新光源（替
代易损件——灯管、红玻璃、绿玻璃）。
它可对红、绿供电分别调压，改变亮度，达到红、绿清晰。
它具有工作电压低、节能、寿命长、耐高温、发光率高、光色纯、调整方便、观察范围宽、颜色清晰、透明逼真、免维护等优点。
其寿命是普
通白炽灯的近100倍、节能10倍。
它具有体积小、重量轻、环保等优点，一经
安装使用可免维护、免更换[3]。
6 改造效果
#1、#2锅炉汽包就地双色水位计改造后投运效果良好，水位计水位线清晰
准确，与其它水位计基本一致，其、可靠性、准确性有了明显提高，通过自身
的冷凝罐凝结成水后延内壁流下直接冲洗云母片，不需要人工操作，大大减少了
操作风险。
7 结论
湖南创元铝业集团自备电厂#1、#2炉汽包就地双色水位计改造成功，提高
了锅炉的安全稳定运行，同时为其它锅炉汽包就地水位计改造提供了充分的理论
依据和实践经验，具有极高的推广价值。
参考文献：
[1] SG-1025/17.5-540/540-M720型锅炉说明书
[2] 湖南创元铝业集团公司自备电厂#1、#2锅炉汽包双色水位计改造三措两
案
[3] 铁岭铁光仪器仪表有限责任公司的TC－SMW－Ⅱ(Ⅲ)C(R)型系列强冲洗热
补偿长窗式双色水位计说明书
作者简介：
程国庆（1988-）男，助理工程师，从事火电厂锅炉设备维护、检修等工作。