造成水位测量偏差的原因分析

造成水位测量偏差的原因分析及处理方法程金涛(山东电力建设第二工程公司济南 250100)摘要：对汽包、凝汽器、除氧器等容器的水位测量设备的原理、系统组成进行了介绍，对产生偏差的原因进行了分析，提出了纠正和预防由于测量设备误差以外的原因造成的测量偏差的方法。

关键词：水位偏差原因分析处理方法Analysis of the Reasons for Making Water Level Deviations andthe Way to Ｅliminate the DeviationsCheng Jin-Tao(Ｓhan Dong Electric Power Construction No.2 Company Ji Nan 250100) Abstract: Introduced the principle and the system composition of the water level measurement of the steam drum, the condenser and the deaerator; Analyzed the reason for making the deviations; gave the way to correct and prevent the deviations except the average error.Key Words: Water Level;Deviation; Analysis of the Reasons; the Way to Ｅliminate the Deviations由于汽包、凝汽器、除氧器等容器的水位异常会对机组造成严重的后果，所以上述容器的水位测量在电厂运行中是非常重要的参数，保证水位测量的正确对机组的安全运行有重要意义。

本文将分别对上述几个容器的水位测量原理、系统组成和产生偏差的原因及处理方法做详细的介绍和讨论。

一、汽包水位汽包水位的测量通常采用的方法有三种：双色水位计、电接点水位计、差压变送器测量。

(一) 双色水位计(图1)1.双色水位计工作原理：由红色和绿色光源发出的红色和绿色光从两侧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，而图1. 双色水位计在腔内液相部分，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，显示汽红水绿。

然后通过摄像机将图像送至控制室进行监视。

2.产生测量误差的原因分析A、汽侧或水侧的阀门堵塞。

特别在机组第一次点火时，这时由于锅炉第一次升温，锅炉管道内的残留物进入汽包内，进而进入双色水位计内，造成阀门堵塞。

B、安全子没有落下。

在对双色水位计冲洗时，没有按照正确的顺序操作阀门就会造成安全子被冲到上面，由于两侧存在很大压力差，安全子不能落下来。

C、玻璃管被污染。

如A所述，第一次点火时的水质很差，容易污染玻璃管壁，使折射能力下降。

D、排污门漏。

若在运行冲洗过程中，有大的颗粒进入排污门的密封面内，就会阻碍和损坏阀芯，造成泄漏。

3.处理方法A、在锅炉启动过程中，当汽包压力升到0.5MPa时，对水位计进行彻底的冲洗，直到水位计变的清亮为止。

B、在正常运行过程中按照厂家说明书对水位计进行检查或冲洗。

C、如果排污门无法关严，及时更换阀门。

(二) 电接点水位计1.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。

2.产生测量误差的原因分析A、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。

B、排污门泄漏。

原因同双色水位计中介绍的相同。

3. 处理方法A、定期冲洗。

特别是第一次锅炉点火时，必须要冲洗到水质清洁；并且在锅炉吹管过程中，经常的进行冲洗。

图2. 冷凝罐B、更换排污门。

(三) 差压变送器配套冷凝罐或双室平衡容器1.工作原理冷凝罐如图2所示,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.双室平衡容器如图3所示,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.由于平衡容器内部的温度与汽包内部的温度差别很大,图3. 双室平衡容器所以变送器的输出水位值与汽包内的实际水位值偏差很大,需要通过DCS或二次仪表进行修正。

2．产生偏差的原因分析（1）排污门渗漏由于汽包压力很高（十几兆帕以上），而变送器正负压侧的差压很小（几千帕），微小的渗漏就会对测量造成很大的影响。

（2）保温不合适对平衡容器的保温要求根据《电力建设施工及验收规范》（热工仪表及控制装置篇）的规定，平衡容器上部不能保温。

（3）伴热不合适在寒冷地区测量管路要进行伴热。

伴热一般有两种，一是采用蒸汽伴热，一是采用伴热电缆。

采用蒸汽伴热时蒸汽管要“之”字型敷设，其间距均匀。

采用伴热电缆伴热时，伴热电缆也要“之”字型敷设，且间距均匀。

（4）双室平衡容器内部密封不好双室平衡容器内部连通管与溢流室，基准杯与溢流室之间的渗漏也造成测量偏差。

(5)变送器量程与平衡容器尺寸不对应变送器的量程应该按照平衡容器的正负压侧的实际尺寸来校验，否则会因为不对应造成偏差。

（6）燃烧不平衡造成汽包两侧水位产生偏差由于大型锅炉的汽包长度达30多米，燃烧不平衡对两侧水位影响很大，导致两侧的蒸发量不一致产生水位偏差。

3、处理方法（1） 发现排污门渗漏，要及时更换。

（2） 检查保温符合要求。

（3） 管道保温前检查伴热装置布置合理。

（4） 双室平衡容器安装前要按照规范要求做密封试验。

（5） 变送器校验要与实际尺寸一致。

（6） 调整燃烧，保持两侧蒸发量一致。

二、 除氧器及加热器水位除氧器及加热器水位的测量通常采用的方法有三种：磁翻板水位计、浮球水位开关、差压变送器测量。

（一）磁翻板水位计1.工作原理外形如图4所示，当被测容器内的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180°，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红、白分界处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示。

2. 产生偏差的原因分析浮筒内脏，造成浮子卡死。

3、处理方法 确保水质清洁，投入时要用清水冲洗干净。

有时会因为水位剧烈变动造成红白翻板间隔出现，可用磁铁进行强制复位。

（二）浮球水位开关1、工作原理一般采用SOR 的机械式液位开关作为高低液位报警。

外型如图5所示。

安装时根据报警水位高度，通过开关上的动作标记来确定安装位置。

当水位超过或低于动作值时，浮球筒内的浮球带动内部的磁铁滑块移动，从而引起筒外面的微动开关动作。

2、产生误动作的原因分析触点接线错误，常开常闭接反。

浮球卡住。

图4. 磁翻板水位计图5. 液位开关3、处理方法检查接线，确保正确。

投入时冲洗干净。

（三）差压变送器1、工作原理工作原理与汽包水位的冷凝罐测量方式一样。

2、产生偏差的原因分析A、第一次投入时正压侧没有水，或水不满。

由于该变送器是满水的差压为零，所以在除氧器里面没有水的情况下显示是满水的。

由于是将正压侧作为基准，那么正压侧要保持稳定的水位高度；如果正压侧水位降低，则显示的水位偏高。

B、排污门漏。

排污门漏造成正负压侧的差压偏差增大，显示偏差增大。

3、处理方法第一次投入时必须先用凝结水将正压侧注满水。

正常运行时若出现偏差，首先将3个值（一般除氧器水位设计3个同样的变送器）进行比较，若3个显示值偏差大，应检查正压侧水位；具体做法是将一次门关闭，负压侧水排空，灌水处阀门打开，读变送器输出，若变送器输出小于实际正压侧高度，则说明正压侧水位降低了；如果再次灌满水后，过一段时间又出现上述现象，则检查管路和排污门是否渗漏。

三、凝汽器水位凝汽器水位测量通常采用磁翻板水位计和差压变送器两种。

（一）磁翻板水位计1、磁翻板水位计的原理已作介绍，不再复述。

2、产生偏差的原因分析由于凝汽器内部为真空，所以经常出现阀门、管接头处向内漏空气；将测量筒内的水位与凝汽器内部不平衡产生偏差。

3、处理方法检查各阀门、管接头处密封，若泄漏很小，可用黄油涂在接头处。

（二）差压变送器变送器注水口凝汽器图6. 凝汽器水位测量1、测量原理如图6所示,利用测量筒将水位引出,通过差压变送器测量筒内水位高度,来反映凝汽器内水位.2、产生偏差的原因A、如果测量设备和管道的阀门和接头处有渗漏，就会造成正负压侧压力产生偏差；若正压侧漏，将造成水位偏低；若负压侧漏，造成水位偏高。

B、如果取样位置距离疏水口较近，或直接在疏水口下方，就会对测量值产生影响。

3、处理方法在安装完成后，系统要做密封性试验。

在运行中有轻微渗漏可在接头处涂黄油临时解决。

安装前检查取样口避开疏水口；若无法避开，则加装隔离装置。

四、结论总之，产生偏差的原因大部分是由于施工原因、启动初期水质差、阀门故障造成的，因此在施工中严格按照施工技术规范施工，启动时加强冲洗、排污和检漏；防止因水位的偏差大造成不必要的跳炉、跳机；避免不必要的经济损失。