单室平衡容器汽包水位测量的补偿技术研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.04.014单室平衡容器汽包水位测量的补偿技术研究田小弟1，阳征会1，刘会基2，魏睿2，吴红星2(1.青海铜业有限责任公司，西宁810008；2.金川集团股份有限公司，甘肃金昌737100)摘要：介绍了测量余热锅炉汽包水位的单室平衡容器的工作原理，分析了对该装置建立补偿系统的必要性及补偿方法，重点探讨了补偿系统中3个关键密度函数的推导过程和参比水柱平均密度测点的确定方法，以及使用这些密度函数所引起的误差。关键词：余热锅炉；汽包；饱和；单室平衡容器；补偿中图分类号：TF068.2+3文献标志码：A文章编号

2、：1007-7545（2015）04-0000-00CompensationTechnologytoMeasureWaterLevelofBoilerDrumwithSingle-condensationChamberTIANXiao-di1,YANGZheng-hui1,LIUHui-ji2,WEIRui2,WUHong-xing2(1.QinghaiCopperCo.Ltd.,Xining810008,China;2.JinchuanGroupCo.Ltd.,Jinchang737100,Gansu,China)Abstract：Workingprincipleof

3、single-condensationchambertomeasurewaterlevelofsteamdrumofwasteheatboilerwasintroduced.Necessitytoestablishchambercompensationsystemandcompensationmethodswereanalyzed.Deductionofthreekeydensityfunctionsofcompensationsystem,determinationofmeasuringpointforaveragedensityofreferencewatercol

4、umn,andfunctionerrorswerediscussed.Keywords：wasteheatboiler;steamdrum;saturation;single-condensationchamber;compensation底吹炉、转炉和制酸系统常设余热锅炉[1-3]降低烟气温度，回收余热，产出中压蒸汽发电、低压蒸汽供生产生活使用[4]。汽包水位控制是锅炉运行中最重要的内容，水位过低，循环热水带汽，影响炉水循环，损坏水冷壁，严重时造成锅炉爆炸；水位过高或急剧波动，引起蒸汽品质恶化和带水，蒸汽管道、汽轮机内部流道及叶片结盐和水冲击，损坏叶片和汽轮机轴系统[

5、5]。如果冶炼炉排放的烟气量波动较大，锅炉吸收热量不稳定，必会引起汽包水位大幅波动。因此汽包水位的控制在运行中非常重要，要实现有效控制先要准确测量汽包水位。1测量原理汽包水位测量方法主要有连通式、差压式、电容式、超声波式等。连通式主要用于就地水位，差压式如单、双室平衡容器主要用于控制和保护。差压式中，双室平衡容器机械的部分补偿了压力对水位测量的影响，在零水位及额定工况下较准确，当偏离零水位或额定压力时，往往出现过补偿和欠补偿[6]。本文分析了引起单室平衡容器产生测量误差的因素，在控制系统中建立完善的补偿系统，针对性地补偿引起误差的各种因素，从而得到准确的水位测量结果。1

6、.1单室平衡容器工作原理单室平衡容器汽包水位测量装置由单室平衡容器、差压变送器组成，工作原理如图1所示。图1单室平衡容器汽包水位测量的工作原理Fig.1Workingprincipleofsingle-condensationchamberformeasuringwaterlevelofsteamdrum收稿日期：2014-10-24基金项目：青海省123科技支撑计划项目（2012-G-157A）作者简介：田小弟（1972-），男，甘肃金昌人，工程师.图1中，平衡容器水平管接汽包汽侧取样孔，底部垂直管接差压变送器正压侧；由汽包水侧取样孔引出的水平取样管一路接差压变送器负

7、压端，一路接连通管。运行中蒸汽不断进入平衡容器并被冷凝，容器内液面高度保持恒定，多余凝结水经连通管回到汽包。连通管使取样管和连通器中的介质具有一定的流动性，可以防止冬季取样管冻结[2]。1.2水位计算由图1可知，差压变送器差压ΔP为：式中，P0为汽包汽侧取样管中心线平面以上总的静压力；g为重力加速度；P1为变送器引压管中高度从水侧取样管中心线到变送器入口之间的水柱的压力（正、负引压管中，两段水柱压力相等）；ρs为汽包内饱和水蒸汽的密度；ρw为汽包内饱和水的密度；ρa为参比水柱的密度；H为汽包水位的高度（汽包水位至水侧取样管中心线距离）；L