锅炉汽包水位监视基准表和保护仪表选型

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1、发表于《中国电力》2003年7期锅炉汽包水位监视基准表和保护仪表选型收稿日期：2003-03-10；修回日期：2003-05-00作者简介：高维信（1942-），男，江苏睢宁人，高级工程师（教授级），从事火电热工自动化工作。E-mail:webmaster@hawx.com高维信1，董强2，荆予华3，尤红军4，滕会英5(1.淮安维信仪器仪表有限公司，江苏淮安223001；2.山西阳光发电有限公司，山西阳泉045200；3.焦作电厂，河南焦作454001；4.马头发电总厂，河北邯郸056044；5.衡丰发电有限公司，河北衡水053000

2、)摘要：分析差压水位计环境温度修正难点、测量附加差压的不确定性和随机性、实测不稳定、易大幅度飘移、0位必须频繁核对等问题。差压式水位计的测量不稳定性影响保护全过程投入，保护实际传动校验问题多。通过差压水位计和新型电接点水位计的性能比较，指出监视基准表、主表和保护仪表不宜选用差压水位计，而应选用电接点水位计。提出保护与自调“合用”差压式信号的“危险集中”问题，并提供“危险分散”设计实例供借鉴。关键词：锅炉；汽包水位；监视基准表；保护仪表；选型；危险分散中图分类号：文献标识码：B文章编号：1004-9649（2003）07-0000-00

3、0前言云母、电接点、差压水位计是测量汽包水位的主要在用仪表，性能各有所长，但都有不容忽视的缺陷。汽包水位监控保护系统整体设计，按监视、自调、保护3个子系统对其测量装置主要性能的不同要求，优化配置相应仪表，是防止锅炉重大水位事故的重要策略。但监视基准和保护仪表配置问题长期未能妥善解决。由于认为短期内不可能解决电接点水位计误差大和水位测点少问题，由于保护与自调信号的“危险集中”问题尚未引起汽包水位测量系统配置设计的重视，规定差压水位计用于监视基准和保护，使之成为3个子系统的同一配置仪表。但差压水位计的实测值易变、误差不确定性，及差压式保护

4、在锅炉启动时不能投入、水位实际传动校验性能差等问题，并未解决。图1单室平衡容器系统在20多台超高压、亚临界锅炉上，新型高精度、高可靠性电接点水位计已可靠用于监视基准与保护，“汽包水位多测孔接管”新技术已成功地增加了水位测点。因此，对强调差压水位计用于监视基准与保护这一问题值得讨论。1差压水位计实测难点最主要问题在于一次测量系统（见图1），水位h转换为稳定的差压△P需一定过程，在“h—△P1”转换中环境温度准确修正难度大，不易消除传输附加差压△P2。1.1理论修正计算的难点h=［－△P1+（ρ－ρ″）gL］／［g（ρ′－ρ″）］----

5、---(1)图2正压室温度分布式(1)中：ρ为正压室水柱平均密度；ρ′为饱和水密度；ρ″为饱和汽密度；g为重力加速度；L为正压室水柱高度。(ρ′－ρ″)是汽包压力p的单值非线性函数，可较准确修正。(ρ－ρ″)是p和正压室平均温度Tcp的函数，准确计算Tcp是修正难点。正压室为传热枢轴，截面积：S；直径：D；周长：U；顶点为饱和水温度th；环境温度：Tc。计算Tcp，需取极短分析元体dx，研究正压室温度分布t=f（x），如图2所示，温度坐标0点位于Tc。otherstaffoftheCentre.Duringthewar,Zhuwast

6、ransferredbacktoJiangxi,andDirectorofthenewOfficeinJingdezhen,JiangxiCommitteeSecretary.Startingin1939servedasrecorderoftheWestNorthOrganization,SecretaryoftheSpecialCommitteeAfterthevictoryofthelongMarch,hehasbeentheNorthwestOfficeoftheFederationofStateenterprisesMinis

7、ter,ShenmufuguSARmissions,DirectorofNingxiaCountypartyCommitteeSecretaryandrecorderoftheCountypartyCommitteeSecretary,Ministersand热平衡方程：Qˊ－Q〞＝dQ-----(2)式(2)中Qˊ为输入热量；Q〞为输出热量；dQ为散热量。散热方程为：dQ＝αUtdx-----(3)式(3)中α为放热系数。由傅里叶定律有：------(4)------(5)式中λ为导热系数。由式（2）～式（5）得二阶一次微分方程：-

8、----(6)式(6)中m＝[(αU)/(λS)]0.5。方程边界条件：x=0时，顶点温度t（0）=th；当L/D大于50，枢轴可视为无限长，即x=∞时，t=0。通常，D=16mm，L=650～670mm，L/D接近50