汽包水位测量有哪些误差来源

汽包水位测量。

就地水位计

有：玻璃板式水位计、就地双色水位计、电接点式水位计几种。原理都是通过连通器原理，即在液体密度相同的条件下，连通管中各个支管的液位均处于同一高度。见下图。只不过看的方式不同而已

对于就地水位计来讲，存在着散热误差，导致读数不准。

汽包水位测量。

上面公式推导过程：（假定饱和蒸汽密度与水位计中蒸汽的密度相同） H*ρ’=H1*ρ1+(H-H1) *ρ

’’ H*ρ’=H1*ρ1+H*ρ’’-H1* ρ’’ H*ρ’- H*ρ’’=H1*ρ1 -H1*ρ’’ H*(ρ’- ρ’’)=H1*(ρ1-ρ’’) H1=[(ρ’- ρ’’)/ (ρ1-ρ’’)]*H (1)直接“散热”误差

由于测量筒及其引管向周围空间散热，其水柱温度实际上低于容器内水的温度，直接影响水位计测量筒内水的密度ρ1，即测量筒内水的密度ρ1大于容器内水的密度ρ'，由(1)式可知水位计显示的水位H，比容器内水位H低。由(2)式可以看出，水位计测量筒散热越多，ρ1也就越大，因而测量误差｜△h｜越大，这种误差我们称为直接“散热”误差。为了减少直接“散热”误差｜△h｜，一般在水位计测量筒的下部至水侧连通管应加以保温，以减少测量筒水柱温度与容器内水的温度之差：同时水位计的汽侧

汽包水位测量的相关规范

汽包水位测量

国家电力公司“国电发（2001）795号”附件：

国家电力公司电站锅炉汽包水位测量系统配置、安装和使用若干规定（试行） 为了保证电站锅炉的安全运行，根据《防上电力生产重大事故的二十五项重点要求》中的“防上锅炉汽包满水和缺水事故”的有关要求，特制定本规定。

1．适用范围

本规定适用于国家电力公司系统超高压及亚临界火力发电用汽包锅炉。

2．水位测量系统的配置

2．1新建锅炉汽包应配备2套就地水位表和3套差压式水位测量装置，2套就地水位表中的1套可用电极式水位测量装置替代。在役锅炉汽包可根据现场实际和新建锅炉的配置要求进行相应的配置。

2．2锅炉汽包水位的调节、报警和保护应分别取自3个独立的差压变送器进行逻辑判断后的信号，并且该信号应进行压力、温度修正。

2．3就地水位表可采用玻璃板式、云母板式、牛眼式。

3．水位测量装置的安装

3．1每个水位测量装置都应具有独立的取样孔。不得在同一取样孔上并联多个水位测量装置；以避免相互影响，降低水位测量的可靠性。

3．2水位测量装置安装时，均应以汽包同一端的几何中心线为基准线，采用水准仪精确确定各水位测量装置的安装位置，不应以锅炉平台等物作为参比标准。

3．3安装水位测量装置取样阀门时，应使阀门阀杆

汽包内置水位平衡容器简介

众所周知，单室平衡容器及参比水柱内水的温度受环境温度和风向以及容器的结构、表管的走向布置影响较大，而水的密度与水的温度关系较大，一个较小的差压误差，经补偿计算后会增加近2倍的误差，给水位测量带来较大的一个随机误差。

DNZ系列汽包内置水位平衡容器，是秦皇岛华电测控设备有限公司根据多年来的工程实践而开发的专利产品（专利号：ZL03206523.X）。它将单室容器置于汽包内部，使其水容器和参比水柱永远处于饱和水温度环境下，克服了传统单室平衡容器的参比水柱水温难以测量的不足，避免大气环境温度对参比水柱水温、水柱密度的影响，从而使信号更加稳定、补偿公式更简单，测量的附加误差更小，提高监视测量的可信度，提高水位自动调节、保护稳定性。

汽包内置水位平衡容器的原理如图所示：

7219L1、冷凝罐2、汽侧管3、正压取样管4、负侧取样管5、DCS αγ2Lγ18ΔHH04356、差压变送器7、汽包8、平衡罐9、备用正压取样管6 汽包内置水位平衡容器的原理简述：

汽包内置水位平衡容器主要由1冷凝罐、3正压取样管、5 DCS、6差压变送器、8平衡罐等组成。汽包运行过程中饱和蒸汽进入到冷凝罐中冷凝成饱和水回流到平衡罐中，参比水柱所

水位补偿公式：

H=[ L*(ρ1-ρ3)*g-ΔP ] / (ρ2-ρ3)g

然后用H减去水位零点相对平衡容器下取样点的距离,得到的值就是修正后的汽包水位。

L为平衡容器两个取样管间高度（m） ρ1为凝结水密度 （kg/m3） ρ2为饱和水密度 （kg/m3） ρ3为饱和蒸汽密度（kg/m3） ΔP为变送器差压 （Pa） H为水位高度 （m） h0为汽包水位零点至下取样管高度（m）. H为补偿后水位，m。

补偿后水位：h=[ L*(ρ1-ρ3)*g-ΔP ] / (ρ2-ρ3)g -h0. 再把单位从米转为毫米。 如果L、h0、h单位为毫米，ΔP单位为mmH2O, ρ1、ρ2、ρ2单位为kg/m3。则公式为 h=[ L*(ρ1-ρ3)-ΔP*1000 ] / (ρ2-ρ3) -h0 理想气体状态方程:PV=nRT ∴PV=mRT/M,PM=ρRT

∴ρ=RT/PM[P为压强(Pa),M为摩尔质量(H2O=18g/mol),T为温度(K),R=8.314J/(mol·K)]

压力不同时,密度不同.用理想气体方程式计算. pv=nrt nr/v==p/t 单位p压力'pa\体积'm^3 n=8.134 t 绝对温度 单室平衡

19.2就地水位计的操作

19.2.1锅炉冷态时水位计的投入：

19.2.1.1确认水位计检修工作结束，设备完整，照明良好，符合投入要求；

19.2.1.2开启水位计汽、水侧一、二次门，关闭放水一、二、三次门； 19.2.1.3水位计随锅炉同时升压，汽包压力升到0.1MPa时，应冲洗汽包就地水位计，当汽包压力达0.5 MPa时，应通知检修和热工人员分别进行热紧螺丝和仪表疏放水； 19.2.2锅炉热态时水位计的投入：

19.2.2.1确认水位计检修工作结束，设备完整、照明良好，符合投入要求；

19.2.2.2确认水位计汽、水侧一、二次隔离门关闭，放水一、二、三次门开启；

19.2.2.3开汽、水侧一次门；

19.2.2.4微开汽侧二次门，暖管约30分钟，暖管合格后关闭汽侧二次门；

19.2.2.5如果水位计某些窗口进行过检修，应在暖管结束关闭汽门后，进行螺丝热紧工作。热紧工作结束后，再微开汽侧二次门，继续暖管5分钟以上，暖管合格后关闭汽侧二次门； 19.2.2.6关闭放水一次门；

19.2.2.7将汽、水侧二次门交替微开1/4圈（防止保护钢球堵死水位计表体进汽、进水口，如果因错误操作引起保护钢球堵死水位计进汽、

进水口会出现汽包水位指示不准现象，

《热工自动化信息》 2003 第1期 汽包水位监控保护测量系统配置优化

淮安维信仪器仪表有限公司 高维信

摘 要：简析汽包水位运行监控任务与需求、测量装置现状。重点分析在用监控保护一次测量系

统优化配置问题，优化配置思路。

关键词：汽包水位； 监控保护；一次测量；配置优化

在目前技术条件下，充分满足汽包水位运行监控需求，可靠防止大型锅炉汽包满缺水重大事故，难点在于汽包水位测量系统，更确切的说，在于一次测量系统。

汽包水位参数的特殊性决定了准确稳定测量的困难性。至今尚未研制出一种仪表能很好满足监视、自动调节、保护（包括水位高低停炉、联锁及热工信号报警）三个功能子系统的性能要求。为了提高汽包水位监控保护大系统准确性和可靠性，采取“化难为易”的策略，针对每个子系统对测量仪表性能的不同需求，研制出不同种类的汽包水位表，形成在用仪表的多样性。这就要求监控保护系统设计，根据现有仪表的性能状况优化配置子系统的一次测量系统。但是，优化配置问题未能很好解决，未能充分满足运行人员监控需求，以致近20年来严重满水和缺水事故仍时有发生，一般性事故、障碍、异常则更多。

1.优化设计应面向运行人员

运行人员安全监控任务是：了解水位大致分布，实时准确监控水位

19.2就地水位计的操作

19.2.1锅炉冷态时水位计的投入：

19.2.1.1确认水位计检修工作结束，设备完整，照明良好，符合投入要求；

19.2.1.2开启水位计汽、水侧一、二次门，关闭放水一、二、三次门； 19.2.1.3水位计随锅炉同时升压，汽包压力升到0.1MPa时，应冲洗汽包就地水位计，当汽包压力达0.5 MPa时，应通知检修和热工人员分别进行热紧螺丝和仪表疏放水； 19.2.2锅炉热态时水位计的投入：

19.2.2.1确认水位计检修工作结束，设备完整、照明良好，符合投入要求；

19.2.2.2确认水位计汽、水侧一、二次隔离门关闭，放水一、二、三次门开启；

19.2.2.3开汽、水侧一次门；

19.2.2.4微开汽侧二次门，暖管约30分钟，暖管合格后关闭汽侧二次门；

19.2.2.5如果水位计某些窗口进行过检修，应在暖管结束关闭汽门后，进行螺丝热紧工作。热紧工作结束后，再微开汽侧二次门，继续暖管5分钟以上，暖管合格后关闭汽侧二次门； 19.2.2.6关闭放水一次门；

19.2.2.7将汽、水侧二次门交替微开1/4圈（防止保护钢球堵死水位计表体进汽、进水口，如果因错误操作引起保护钢球堵死水位计进汽、

进水口会出现汽包水位指示不准现象，

内蒙古科技大学课程设计论文

第1章 绪论

1.1概述

锅炉作为一种把煤，石油或天然气等化石燃料所储藏的化石能转换成水或水蒸气的热

能的重要设备，长期以来在工业生产和居民生活中都扮演着极其重要的角色，它已经有二百多年的历史。换言之，锅炉是由气锅和炉子组成的。炉子指燃烧设备，为化石燃料的化石能提供必要的燃烧空间；起锅是指加热设备，为汽水循环和汽水吸热以及汽水分离提供必要的吸热和分离空间。

根据锅炉在生产和生活中所起的作用不同，可将其分为电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉等。其中电站锅炉主要用于发电；工业锅炉主要用于供给工、农业生产或驱动机械；而生活锅炉则主要用于提供热水及取暖。随着工业生产规模的不断扩大，生产过程不断加强，生产设备不断革新，锅炉也向着大容量、多参数、高效率方向发展。为确保安全，稳定生产，对锅炉设备的自动控制就显得十分重要。

1.2锅炉汽包水位传统控制方案及存在的问题

汽包水位的控制问题伴随着锅炉的出现而出现，长久以来一直是控制领域的一个典型问题。随着控制理论和控制技术的发展，锅炉自动化控制水平也在逐渐提高。期间主要经历了上世纪三、四十年代单参数仪表控制，四、五十年代单元组合仪表综合参数仪表控制，以及六十年代兴起的计算机控

兵团广播电视大学

毕业论文

题 目：锅炉汽包水位的视频监控数字兼容

学 生 姓 名：路正丽 系 别：机电工程系 专 业：热能动力 班 级：13-34班 指 导 教 师：卡拉哈尔老师

摘 要

锅炉是典型的复杂热工系统，目前，中国各种类型的锅炉有几十万台，由于设备分散、管理不善或技术原因，使多数锅炉难以处于良好工况，增加了锅炉的燃料消耗，降低了效率。锅炉的建模与控制问题一直是人们关注的焦点，而汽包水位是工锅炉安全、稳定运行的重要指标，保证水位控制在给定范围内，对于高蒸汽品质、减少设备损耗和运行损耗、确保整个网络安全运行具有要意义。

锅炉汽包水位高度，是确保安全生产和提供优质蒸汽的重要参数，对现代工业生产来说尤其是这样。因为现代锅炉的特点之一就是蒸发量显著提高，汽包容积相对变小，水位变化速度很快，稍不注意就容易造成汽包满水或者烧成干锅。在现代锅炉操作中，即使是缺水事故，也是非常

汽包水位影响因素及水位控制浅析

摘要：汽包水位是锅炉正常运行中最主要的监视参数之一，锅炉满水时蒸汽大量带水，会引起管道和汽机内产生严重的水冲击，造成设备的损坏。水位过低，会引起水循环的破坏，使水冷壁管超温过热，严重缺水时，还可能造成更严重的设备损坏事故。因此，加强对水位的监视和调整至关重要。本文结合对影响汽包水位非稳态因素的分析，对锅炉汽包水位正常调节、锅炉满水、锅炉缺水的操作进行具体总结。

关键字 汽包水位、非稳态、影响因素、处理

1锅炉汽包水位非稳态的影响因素

1.1 给水压力的变化

给水压力变化时，将使给水流量发生变化，从而破坏了给水量与蒸发量的平衡，引起水位变化。当给水压力增加时，给水流量增大，水位上升；给水压力下降时，给水流量减少，水位下降。给水压力波动过大，将使给水自动调节器失调。水压过低，则汽包进水困难，若给水压力低于汽包压力，给水将无法进入汽包，会造成锅炉严重缺水。给水泵故障、给水管道破裂、给水门故障等均能使给水压力降低，故应对给水压力和给水流量严格监视，注意控制给水流量与蒸汽流量相适应。

1.2 燃烧工况变化的影响

燃烧工况的改变对水位的影响也很大。在外界负荷及给水量不变的情况下，当燃料量突然增加，水位暂时升高而后下降；燃料突减，水位暂时