求教：如何进行锅炉水位保护实验！
这是这对中压以上锅炉冲洗水位计方法《》
冲洗水位计是为了清洁水位计的云母片或玻璃管，防止汽或水连通管堵塞，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：
(1)先将汽水侧二次门关闭后．再开1／4—1／3圈，然后开启放水门，进行汽水管路及云母片的清洗。
(2)关闭汽侧二次门进行水侧管路及云母片冲洗。
（3）关水侧二次门，微开汽侧二次门，进行汽侧及云母片冲洗。
(4)微开水侧二次门，关放水门，水位应很快上升轻微波动，指示清晰，否则应重新冲洗一次。
(5)将汽水侧二次门全开，并与另一只水位计对照指示相符。
(6)冲洗水位计时间不应过长，并防止水位计中保护弹子堵塞。
由灯炮发出光，通过红、绿滤色片，再通过聚光镜射向水位计本体。在水位计本体内，汽相部分红光射向正前方，而绿光斜射壁面上被吸收；而在本体的液相部分，绿光射向正前方，而红光斜射到壁面上被吸引，这样在正前方就看到汽红水绿的现象
双色水位计冲洗方法为：
1 水位计因水质各异，长期运行会造成结垢，导致红、绿色显示不清晰，可根据需要进行冲洗，冲洗方法分为：汽冲洗和水冲洗、
2 汽冲洗：
首先将水位计的一、二次阀完全关闭，然后微开排污阀，将汽侧一次阀开启到全开，再将汽侧二次阀缓慢开启1/5圈，利用高压蒸汽冲洗结垢的云母片，通过控制汽侧二次阀的开度来调节高压蒸汽的流量（开度不可过大，否则保险子堵死通道），冲洗时间3—5分钟，若水位计已清晰，可停止冲洗工作。冲洗完毕，关闭二次阀、排污阀、一次阀。中国电力联盟-电力论坛8 w- p8 w, O- f- 3 水冲洗：
缔造电力行业最具权威的技术交流平台|热电|火电|核电|水电|标准| 首先关闭水位计汽侧一、二次阀、水侧二次阀，隔离水位计。然后打开水位计排污阀，待水放净后关闭排污阀，此时便开始水位计的冲洗工作。冲洗水位计时由开、关水侧二次阀来控制冲洗水的压力，缓慢并微开水位计水侧二次阀，使水依次流过水侧二次阀、水汽侧阀之间的连通管、汽侧二次阀、水位计，使水位计充满水，然后关闭水侧二次阀，开启排污阀，依靠水位计内的压力与水的自重带走污垢。反复冲洗几次后检查，若水位计已清晰，可停止冲洗工作。电力联盟 缔造4 若水位计经过多次反复冲洗水位计仍不清晰时，为安全起见应停止冲洗，更换云母密封组件。
无盲区系列双色水位计阀门内设有保险子，即钢球保护装置,投运前此阀门处于关闭状态。投运时先开启一次阀，然后将水位计的汽阀缓慢开启1/5圈，再将水阀缓慢开启1/5圈，即将关闭状态，直至全开。否则如水位计阀门一次全开，保险子会将通道堵死，出现假水位而造成严重事故。如果因错误操作引起保险子堵死通道时，应立即处理，处理方法是：立即关闭阀门，不得延误时间，然后按上述开启阀门方法重新操作一次。锅炉正常运行时要全开水位计的汽、水阀门，否则保险子起不到保护作用。
防止锅炉汽包满水和缺水事故
锅炉汽包满水事故一般是指锅炉水位严重高于汽包正常运行水位的上限值，
使锅炉蒸汽严重带水，使蒸汽温度急剧下降，蒸汽管道发生水冲击。锅炉汽包缺
水事故是指锅炉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。锅炉汽包满水和缺水事故严重威
胁机组的安全运行，轻者造成机组非计划停运，严重时可造成汽轮机和锅炉设备
的严重损坏。
例如：秦皇岛电厂发生引进型亚临界1025t／h强制循环汽包锅炉严重缺水重
大事故。1997年12月16日，高压加热器满水，高压加热器水位保护动作，自动退
出解列。高压加热器水位保护动作后，由于高压加热器人口三通阀电动头与阀芯
传动机构固定键脱落，旁路门未能联动开启(CFIT显示旁路门开启)，导致锅炉断
水；汽包水位计由于环境温度(温度补偿设计定值500(2，实际130~C)的影响造成
了测量误差，水位虚高108mm，使汽包低水位保护拒动；锅炉A循环泵在测量系统
故障的情况下，又未采取替代措施而失去了保护作用，由于采用三取三的保护逻
辑，因而在水循环破坏的情况下，B、C循环泵差压低跳泵，A泵只发差压低报警而
未能跳泵，导致MFT未动作；值班人员未能对水循环破坏、锅炉断水作出正确的判
断，并在发现主蒸汽温度以平均45℃／min速率升高的情况下，也未能按规程的规
定实施紧急停机，最终造成水冷壁大面积爆破的重大事故。
又如：新乡电厂发生2号锅炉满水造成2号机组轴系断裂事故。1990年1月25日
03：20，在2号锅炉灭火后，在恢复过程中，因给水调整门漏流量大(漏流量达
120t／h)，运行人员未能有效控制汽包水位，导致汽包水位直线上升，汽温急剧
下降，造成汽轮机水冲击。运行人员未能及时发现汽温急剧下降，使低温蒸汽较
长时间进入汽轮机。低温蒸汽进入汽轮机，造成汽缸等静止部件在温差应力作用
下变形，转轴弯曲，动静部件发生径向严重碰磨，轴系断裂。
综合典型事故分析，水位表失灵和指示不正确、锅炉水位保护拒动、给水系
统故障、违反运行规程、误判断、误操作等是造成锅炉汽包满水和缺水事故的主
要原因，因此，应从汽包水位测量系统的配置、安装和使用以及给水系统的维护
等方面出发，制定相应的反事故技术措施。
一、条文8。1
原文：“ 1 汽包锅炉应至少配置两只彼此独立的就地汽包水位计和两只
远传汽包水位计。水位计的配置应采用两种以上工作原理共存的配置方式，以保
证在任何运行工况下锅炉汽包水位的正确监视。”
目前，国内锅炉汽包水位表由于没有配置标准，汽包配置水位表数量过多，一
般都在6套以上，如一台600MW机组锅炉，其汽包水位表多达12套，而且形式多样
，其目的在于提高锅炉水位监视的可靠性、准确性。实际上，由于各种水位表的
测量原理、安装位置、结构不同，它们之间的显示值存在较大的偏差，容易给运
行人员的汽包水位监视造成混乱，同时，锅炉汽包开孔过多，也影响汽包的强度
，不利于锅炉的安全运行。
国外的锅炉汽包通常配置1—2套就地水位表和3套差压式水位表，而锅炉汽包
水位的监视、自动控制、越限报警和跳闸保护完全依靠3套差压式水位表来实现。
目前我国部分成套引进的锅炉，也按照上述原则配置，运行10年来，也未发生过
由于锅炉汽包水位表问题引起的事故。
因此，要求新建锅炉汽包可配置具有独立测点的1—2套就地水位表和3套差压
式水位表。就地水位表可以采用玻璃板式、云母板式、牛眼式、磁性翻板式、电
极式水位表。考虑到各地的习惯，2套就地水位表中可以有一套采用电极式水位表
。
由于在役锅炉汽包水位取样孔的位置已经确定，而开口高度也不同，按新机
标准的要求进行配置，实施起来比较困难。因此，可在不改变取样孔的情况下进
行相应的配置，但锅炉汽包水位调节和水位保护的信号应采用有压力、温度补偿
的差压式水位表的信号。
二、条文 2
原文：“ 2 汽包水位计的安装。
2．1 取样管应穿过汽包内壁隔层，管口应尽量避开汽包内水汽工况不稳
定区(如安全阀排汽口、汽包进水口、下降管口、汽水分离器水槽处等)，若不能
避开时，应在汽包内取样管口加装稳流装置。
2．2 汽包水位计水侧取样管孔位置应低于锅炉汽包水位停炉保护动作值
，一般应有足够的裕量。
2．3 水位计、水位平衡容器或变送器与汽包连接的取样管，一般应至少
有1：100的斜度，汽侧取样管应向上向汽包方向倾斜，水侧取样管应向下向汽包
方向倾斜。
2．4 新安装的机组必须核实汽包水位取样孔的位置、结构及水位计平衡
容器安装尺寸，均符合要求。
2．5 差压式水位计严禁采用将汽水取样管引到一个连通容器(平衡容器)
，再在平衡容器中段引出差压水位计的汽水侧取样的方法。”
为了保证锅炉汽包的水位测量准确，水位表的安装应满足如下要求。
(1)水位表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。
(2)水位表安装时，均应以汽包同一端的几何中心线为基准线，必须采用水准
仪精确确定各水位表的安装位置，不应以锅炉平台等物作为参照标准。
(3)水位表汽水侧取样阀门安装时应使阀杆处于水平位置，以避免在阀门内形
成水塞。为了缓冲汽包水位快速波动对测量的影响，可以在水位表侧汽水取样管
间加装连通管。
(4)水位表的开孔位置、取样管的管径应根据锅炉汽包内部设备的结构、布置
和锅炉的运行方式，由锅炉制造厂负责确定和提供。
(5)就地水位表的安装。
1)就地水位表的零水位线应较汽包内的零水位线低，降低的值取决于汽包工
作压力。
2)安装取样管时应保证管道的倾斜度不小于100：1。对于汽侧取样管应使取
样孔侧高，对于水侧取样管应使取样孔侧低。
3)就地水位表汽水取样管、取样阀门和连通管均应保温。
(6)差压水位表的安装。
1)差压水位表的平衡容器应为单室平衡容器，即直径约lOcm的球体或球头圆
柱体(容积为300—800em3)容器前汽水取样管应有连通管。
2)安装取样管时应保证管道的倾斜度不小于100：1。对于汽侧取样管应使取
样孔侧低，对于水侧取样管应使取样孔侧高。
3)禁止在连通管中段取样作为差压水位表的汽水取样管(见图8-1)。由于其存
在着较大的测量误差，上海锅炉厂生产的引进型锅炉，若水位达到低水位跳闸值
为—381mm时，其差压已超过其差压水位表量程860mm，所以低水位保护始终无法
动作。
4)差压水位表汽水取样管、取样阀门和连通管均应保温。平衡容器及容器下
部形成参比水柱的管道不得保温。引到差压变送器的两根管道应平行敷设共同保
温，并根据需要采取防冻措施。
三、条文 3、 4
原文：“ 3 对于过热器出口压力为13．5MPa及以上的锅炉，其汽包水位
计应以差压式(带压力修正回路)水位计为基准。汽包水位信号应采用三选中值的
方式进行优选。
3．1 差压水位计(变送器)应采用压力补偿。汽包水位测量应充分考虑平
衡容器的温度变化造成的影响，必要时采用补偿措施。
3．2 汽包水位测量系统，应采取正确的保温、伴热及防冻措施，以保证
汽包水位测量系统的正常运行及正确性。
4 汽包就地水位计的零位应以制造厂提供的数据为准，并进行核对、标
定。随着锅炉压力的升高，就地水位计指示值愈低于汽包真实水位，表8—1给出
不同压力下就地水位计的正常水位示值和汽包实际零水位的差值Δh，仅供参考。
”
表8-1 就地水位计的正常水位示值和汽包实际零水位的差值Δh
┌───────┬────────┬────────┬────────
┐
│ 汽包压力 │ │ │
│
│ │ 16．14，1 65│ 1 66，1 39│ 1 40，19．60
│
│ (MPa) │ │ │
│
├───────┼────────┼────────┼────────
┤
│ Δh (mm) │ 一76 │ —102 │ —150
│
└───────┴────────┴────────┴────────
┘
(1)就地水位表。
目前，现行的规程要求锅炉水位的监视以就地水位表为基准，其存在的主要
问题如下。
1)就地水位表显示的水位始终低于锅炉汽包的实际水位。
就地水位表是按照连通管原理测量水位，在液体密度相同的条件下，连通管
各支管的液位处于同一高度。但是就地水位表因受外界环境的影响，就地水位表
内水的平均温度低于汽包内水的饱和温度，使就地水位表内水的密度比汽包中水
的密度高，从而造成水位表水位低于汽包的实际水位，并且随着锅炉压力的升高
，就地水位表指示值愈低于汽包真实水位。表8-1给出不同压力下就地水位计的正
常水位示值和汽包实际零水位的差值△h。对于亚临界锅炉，在额定汽压下，就地
水位表的正常水位比汽包内的正常水位要低150mm。
2)在额定汽压下，当汽包水位偏离零水位时，就地水位表显示的水位变化值
较汽包中的水位实际变化值要小。
锅炉汽包水位升高时，水位表中水的散热面增加，水位表中水的温度将进一
步降低，水位表中水的密度进一步加大，造成水位表显示的水位升高变化值小于
汽包中水位的实际变化值；当汽包水位降低时，水位表中水的散热面减少，水位
表中水的温度相对升高，水位表中水的密度相对降低，也造成水位表显示的水位
降低变化值要比汽包中水位的实际水位变化值小。当汽包压力为19MPa时，如汽包
水位变化±lOOmm，就地水位表显示值仅变化±50mm。
就地水位表的误差为非定值，在不同工况下，其误差的变化有很大的差异。
因此，就地水位表全程指示最为准确的观点必须改变。
(2)电极式水位计。
电极式水位计的基本工作原理与就地水位表完全相同，都是连通管原理，故
其存在的问题与就地水位表完全一样，即电极式水位表的零水位与汽包正常水位
之间存在偏差，且汽包水位波动后电极式水位表内水位波动不能与之对应。由于
电极式水位表和就地水位表之间的结构、形状和散热条件不同，这两种水位表同
时使用时，它们的显示值也存在明显偏差。因此，采用电极式水位表监视超高压
、亚临界锅炉的汽包水位也是不合适的。
(3)差压式水位表。
差压式水位表是利用比较水柱高度差值原理测量水位(见图8—2)。对应于汽
包液面水柱的压强与作为参比水柱的压强进行比较，根据其压差转换为汽包的水
位。当汽压和环境温度不变时，差压只是水位的函数。其存在的误差如下。
1)当汽包压力升高时，同样的汽包水位变化值所对应的压差变化减小，但是
这一误差仅源于压力的变化，可在测量回路中引入压力修正予以消除。
2)参比水柱的温度，受环境温度波动产生误差，其可以通过引入温度补偿予
以修正。
目前，电厂广泛应用DCS系统实施机组的监控，而且其锅炉水位监视信号也均
来自于差压水位表，故很容易将压力修正和温度补偿引入差压式水位表的测量回
路，以准确监视锅炉汽包水位。
因此，对于过热器出口压力为13．5MPa及以上的锅炉，其汽包水位的监视应
以差压式(带压力修正回路)水位表为准。由于锅炉水位保护起动前应进行实际传
动试验，所以在锅炉起动时差压式水位表已建立起参比水柱，差压式水位表可以
满足各种工况下汽包水位监视的需要。
四、条文 5- 7
原文：“ 5 按规程要求对汽包水位计进行零位校验。当各水位计偏差大
于30mm时，应立即汇报，并查明原因予以消除。当不能保证两种类型水位计正常
运行时，必须停炉处理。
6 严格按照运行规程及各项制度，对水位计及其测量系统进行检查及维
护。机组起动调试时应对汽包水位校正补偿方法进行校对、验证，并进行汽包水
位计的热态调整及校核。新机验收时应有汽包水位计安装、调试及试运专项报告
，列入验收主要项目之一。
7 当一套水位测量装置因故障退出运行时，应填写处理故障的工作票，
工作票应写明故障原因、处理方案、危险因素预告等注意事项，一般应在8h内恢
复。若不能完成，应制定措施，经总工程师批准，允许延长工期，但最多不能超
过24h，并报上级主管部门备案。”
同类型水位计之间经过修正后偏差仍大于30mm时，应立即汇报并查找原因予
以消除。
要求一套水位计退出运行时，一般应在8h内恢复，若不能完成，应制定措施
，经批准可延长工期，但最多不能超过24h；当不能保证两种类型水位计正常运行
时，必须停炉。
八、条文 8
原文：“ 8 锅炉高、低水位保护。
1 锅炉汽包水位高、低保护应采用独立测量的三取二的逻辑判断方式
。当有一点因某种原因须退出运行时，应自动转为二取一的逻辑判断方式，并办
理审批手续，限期(不宜超过8h)恢复；当有二点因某种原因须退出运行时，应自
动转为一取一的逻辑判断方式，应制定相应的安全运行措施，经总工程师批准，
限期(8h以内)恢复，如逾期不能恢复，应立即停止锅炉运行。
2 锅炉汽包水位保护在锅炉起动前和停炉前应进行实际传动校检。用
上水方法进行高水位保护试验、用排污门放水的方法进行低水位保护试验，严禁
用信号短接方法进行模拟传动替代。
3 在确认水位保护定值时，应充分考虑因温度不同而造成的实际水位
与水位计(变送器)中水位差值的影响。
4 锅炉水位保护的停退，必须严格执行审批制度。
5 汽包锅炉水位保护是锅炉起动的必备条件之一，水位保护不完整严
禁起动。”
目前，锅炉汽包水位保护存在的主要问题如下。
1)锅炉汽包无水位保护运行问题仍比较突出，原因可能是多方面的，但主要
是重视不够。
2)锅炉汽包低水位保护无根据的设置延时，如有的机组为适应Run—Back工况
的需要，竟将低水位保护延时设为60s，给机组安全运行留下了严重的隐患。
3)锅炉汽包水位保护的信号来源比较乱，有的来自电极式水位表，有的来自
差压式水位表，有的来自电极式水位表和差压式水位表等的逻辑比较的结果。
因此，为了保证锅炉的安全运行，在此明确规定锅炉无水位保护严禁投入启
动、运行。锅炉汽包高、低水位保护的设置、整定值和延时值随炉型和汽包内部
设备不同而异，具体规定应由锅炉制造厂负责确定，各单位不得自行确定。尤其
是低水位保护的延时值应按锅炉断水而出力为额定的蒸发量、锅炉汽包水位在低
保护跳闸值工况进行核算。
九、条文 9— 14
原文：“ 9 对于控制循环汽包锅炉，炉水循环泵差压保护采取二取二方
式时。当有一点故障退出运行时，应自动转为一取一的逻辑判断方式，并办理审
批手续，限期恢复(不宜超过8h)。当二点故障超过4h时，应立即停止该炉水循环
泵的运行。
10 当在运行中无法判断汽包确实水位时，应紧急停炉。
11 高压加热器保护装置及旁路系统应正常投入，并按规程进行试验，保
证其动作可靠。当因某种原因需退出高压加热器保护装置时，应制定措施，经总
工程师批准，并限期恢复。
12 给水系统中各备用设备应处于正常备用状态，按规程定期切换。当失
去备用时，应制定安全运行措施，限期恢复投入备用。
13 建立锅炉汽包水位测量系统的维修和设备缺陷档案，对各类设备缺陷
进行定期分析，找出原因及处理对策，并实施消缺。
14 运行人员必须严格遵守值班纪律，监盘思想集中，经常分析各运行参
数的变化，调整要及时，准确判断及处理事故。不断加强运行人员的培训，提高
其事故判断能力及操作技能。”
火力发电厂机组可靠的系统保护是机组安全运行的必要保证。锅炉汽包满水和缺水事故是火力发电厂的重大恶性事故之一。满水将使锅炉蒸汽严重带水，使蒸汽温度急剧下降，蒸汽管道发生水冲击，甚至损害汽轮机机组。锅炉汽包缺水事故将不能维持锅炉的正常水循环，使蒸汽温度急剧上升，水冷壁过热，轻者造成机组被迫停运，严重时可造成锅炉设备的严重损坏。锅炉汽包水位保护系统是防止锅炉满水和缺水的必要和有效的措施，是锅炉启动及正常运行的必要条件。但目前锅炉水位保护系统存在较大的问题，最主要原因是锅炉汽包水位的测量不准确和保护的可靠性不够。
2 问题分析
目前现有机组的锅炉水位保护基本没有完全可靠投入，大多数投入的只是简单的事故放水，即使投入了停机、停炉保护也不够科学、不可靠。因此水位保护的不正常投入，严重威胁机组的安全运行。
2.1 水位测量存在的问题
现有锅炉汽包水位保护的水位测量大多都采用“电接点”的方式，此方式的水位测量原理与锅炉的水面计的测量原理是相同的，即“连通器”的原理，如图1所示。
图1 连通器原理图
根据“连通器”的原理，汽包内的压强与测量筒内的压强是相等的，但由于汽包内的温度(330℃)大于测量筒内的温度(250℃)，所以汽包内的饱和水的比重小于测量筒内的过冷水的比重，因此，测量筒(包括水面计)的水位指示值h1将小于实际汽包内的水位h随着测量筒(包括水面计)温度的升高，指示值h1将逼近汽包内的实际水位h，只有到测量筒(包括水面计)的温度与汽包内的温度相等时，指示值h1才等于实际水位h。但实际两者的温度是不能相等的，所以指示值h1与实际水位h总会存在偏差，而且此偏差随测量筒及以下管段温度的变化而变化。
2.2 单室热套式平衡容器存在的问题
为了让单室热套式平衡容器正压侧ρa和汽包中水的比重相接近，前人设计了单室热套式平衡容器。
通过计算得出：
l=(l- ho)×(ρs-ρse )/(ρw -ρwe)+ho=(l- ho)α+ho …… (1)
式中：
l——l管段叫补偿管
ρs——蒸汽密度
ρse——额定压力下的蒸汽密度
ρw——水密度
ρwe——额定压力下的水密度
α=(ρs-ρse )/(ρw -ρwe)
这里要指出，使输出压差不变，只有在压力补偿范围之内近似不变。这种平衡容器，通过应用的结论是：
(1) 只有在零水位时，对压力变化引起的误差才能较好的消除，但不能完全消除。误差在±20mm水柱和±30mm水柱之间。
(2) 压力补偿范围做不到全程补偿。
(3) 环境温度的变化使ρa的变化所造成的误差无法消除。
2.3 水位保护系统存在的问题
既然锅炉水位测量不准，那就更谈不上什么保护了。另外，电接点测量筒电极的漏泄和电极与测量筒接合面的漏泄在机组运行的过程中是经常发生的，一旦发生漏泄将直接造成保护的误动。电极的腐蚀和测量筒内水质的变化也会造成保护的误动或者拒动。
在传统的锅炉汽包水位保护回路里，采用水位“高三值”和“高二值”“与”的方式实现保护功能，或与其它指示表串联，这些都违反了现行的规程。
3 问题对策
按照国家电力公司有关的文件精神及《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》部分的有关要求，根据电力系统各电厂机组的实际情况，经过对锅炉汽包水位测量和保护系统实现方法的研究，确立了以下技术方案。
3.1 锅炉汽包水位的测量
根据《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中的相关规定和国电发[2001]795号文件精神，“关于印发《国家电力公司电站锅炉汽包水位测量系统配置、安装和使用的若干规定(试行)》的通知”文件要求，系统采用了单室平衡容器测量的方式，为了不受外界条件的影响，进行了压力和温度补偿，使该系统具有良好的水位测量准确性。
差压式水位表是利用比较水柱高度差值的原理来测量汽包水位的。测量时，使用差压计将汽包水位对应的水柱所产生的压强与作为参比的水柱所产生的压强进行比较，根据测得的差压值转换为汽包的水位。参比水柱由平衡容器中高度恒定的水柱形成，比较的基准点是水位表水侧取样孔的中心线，由于参比水柱的高度是保持不变的，测得的压差就可以直接转换为汽包水位。参比水柱的高度就是平衡容器内的水平面到水位表水侧取样孔的中心线，在平衡容器安装完成后，参比水柱的高度就是一个定值h，而用来测量差压的差压变送器的最大量程就应该等于参比水柱高度所对应的压强，见图2所示。
图2 差压式水位测量示意图
平衡容器也称凝结容器，容器侧面水平引出一个管口接到汽包上的汽侧取样孔，容器底部垂直引出一个管口接到差压变送器的正压侧。进入平衡容器的饱和蒸汽不断凝结成水，多余的凝结水自取样管流回汽包使容器内的水位保持恒定。为了避免汽包水位变化时，平衡容器内水位变化影响测量水位的准确性，容器内的水面积原则上越大越好。由于现代化差压变送器测量元件的位移很小，不会引起容器内水位的明显变化，因此一般情况下平衡容器内的容积为300-800ml以内就能完全保证汽包水位测量的准确性。
由图2，差压式水位表差压和汽包水位之间的关系如下式所示：
△p×l03=h*ρa-(a-h)*ρs-[h-(a-h)]*ρw
=h(ρa-ρw)+(a-h)(ρw-ρs)…… (2)
式中：
h——汽水侧取样孔的距离，mm
a——汽侧取样孔与汽包正常水位的距离,mm
h——由于汽包压力和环境温度变化而产生的汽包水位的真实值与汽包中心线之间的差值，mm
△p——对应汽包水位的差压值，mm水柱
ρs——饱和蒸汽的密度，kg/m3
ρw——饱和水的密度，kg/m3
ρa——参比水柱在平均水温时的密度，kg/m3
上式中，h和a都是常数；ρs和ρw是汽压的函数，在特定汽压下均为定值；ρa除了受汽压的影响外，还和平衡容器的散热条件与环境温度有关，当汽压和环境温度不变时，其值也为定值。这时，差压值是汽包水位的函数。
图3 水位修正回路
饱和蒸汽进入平衡容器后不断凝结成水，多余的水通过取样管流回到汽包内。容器内表层的水温必然接近饱和温度，平衡容器及其下部管道由于受到环境的冷却，因此随着高度的下降，参比水柱的温度会递减地下降到接近环境温度。参比水柱的平均温度会高于环境温度，但远低于饱和温度。本方案用较先进的方法测量参比水柱的平均温度，同时根据压力、温度的变化对正压侧进行补偿计算，对汽包水位的测量进行自动修正。
由于汽水密度都是随压力改变的，因此在锅炉启动过程中或变压运行过程中，同一汽包水位所产生的压差是不同的。这里利用正常水位线、汽包几何中心线以及汽水侧的取样点位置等计算出压差值。然后利用压力修正，具体修正原理如下：
根据(2)式，得：
a-h=△p×103-h(ρa-ρw)/(ρw-ρs)
=[△p-h(ρa-ρw)/ 103]×103/(ρw-ρs)…… (3)
令fl(x)=(ρa-ρw)/103 …… (4)
f2(x)=103/(ρw-ρs)…… (5)
代入(3)式，得：
a-h=[△p-h·fl(x)] ×f2(x)
h=a-[△p-h·f1(x)]×f2(x)…… (6)
根据式(3)，可以采用图3的修正回路，修正汽包水位测量时受汽压影响造成的误差。
修正回路中两个函数发生器f1(x)和f2(x)的参数，可以根据水和水蒸汽性质参数手册进行计算。由于正压侧采用单室平衡容器测量，同时进行压力、温度补偿，在启、停炉各种工况下均能满足测量的要求，从而最大、最有效的提高了水位测量的准确性。
3.2 水位测量及保护功能的实现
随着计算机技术的不断发展，硬件设备的可靠性不断提高，应用高可靠性、具有较强计算能力的控制系统，使锅炉汽包水位测量及保护功能实现成为可能。因此，借鉴其他电厂应用的成功经验，采用可编程控制器(plc)，取三路锅炉汽包水位信号，分别进行温度和压力补偿，并经过“三取中”、“二取平均”和“一取一”等方式来实现此功能是可行的。
plc具有较强的计算能力和逻辑控制能力，有“浮点运算”功能，完全可以完成锅炉汽包水位测量的补偿计算，经编程可得到补偿后的水位；通过严密的逻辑设计，可靠完成锅炉汽包水位保护。
4 系统选型
系统以simatic s7-300 plc硬件为基础，实现锅炉汽包水位保护功能。系统采用信号处理数字化，控制逻辑数字化的全数字化结构，具有高速处理能力及保护系统的可靠性。可有效地解决锅炉汽包水位保护的误动及拒动问题。该系统具备在线检测、设备硬件故障检测等功能。
硬件系统的优越性：simatic s7-300克服了系统间的许多障碍：计算机领域和dcs/plc之间的障碍，控制和监视之间的障碍，集中式和分布式自动化结构之间的障碍。该系统的应用，将会得到一个真正灵活、集成化系统所拥有的全部优点。
高程度的模块化和可扩展性，使系统达到最优，以适应所有的工艺流程，如有需要，今后还可以扩充。标准simatic元件使用保证了系统的长期可靠性。标准技术的应用和系统的开放性使之可与任意数量的第三方系统任意连接。
系统采用一台simatic操作员面板作为plc的上位机，控制和监视锅炉汽包水位保护系统。系统可与dcs系统通讯，或经过硬接线将需要传递的信号如：安全门动作接点、补偿后的水位信号、保护的投入信号等送到plc或dcs。具体方案见图4所示。
图4 锅炉汽包水位保护系统示意图
4.1 水位保护系统的功能
simatic操作员面板做为人机界面可以实现对各个输入信号和保护信号状况的监视和报警，主机和模板的故障监测报警。同时该系统对汽包水位从启炉到额定负荷的全过程进行温度、压力补偿，从而得到准确的汽包水位指示值，并对锅炉汽包水位进行全程保护。具体功能如下：
(1) 锅炉汽包水位高、低保护采用了独立的“三取中值”的逻辑判断方式，当有一点因某种原因须退出运行时，该系统能够自动转为“二取平均值”的逻辑判断方式，当某两点因某种原因退出运行时，该系统能够自动转为“一取一”的逻辑方式运行，当三路信号都发生故障时，水位置“零”，保护禁动。以上状态均在“水位补偿画面”进行显示。
(2) 当某一路的水位、温度、压力信号发生故障时，都进行报警，并切除此路信号。
(3) 显示安全门、事故放水门的动作指令，水位高低值的报警信号。
(4) 对安全门动作判断，安全门动作信号可用安全门动作回路的接点给出，也可采用汽包压力信号的微分给出。安全门动作后采用动作恢复的时间来投入保护。
(5) 常规保护功能。
4.2 工程的注意事项
(1) 水位变送器的选择。必须是高精度的智能变送器，其量程h应大于汽侧取样点与水侧取样点之间的距离加上二倍的取样管长的1/100。
(2) 综合平衡各类水位仪表的配置，利用现有的取样点位置进行冷凝罐安装。尽量保证每个水位测量装置都具有独立的取样孔。进行变送器的安装。必要时可取消保护用电接点水位表。
(3) 水位测量装置安装时，应保证汽包“零”水位线与参比水柱的1/2处在同一水平线上，并保证三个参比水柱的1/2处也在同一水平线上(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)，如图5所示。
图5 平衡容器现场安装示意图
(4) 安装水位测量装置取样阀门时，应使阀门阀杆处于水平位置。
(5) 差压式水位测量装置的平衡容器为单室平衡容器，即直径约为100mm的球体或球头圆柱体(容积为300-800ml)，到现场后单室平衡容器必须进行金属试验和探伤。
(6) 安装汽水侧取样管时，应保证管道的倾斜度不小于100∶1，对于汽侧取样管应使取样孔侧低，对于水侧取样管应使取样孔侧高。
(7) 汽水侧取样管、取样阀门应良好保温，平衡容器不得保温。容器下部形成参比水柱的管道在绕完测温电阻后进行保温。引进差压变送器的两根管道应平行敷设。
4.3 如何判断保护指示的准确性
在前文中已经说明了就地水位计与实际水位之间存在的误差，那么误差究竟有多大，我们可结合图1通过以下计算得出：
锅炉在正常工况下，汽包压力为15mpa，水位计温度为260℃，指示为0时h1为209mm，查得ρw=0.0016579m3/kg ，ρa =0.0012553 m3/kg，h×ρw= h1×ρa，h=392.63mm
实际水位与水位计的差值应为 h-h1=102.63mm。
通过公式h×ρw=h1×ρa就可以计算出不同压力下，h1为290mm，水位计不同温度时与汽包实际水位的差值。如附表所示。
通过计算可以知道就地水位计与实际水位的差值，再与保护指示值相比较，就可以判断出保护仪表的准确性。
5 结束语
实践证明，应用基于plc的这套系统能够比较准确的测量汽包水位(误差在±20mm)，并具有系统保护功能，改善了现有汽包水位难控制的等问题，完全符合工程要求，有效地提高了控制和管理水平。
打开锅炉水位计放水管，如果水位计的水位降低到最低安全水位时，锅炉的引风机与炉排自动停止运行，或者是燃油气锅炉燃烧机停止运行就说明实现了低水位联锁保护功能，对于使用信号筒的也可以打开信号筒的放水管来进行上述试验
这是一个真实的实验 不是在工程师在短接信号 用给水泵控制和调门控制进水流量 然后到报警值看报警情况 和事故放水开关动作情况 到跳闸值 看MFT动作情况 希望我的回答能帮到你
答：plc具有较强的计算能力和逻辑控制能力,有“浮点运算”功能,完全可以完成锅炉汽包水位测量的补偿计算,经编程可得到补偿后的水位;通过严密的逻辑设计,可靠完成锅炉汽包水位保护。4 系统选型系统以simatic s7-300 plc硬件为基础,实现锅炉汽包水位保护功能。系统采用信号处理数字化,控制逻辑数字化的全数字化结构,具有高速处理...
答：因此在锅炉运行中监视汽包水位指示时，必须同时严密监视蒸汽流量、给水量等参数的变化，及时掌握汽包水位的实际状况，保证锅炉的稳定安全运行。
答：水温上升过快引起汽水共腾，产生虚假水位。以你所说，我赞成水的质量有问题，；启动和停运操作时，水温和气压、排污、停炉有时间要求的。读懂说明书，再看看汽包内附件（下降管、汽水分离器）
答：悬瓶进行了清擦,对所有变压器、电容器及附属设备进行了清擦、引线连接点的并钩线夹拆开进行清理;并对本网区232组阀型避雷器全部更换为氧化锌避雷器,加装了配电变压器高压护套232装低压护套165套,清理线路通道90处,砍伐或修剪沿线树木1216棵;更换高压引线为绝缘导线的2处;更换不合格的针瓶11只,更换悬瓶2处3片;更...
答：六月份实行低磷酸盐处理,控制炉水加药量,既要防止锅炉的酸性腐蚀,又不能浪费药品,还要防止锅炉长期的人为积盐结垢,为做到一举三得,更是精心测定,细心监控,操心设备,耐心沟通。 五、建议: 1、安全设施能否更加完善、细致一些,设定设备误动保护措施,故障演习预案以及酸碱事故求援方案,防患于未然,更新传统的化学监督...
