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12内容提要本书根据当前锅炉汽包水位测量技术的昀新发展,系统介绍了锅炉汽包水位测量对象特性、测量方法、原理及误差、当前锅炉汽包水位测量技术的进展、锅炉汽包水位测量系统的配置、安装、调试和运行维护,并给出了锅炉汽包满、缺水事故案例和分析。本书可供工程设计、调试、安装技术人员、科研人员、工厂运行和维护人员、大专院校师生等阅读参考,也可供《火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定》(DRZ/T01-2004)标准宣贯的基础材料。3前言锅炉汽包满、缺水事故是长期困扰火力发电厂安全的重大恶性事故之一,究其原因,首先是因为汽包水位测量技术尚有一些不完善的地方,而对汽包水位测量技术缺乏较为透彻的理解也是屡屡造成恶化事故的重要原因。2000年9月8日国家电力公司颁发了《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》(简称《要求》),并随后于2001年12月21日针对其中汽包水位测量系统专门颁发了《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)》(简称《规定(试行)》)。上述文件颁发以来,对提高锅炉运行安全性,防止锅炉汽包满、缺水事故发挥了重要作用。但是,根据近年来实践,《要求》和《规定(试行)》中的某些条款在实施过程中较难操作。此外,随着汽包水位测量技术的发展,也需要对《规定(试行)》进行重新修订。由于国家电力公司已经解散,经电力行业热工自动化标准化技术委员会与华能国际电力公司、大唐国际电力公司、中国电力投资集团公司、中国华电集团公司、中国国电电力集团公司和北京国华电力公司协商,决定由电力行业热工自动化标准化技术委员会负责编制《火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定》(简称《技术规定》)。《技术规定》正式颁发和实施过程中,作者深感需要有一本专著,根据当前锅炉汽包水位测量的昀新进展和实践,系统介绍锅炉汽包水位测量对象的特性、测量方法、原理及误差、当前锅炉汽包水位测量技术的进展、锅炉汽包水位测量系统的配置、安装、调试和运行维护。作者希望通过本书能在提高我国火力发电厂锅炉汽包水位测量技术,防止锅炉汽包满、缺水恶性事故方面发挥一点积极作用。本书由电力行业第一届和第二届热工自动化标准化技术委员会主任委员、《火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定》起草人、教授级高级工程师侯子良任本书主编,并负责绪论、第一章、第二章、第三章和第四章(4.3;4.5节)的编写;高级工程师刘吉川负责第四章(4.1;4.2;4.4节)和第七章的编写;高级工程师侯云浩负责第五章的编写;高级工程师吕锡江负责第六章的编写。由于时间关系,素材收集还欠详尽,加之作者水平所限,不尽人意之处在所难免,恳请指正。编著者2005年8月4目录前言.....................................................................第一章绪论...............................................................1.1锅炉汽包水位测量的重要性..........................................1.2锅炉汽包水位测量的基本要求.........................................第二章锅炉汽包水位测量对象特性............................................2.1概述...............................................................2.2锅炉汽包水位测量对象的静态特性.....................................2.3锅炉汽包水位测量对象的动态特性.....................................2.4锅炉汽包正常水位的确定.............................................第三章锅炉汽包水位测量的方法及误差........................................3.1概述...............................................................3.2联通管式锅炉汽包水位计.............................................3.3差压式锅炉汽包水位计...............................................3.4锅炉汽包水位测量系统误差的评定.....................................第四章当前锅炉汽包水位测量技术的进展......................................4.1概述...............................................................4.2无盲区低偏差双色水位计.............................................4.3电极式测量装置.....................................................4.4差压式测量的参比水柱引起的误差减少技术.............................4.5“多测孔接管技术”.................................................第五章锅炉汽包水位测量系统的配置..........................................5.1概述...............................................................5.2锅炉汽包水位测量系统的配置原则.....................................5.3锅炉汽包水位测量系统的配置设计.....................................第六章锅炉汽包水位测量系统的安装、调试和运行维护..........................6.1概述...............................................................6.2锅炉汽包水位测量系统的安装.........................................6.3锅炉汽包水位测量系统的运行维护.....................................第七章锅炉汽包满、缺水事故案例与分析......................................附录一:水和水蒸汽的密度....................................................附录二:国家电力公司发布的有关锅炉汽包水位测量方面的文件....................A2.1防止锅炉汽包满水和缺水事故(《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》之八).......................................................................5A2.2防止锅炉汽包满水和缺水事故(《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》辅导材料之八)...............................................................A.3锅炉汽包水位测量系统配置、安装和使用若干规定(试行)..................附录三:火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定..............................附录四:秦皇岛热电厂4号锅炉缺水爆管事故资料................................A4.1关于秦皇岛热电厂4号锅炉“12.16”重大事故通报.....................A4.2秦皇岛热电厂4号炉汽包低水位保护拒动专题分析报告..................参考文献....................................................................6第一章绪论1.1锅炉汽包水位测量的重要性保持锅炉汽包水位在正常范围内是锅炉运行的一项重要的安全性指标。由于负荷、燃烧工况及给水流量的变化,汽包水位会经常变化。众所周知,水位过高或急剧波动会引起蒸汽品质恶化和带水,造成受热面结盐,严重时会导致汽轮机水冲击振动、叶片损坏;水位过低会引起排污失效,炉内加药进入蒸汽,甚至引起下降管带汽,影响炉水循环工况,造成炉管大面积爆破。由于汽包水位测量和控制问题而造成的上述恶性事故的情况时有发生,严重影响火电厂运行的安全性。锅炉运行中,我们是通过水位测量系统来监视和控制汽包水位的。当汽包水位超出正常运行范围时,报警系统将发出报警信号,保护系统将立即采取必要的保护措施,以确保锅炉和汽轮机的安全。因此,锅炉汽包水位测量系统是机组安全运行的极端重要的系统。1.2锅炉汽包水位测量的基本要求根据锅炉汽包水位测量的重要性和测量技术的特点,锅炉汽包水位测量系统至少应满足下列基本要求:1.准确性好众所周知,锅炉汽包水位相对主蒸汽压力、温度这类参数而言,并不是需要精确控制的参数,一般情况下,二个汽包水位测量示值偏差在30mm以内是可以接受的。而在正常条件下保持这样的精确度不是十分困难的。但是,由于汽包水位测量对象十分复杂,而汽包水位测量采用的联通管式或差压式测量原理,使得汽包压力和测量参比条件变化时会造成远远超出上述要求的非常大的误差。所以长期以来,保证汽包水位测量准确性一直是摆在我们面前的一个难点和关键问题。2.可靠性高汽包水位测量系统应从取样开始,到信号转换控制和保护回路,以及供电回路均应十分可靠。此外,除了提高装置本身的可靠性外,还应提高系统的可靠性,包括对汽包水位测量、控制和保护系统的配置应采取严格的冗余要求,应采用两种或以上工作原理共存的配置原则;锅炉汽包水位控制和保护用的水位测量信号应采取三重冗余等。3.维护性好锅炉汽包水位测量系统的维护应简单、维护工作量应尽可能少,而且应便于进行在线实际水位信号的保护联动试验等。7第二章锅炉汽包水位测量的对象特性2.1概述现代大型锅炉汽包内部结构如图2-1所示。汽包长达20m左右,汽包内部结构十分复杂。锅炉水冷壁的上升管经联箱汇集后,通过较少的管路沿汽包长度方向均匀分布地与汽包相联,而下降管则直接沿汽包长度方向均匀分布地与汽包相联,两侧端头处不联接上升管和下降管。汽包内装有旋风分离器,从上升管来的汽水混合物送入旋风分离器,分离出来的蒸汽通过汽包顶部的蒸汽导管引出至过热器,余下的水落入汽包内,再通过与汽包底部联接的下降管至下降管联箱再回到水冷壁受热面继续受热。锅炉连续排污的连通管和加药管的连通管布置在汽包正常水位线下不远的地方。a)8b)图2-1锅炉汽包内部结构图汽包水位对象特性无论从静态和动态分析都是十分复杂的,进出汽包的汽水不平衡、汽包内压力的变化以及燃烧工况的变化都会影响汽包水位的变化,而且在各种扰动下的变化特性有着很大的差异,不弄清它的种种特性就不可能正确设计和安装汽包水位测量系统,在锅炉运行时也往往难于判别汽包水位计异常的真正原因,例如,当几套汽包水位计示值出现较大偏差时,到底是测量系统的问题,还是锅炉运行方式的问题?如果是测量系统的问题,那到底是测量装置本身的问题,还是安装的问题;如果是运行方式的问题,就需要运行人员重新调整运行方式,等等。因此,深刻了解锅炉汽包水位测量对象的静态和动态特性是我们研究汽包水位测量系统,防止汽包满、缺水事故的首当其冲的重要任务。2.2锅炉汽包水位测量对象的静态特性锅炉在稳态负荷下(即静态时),汽包的真实汽、水界面有时是“模糊”的,界面介质的密度处于饱和
本文标题:锅炉汽包水位测量系统
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