汽包水位是電廠的主要監(jiān)控參數(shù)之一，正確測量汽包水位是鍋爐安全運行的保證。傳統(tǒng)的測量方式有：就地雙色水位計、電接點水位計、差壓式水位計(單室或雙室平衡容器補償式)。就地水位計、電接點水位計的測量誤差受鍋爐壓力、散熱情況、安裝形式、實際水位的影響，很難準確計算。因此高參數(shù)、大容量機組多以各種補償差壓水位計作為汽包水位測量的主要儀表，但這種水位計測量誤差也同樣受到諸多因素的影響。本文通過分析汽包水位計的測量方式和水位測量誤差的原因，并對特定工況下汽包水位的測量進行定量計算分析，提出減少水位測量誤差的方法和措施。
1 就地水位計：
就地水位計是安裝在鍋爐本位上的直讀式儀表，是鍋爐廠必配的基本設(shè)備，大容量機組均采用工業(yè)電視遠傳到集控室監(jiān)視，一般都配有兩套，分別安裝在汽包的兩端。
就地水位計有玻璃、云母和牛眼之分，工作原理都是連通管原理，連通管原理是：在液體密度相同的條件下，連通管中各個支管的液位均處于同一高度。就地水位計如圖1所示。
式中：
h——汽包正常水位距水側(cè)取樣的距離，mm
△h——水位計中的水位與汽包中水位的差值，mm
Ps——飽和蒸汽密度，kg/m3
Pw——飽和水密度，kg/m3
Pa——水位計中水的平均密度，kg/m3
Ps'——水位計中蒸汽的密度，kg/m3
對就地水位計來說，汽包內(nèi)的水溫是對應(yīng)壓力下的飽和溫度，飽和蒸汽通過汽側(cè)取樣孔進入水位計，水位計的環(huán)境溫度遠低于蒸汽溫度，使蒸汽不斷凝結(jié)成水，并迫使水位計中多余的水通過水側(cè)取樣管流回汽包。
從水和蒸汽的特性表可看出：在常溫常壓下，汽包和水位計中的水密度是相等的，從式(1)可見，水位計中的水位與汽包內(nèi)的水位也是相同的，且與h值無關(guān)；隨著汽壓的升高，汽包中的水密度變小，蒸汽密度變大；而就地水位計因散熱的影響，水位計中的水密度也變小，但變化幅度不如汽包內(nèi)水的大；蒸汽密度雖也有增大，但變化幅度沒汽包內(nèi)的大，即Ps是不應(yīng)等于Ps'的，但其影響只要保溫處理的好，可忽略不計，下面的計算均是按Ps=Ps，來進行的；致使水位計中水位和汽包內(nèi)水位的差值也隨之增大，這一差值始終是就地水位計中水位低于汽包水位的主要因素；并且當h值改變時，水位差值也會改變。
為了給電廠提供參考，有的鍋爐廠給出了就地水位計和汽包正常水位差值的參考數(shù)據(jù)見表1。
從表1所列數(shù)據(jù)，對于亞臨界鍋爐來說，在額定汽壓下，就地水位計的水位比汽包內(nèi)的水位要低100～150mm。下面以我廠(東方鍋爐廠)在汽包額定壓力18.2MPa下時汽包水位偏離正常水位的情況進行分析，根據(jù)式(1)，取汽包水位為零時h=400mm，計算水位變化±1OOmm時水位計顯示情況。Pw、Ps為定值，假設(shè)Pa也為定值，取平均溫度為300℃時的值。h'=h—△h，為就地水位計中的水柱高度，計算結(jié)果如表2所示。
從表中計算結(jié)果來看，汽包水位變化±100mm時，就地水位計的顯示值只變化±68mm，還是假定水位計中水的溫度不變，即Pa是定值的情況下計算的。實際上，當汽包內(nèi)水位變化時，水位計中水的平均溫度和密度均會隨著變化的，汽包水位升高時，由于水的散熱面增加，平均溫度會下降，密度增大，水位計的指示也比表中計算的要低；而當汽包水位降低時，水的散熱面減小，其平均溫度升高，密度減小，水位計的指示應(yīng)比表中計算的要高。當汽包水位變化±100mm時，就地水位計的變化還達不到±68mm，只是±50mm左右，并且就地水位計的誤差并非是恒定值，在不同條件下有所變化，同一鍋爐，在不同工況下，在不同的季節(jié)里，誤差的變化還相當顯著。所以依靠就地水位計來監(jiān)視汽包水位是不安全、不準確的。必須改變運行中認為就地水位計的指示是準確的，并要求其它水位計的指示要與其一致。就地水位計可作為額定壓力下核對其它水位計正常水位值(零位)的參考。
