真空除氧器锅炉给水控制系统目的与说明 

真空除氧器水位控制系统
真空除氧器控制系统的目的
      为了确保真空除氧器端口处有足够的蒸汽压力以使软化水脱氧，就要对真空除氧器本体的压力进行精准控制，所以，真空除氧器压力的精确控制和真空除氧器水位的稳定控制也是包括在锅炉的给供水系统之中的。
      真空除氧器水位控制的重要意义就是确保真空除氧器中有可以不间断地供给锅炉的除氧水。真空除氧器的入口电动门是受真空除氧器水位影响的，水位的输出参数直接控制电动门，组成一个单闭环回路。在机组并网汽轮机稳定运行后，从汽轮机的四段抽汽抽取蒸汽供给给真空除氧器进行除氧，真空除氧器汽源的压力和流量不仅受四段抽汽的影响自身无法控制和调节，而且还取决于被除氧的水温、蒸汽与水的接合面积和真空除氧器的液位值。机组运行期间，若真空除氧器的水位值高于设定的高限值，可能导致除氧水的温度满足不了工艺要求，蒸汽与水的接合面面积变小和水中的氧气除氧难度增加，从而影响真空除氧器的除氧效率；还有可能引起汽封进水，真空除氧器中的水倒流到抽汽管道中，影响机组的安全稳定运行；若真空除氧器的水位值低于设定的低限值，不仅会对给水泵的运行造成严重影响，而且会导致锅炉上水不及时，严重时会导致锅炉断水，引发断水事故。所以，机组的安全运行离不开对真空除氧器水位的精确控制。
真空除氧器水位的测量与保护
      在火力发电厂对真空除氧器水位进行测量监测的方式方法中，常见也是应用广泛的是使用磁翻板水位计以及差压式水位计。其中磁翻板水位计用于在就地设备上测量显示，精度也不高，实物如图2-2；差压式水位计的使用范围为广泛，作为水位调节的被调参数；着重介绍磁翻板水位计和差压式水位计两种常见的水位测量表计。
      控制火力发电厂真空除氧器水位的基础是对真空除氧器水位实时准确的监测。如今常用的监测方式是通过磁翻板水位计和差压式水位计等测量方式对水位进行监测。其中磁翻板水位计是安装在真空除氧器设备的外部，既可以就地显示实际水位读数，也可以实现远距离传输的功能。图2-2为磁翻板水位计的实物图。
图2-2磁浮子水位计实物图
      磁翻板水位计的实物图如图2-2所示，当被测容器中的液位出现上升或下降时，水位计测量管路中的磁浮子也会跟着上升或下降。浮子中的永磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，带动红色和白色转向柱旋转180°。当被测容器中的液位出现上升时，转向柱的颜色从白色变换成红色。当被测容器中的液位出现降低时，转向柱的颜色从红色变换成白色。指示器的红白色边界是容器中液位的实际高度，从而实现对容器液位的测量。
      压差水位计用于将液位的压力差转换为水位的高度值，然后将水位信息转换为一直连续变化的电信号。压差水位计在结构上主要由三部分组成：压力管（也叫引压管）、平衡容器和压差变送器（压差计）。其中结构原理图和实物
图如图2-3。
图2-3差压式水位计原理图（左）和实际图（右）
      从上图中的差压水位计的示意图中可以看出，正压管（P+）连接到平衡容器，负压管连接到除氧器的水侧。由于真空除氧器中蒸汽的凝结，容器中液位的高度L将继续增加。当水位上升到与连通管相同的高度时，水将通过与真空除氧器相连的管道流入到真空除氧器之中；当容器中水的密度值和高度值不变时，正压压力管一侧的压力恒定。负压侧的负压管与真空除氧器相连，上图中的P-变化清楚地显示了真空除氧器中液位的变化。平衡容器的输出差压为：Δp=p+-p-=Lp1g-Hp,g+(L-H)p,,g=Lg(p1-p,,)-Hg(p,-p,,)式中：?p表示正压与负压之差的绝对值，p+表示正侧压力，p-表示负侧压力（水侧），g表示重力系数，H表示真空除氧器水位到真空除氧器水侧联通管的高度，L表示真空除氧器水侧连通管高度与平衡容器中的液面高度的变化。
      从上式中可以看出，当压差式水位计的结构不变时，容器中的介质的密度p1，真空除氧器中蒸汽的密度p'，真空除氧器中水的密度p''，也不变化时，输出的压力差?p与H呈线性关系，真空除氧器中水位H越高?p越小。
      在差压水位计的实际应用中，真空除氧器中的水蒸气和水密度会因蒸汽浓度和真空除氧器温度的变化而变化。平衡容器中水的密度将由蒸汽的冷凝引起变化。上部的水温高而下部的水温低。平衡容器中的水密度不同。因此，在测量过程中，认为H和Δp具有线性关系，需要改进压差水位的结构以确保当除氧器工作在正常水位时，水位的指示值为了不受到真空除氧器压力变化的影响，从而起到对压力补偿的作用。目前，我们生产现场通常采用带有加热套的平衡容器，带由冷,凝腔的平衡容器和内部布置平衡容器的这三种解决方案。
      在如今电厂的实际使用中，安装三套独立的差压水位测量设备可以十分有效地提高真空除氧器水位监测的可靠性和准确性。误动和拒动是监测水位时易出现的问题，为了防止此现象发生，我们必须先对真空除氧器压力进行校准，然后将采集到的独立的三路水位差压值，通过三取二的组态逻辑，终输出为检测的水位值。其逻辑图如下所示：
图2-4真空除氧器水位测量的优选逻辑
      上图（左）中是水位的计算公式F(x)，水位计算结果I，“>”为模拟量之间的高选值，“<”为模拟量之间的低选值。我们通过这套逻辑，可以从独立的三路差压水位测量设备采集来的差压值，比较后选择出两组差压值。
      我们这次介绍的这两种水位计，磁翻板液位计可以更直观地在现场显示当前液位值，也可以远传信号，可以作为差压式液位计实时水位值的参考；差压式液位计是我们电厂在运行时真空除氧器液位自动调节的水位监测手段，其树脂是水位调节的重要参数。因此，我们建议在电厂生产运行时好同时投入使用这两种液位计。
      主要是对电厂中的真空除氧器系统进行了介绍，主要介绍了真空除氧器的具体结构及整个工艺流程，详细介绍了真空除氧器的工作过程，包括真空除氧器水位系统的介绍、真空除氧器系统的任务、真空除氧器水位的检测方法及保护措施。研究为接下来的真空除氧器水位控制系统的设计与研究提供了工艺技术背景。