一、概況
北京巴布科克-威爾科克斯有限公司制造的B&W l025/18.44M型鍋爐，為亞臨界參數、一次中間再熱、單汽包自然循環水管式煤粉爐。其額定蒸發量為936.5t/h，最大連續出力1004t/h;飽和蒸汽額定壓力為19.53MPa，最大連續出力時為20.5MPa;過熱蒸汽額定壓力為18.34MPa，最大連續出力時為18.44MPa。
鍋爐共安裝有6臺水位計，在汽包的爐后左、右側各安裝2臺單室平衡容器差壓式水位計、一臺云母水位計;左側差壓式水位計一臺用于滿水測量，一臺用于正常水位測量;右側差壓式水位計兩臺均用于正常水位測量。爐后兩側相鄰的2個汽(水)側取樣孔中心距均為17.2m，而每側的2個汽(水)側取樣孔中心距均為380mm;汽包上所有水位計的汽側連通管與水側連通管分別距汽包中心線為335mm，且汽包的正常水位線(零水位線)與汽包幾何中心線重合。
二、巴-威公司原設計平衡容器剖析
1.結構特點
巴-威公司原設計的平衡容器結構如圖1。
A、B為兩個等徑的三通接頭(320-20型)。1、2為汽側連通管(D28×4，長分別為252、510),3為冷凝筒(D133×16、高240)，4為水側連通管(D28×4，長為482)，5為垂直連通管(DZ8×4，長為482)。不難看出，它與我國目前測量汽包水位所使用的單室平衡容器在結構上存在著差異。汽側連通管與水側連通管之間有一根垂直連通管與二者相連，它與水側連通管的交點位于水側連通管的水平段上(水側三通接頭B)，而與汽側連通管的交點(汽側三通接頭A)低于汽側連通管的水平段(距汽包中心線13Omm)。其技術特性為:正常水位時平衡容器輸出差壓Ap0=4.23kPa，平衡容器輸出最大差壓△pmax=6.35kPa。
2.問題及原因分析
當汽包水位在汽側三通接頭A以下變化時，平衡容器輸出的差壓值與汽包水位成線性關系，這與一般的單室平衡容器測量汽包水位的原理相同。而當汽包水位上升并淹沒汽側三通接頭A時，汽側連通管內的飽和蒸汽至凝筒的管路上就不是連續的飽和蒸汽，而是由垂直連通管內的飽和水將汽側連通管中的飽和蒸汽分為兩段，一段與汽包相連，另一段與冷凝筒相連。由于汽側連通管內形成水封，靠近冷凝筒側的汽壓隨溫度的降低而下降，平衡容器冷凝筒內液面上所受的壓力小于汽包壓力(額定值19.53MPa)，且形成水封的時間愈長，冷凝筒液面上所受的壓力相對原來愈小，這時汽包壓力作用于單室平衡容器正、負壓側的壓力值不相等，即正壓側小于負壓側。因此，單室平衡容器輸出的差壓值就不僅僅是正、負壓側的靜差壓值，而且還增加了汽側連通管內形成
水封時汽包壓力作用于正、負壓側的差值。由于汽包壓力值相對較大，所以該差值(絕對值)遠遠大于單室平衡容器的靜差壓值(定性分析)。如果將一臺差壓變送器(按使用要求校驗好，量程為0~6.35kPa)接至平衡容器，將差壓變送器正側接平衡容器的水側，負側接平衡容器的負壓側，再將差壓變送器的零點進行全程負遷移，在差壓變送器正常投入、鍋爐汽包壓力升至額定、而汽包水位上升至汽側三通接頭A時，差壓變送器所受的差壓值己經超過其量程下限(OkPa)，其輸出的電信號就會以一定的速度沿"高水位"的方向 "飛升"。
3.原設計平衡容器的工作原理
由以上分析得知，當汽包水位指示異常時，汽包實際水位線正好為原設計的高水位保護動作值(13Omm)。只要汽包實際水位高于13Omm-指示值就出現異常，以一定的速度向其測量上限(+335mm)"飛升"，且水位與時間的函數為連續函數。若高水位保護的動作值在+13Omm~+335mm范圍內，汽包水位保護必然動作。因此，原設計平衡容器的測量范圍應為-13Omm~+335mm。
三、改進方案
1.改進原因
高水位為+1OOmm，最低水位為-1OOmm。不難看出，巴-威公司的平衡容器設計是正確的，而原高水位保護動作值+30Omm沒有實際意義。要想使汽包水位的保護設定值+30Omm有實際意義，有必要對原有平衡容器進行改進。
2.改進方案
為避免汽包水位升至一定高度時汽側水位天通管內形成水封，以至在測量中發生"飛升"現象，需將原平衡容器中的垂直連通管去掉，使汽側連通管與水側連通管完全隔離;平衡容器應垂直安裝且與汽包的距離為45Omm，如圖2所示。或者，便垂直連通管垂直且相交于汽側連通管，交點位于汽側連通管的水平段上，使得汽側連大
管向上、向汽包方向傾斜，水側連通管向下、汽包方向傾斜，斜度至少為1:100，如圖3所示。
四、結束語
改進后的平衡容器在測量汽包水位時，只有汽包水位的測量值等于高水位保護的動作值時，高水位保護才能動作。由此可見，改進前、后的平衡容器在測量汽包水位時，其效果是不同的，各有特點。可見，巴—威公司原設計的平衡容器結構新穎，它不但能測量汽包水位，而且還有種特殊的功能，既汽包水位的"機械"保護，在應用上具有獨特的內涵。