蔣丙獻

(浙江浙能臺州第二發(fā)電有限責任公司，浙江 臺州 317109)

0 問題概述

臺州某電廠自2014年投產(chǎn)以來，啟動鍋爐PLC上的差壓式遠傳汽包水位存在失真現(xiàn)象，一直未得到較好地解決。2020年初，該廠維護人員通過平衡容器改造的方法，徹底解決水位失真的問題。改造前，運行人員反應PLC上的汽包水位在鍋爐點火燃燒后，逐漸偏離就地磁翻板水位計，甚至會達到PLC水位量程的顯示下限，就地磁翻板水位計與遠傳差壓水位計偏差情況見表1。

表1 鍋爐汽包水位顯示數(shù)值

通過表1可以發(fā)現(xiàn)，在鍋爐燃燒2 h后，遠傳差壓水位計數(shù)值比就地磁翻板水位計數(shù)值低很多，無法正確反應汽包水位。由于3個差壓水位計的測量值參與汽包水位的自動調(diào)節(jié)回路，該故障會導致汽包水位無法實現(xiàn)自動控制。運行人員需要通過觀察就地磁翻板水位計手動控制水位，大大加重了運行人員的操作強度。

1 原因分析

該廠維護人員針對該問題分別對PLC組態(tài)、差壓變送器、取壓管路和平衡容器進行檢查，發(fā)現(xiàn)平衡容器結構存在缺陷是導致水位測量異常的主要原因。其鍋爐所用的雙室平衡容器與標準外置式雙室平衡容器結構存在一定的差異，兩者結構如圖1所示。

圖1 啟動鍋爐平衡容器與標準結構對比圖

上圖中，A為該廠使用的平衡容器，B為外置式雙室平衡容器。與標準平衡容器相比，該廠啟動鍋爐所用的平衡容器缺少基準杯和凝汽室。汽包內(nèi)的飽和蒸汽流入平衡容器后，在容器的外筒體內(nèi)釋放熱量，形成飽和的凝結水。由于缺少基準杯和凝汽室的引流，大部分冷凝水都落入外筒后回流回汽包，無法為內(nèi)筒的基準水柱提供充足的補水。鍋爐點火燃燒后，內(nèi)筒體的基準水柱受汽包水側的高溫飽和水加熱不斷蒸發(fā)，水位下降，造成了PLC上的汽包水位低于實際水位值。

2 整改措施以及效果

為解決鍋爐運行時平衡容器基準水柱無法保持恒定液的問題，該廠維護人員在原平衡容器上進行結構改造，通過構建基準杯與凝汽室的方法來增加內(nèi)筒體的補水來源。由于該廠的3個平衡容器上還分別安裝電接點水位計與磁翻板水位計，考慮對平衡容器上安裝的其他測量原理的水位計的影響，結構改造按照兩種方案進行。

2.1 方案1

對于需要接入磁翻板水位計的平衡容器，將汽包水側取樣管、平衡容器內(nèi)筒和磁翻板水位計通過開孔焊接的方式連接到一起，同時將差壓變送器的正負壓側取樣管路進行互換。改造前后的平衡容器結構如圖2所示。

圖2 接入磁翻板水位計的平衡容器改造前后結構圖

對于圖2中的改造后的平衡容器，汽包內(nèi)的飽和蒸汽流入改造后的平衡容器凝結成水匯入外筒體中。外筒體的水位過高后，會通過汽包的汽側取樣管溢流回汽包，使得其水位高度保持L1不變，可作為水位測量的基準水柱。平衡容器內(nèi)筒水位、磁翻板水位與汽包水位3者由于連通器原理將保持一致，不影響磁翻板水位計的顯示。改造后，汽包水位的零點位置高度H0與改造前一致，而基準水柱高度由原來內(nèi)筒體高度變?yōu)槠麄热庸芨叨萀1，需在PLC的水位計算邏輯中進行修正。

2.2 方案2

對于需要接入電接點水位計的平衡容器，將內(nèi)筒體割短后焊接一個口徑較大的基準杯，并在基準杯上方環(huán)焊一圈圓環(huán)狀的導流板，導流板中的內(nèi)徑小于基準杯直徑。改造前后的平衡容器結構如圖3所示。

圖3 接入電接點水位計的平衡容器改造前后結構圖

相比于原平衡容器的結構，圖3中改造后的平衡容器增加導流環(huán)和基準杯，使得內(nèi)筒能夠有效收集汽包飽和蒸汽冷凝下來的水。當內(nèi)筒滿水后，過多的冷凝水會溢出基準杯，通過汽包水側取樣管回流至汽包中，內(nèi)筒體的水柱高度能夠保持L2不變。與圖2相似，改造后的基準水柱高度也發(fā)生改變，也需要在PLC中對基準水柱對應的參數(shù)進行修正。

該電廠啟動鍋爐汽包的平衡容器于2020年3月進行改造，3個差壓式水位計重新投運后PLC上顯示正常，示數(shù)與就地磁翻板水位計一致，示數(shù)誤差在5 %以內(nèi)。在后續(xù)一年的時間內(nèi)，啟動鍋爐共進行過3次點火保養(yǎng)，燃燒過程中鍋爐汽包水位均未出現(xiàn)過異?，F(xiàn)象，差壓式水位計的故障得到了有效的解決。

3 總結

雙室平衡容器的結構多種多樣，但本質(zhì)都是利用其巧妙的結構去自動補償水位偏差，能更好地測量鍋爐水位。但許多小型鍋爐汽包上預留取樣口不足，存在共用取樣孔和平衡容器的情況，導致汽包差壓水位計的測量存在誤差。本文所描述的水位故障就是因共用的平衡容器結構設計不合理引起的。文中所采取的措施在不開新取樣孔和不影響其他水位計的使用的前提下，根據(jù)平衡容器的結構特性，結合鍋爐汽包取樣孔和平衡容器的共用情況，通過改造平衡容器結構的方法，巧妙解決了差壓水位計測量不準的問題，為業(yè)內(nèi)其他同行企業(yè)提供了參考。同時建議鍋爐廠家在設計時能為差壓水位計設計全程獨立的平衡容器與取樣孔，提高汽包模擬量測量的準確性與可靠性，減少因該類故障停機的風險。