丁建業(yè)

摘 要：本文針對(duì)國華滄東電廠汽包水位測(cè)量儀表自投入運(yùn)行后存在偏差的問題，進(jìn)行了深入分析。查找鍋爐汽包水位測(cè)量裝置準(zhǔn)確度不高的原因，提出了探討性改進(jìn)措施。并進(jìn)行了改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：雙色水位計(jì)? 溫度補(bǔ)償 電接點(diǎn)水位計(jì) 差壓變送器

國華滄東電廠原設(shè)計(jì)為三套汽包水位監(jiān)視系統(tǒng)，分別是汽包左右側(cè)各一個(gè)雙色水位計(jì)、右側(cè)一個(gè)電接點(diǎn)水位計(jì)和汽包左右側(cè)各兩個(gè)差壓變送器測(cè)量系統(tǒng)。由于大型機(jī)組都設(shè)計(jì)成全程給水控制系統(tǒng)，在機(jī)組啟動(dòng)到滿負(fù)荷或停機(jī)減負(fù)荷及負(fù)荷波動(dòng)中，汽包壓力在不斷地變化，汽包內(nèi)的飽和蒸汽和飽和水的密度也隨之變化，從而影響汽包水位測(cè)量的準(zhǔn)確性和全程給水控制系統(tǒng)的投運(yùn)，危及機(jī)組的安全。汽包水位過高可能造成蒸汽帶水，使蒸汽品質(zhì)惡化，輕則加重管道和汽輪機(jī)積垢，降低出力和效率，重則使汽輪機(jī)發(fā)生事故;汽包水位過低，則對(duì)水循環(huán)不利，可能導(dǎo)致水冷壁局部過熱甚至爆管。因此汽包水位的準(zhǔn)確測(cè)量值是電廠最重要的測(cè)量參數(shù)之一，保證汽包水位測(cè)量的準(zhǔn)確性就變得尤為重要。

一、汽包就地雙色水位計(jì)示值比實(shí)際水位偏高的技術(shù)分析

根據(jù)鍋爐廠的規(guī)定，汽包中心線下220mm為汽包水位的零點(diǎn)。汽包云母水位計(jì)是根據(jù)連通管原理工作的。如下圖所示

設(shè)汽包內(nèi)飽和水的密度為ρ，飽和蒸汽的密度為ρ’，雙色水位計(jì)內(nèi)水的密度為ρ1。汽包內(nèi)的真實(shí)水位為h，雙色水位計(jì)內(nèi)的水位為h1，云母水位計(jì)的總高度為L。則存在下列關(guān)系。

由于散熱的原因，云母水位計(jì)內(nèi)的水溫度低于汽包內(nèi)，因此密度大于汽包內(nèi)水的密度。因此在額定工況下，云母水位計(jì)的水位是低于汽包內(nèi)的真實(shí)水位的。為了彌補(bǔ)這個(gè)誤差，廠家規(guī)定水位計(jì)的零水位刻度線在安裝時(shí)，應(yīng)低于汽包的零水位線。根據(jù)廠家（長春鍋爐儀表程控設(shè)備股份有限公司）設(shè)計(jì)圖紙（圖號(hào)AZ-372）所示，雙色水位計(jì)表體的零水位應(yīng)安裝在汽包正常零水位線下120mm處。

我廠1號(hào)、2號(hào)機(jī)組自機(jī)組投運(yùn)時(shí)起，就地雙色水位計(jì)的示值就比DCS畫面上差壓變送器水位計(jì)的示值偏高。經(jīng)過我們就地對(duì)安裝設(shè)備實(shí)際安裝高度的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)鍋爐的4臺(tái)雙色云母水位計(jì)的零水位刻度線的安裝標(biāo)高都不符合廠家的規(guī)定。

爐左就地雙色水位計(jì)的表體零水位安裝在汽包正常零水位線下170mm處，爐右就地雙色水位計(jì)的表體零水位安裝在汽包正常零水位線下165mm處，而不是所設(shè)計(jì)的汽包正常零水位線下120mm處，從而導(dǎo)致汽包就地雙色水位計(jì)表體零水位的實(shí)際安裝位置較設(shè)計(jì)值低45-50mm，因此會(huì)使就地雙色水位計(jì)的指示較設(shè)計(jì)值偏高45-50mm左右。

通過測(cè)量分析后，在設(shè)備檢修期間對(duì)兩臺(tái)機(jī)組的雙色水位計(jì)中心線的高度進(jìn)行了重新調(diào)整。調(diào)整后汽包雙色水位計(jì)測(cè)量示值與實(shí)際水位相符。

二、汽包水位測(cè)量差壓變送器示值偏差原因分析：

自機(jī)組投運(yùn)以來，汽包差壓水位計(jì)的測(cè)量結(jié)果一直存在一定的偏差。通過對(duì)水位計(jì)安裝和測(cè)量方式的仔細(xì)測(cè)量和檢查，得出如下結(jié)果：

（1）汽包在安裝時(shí)左右側(cè)不完全水平，左側(cè)比右側(cè)高出10mm，造成左右側(cè)差壓水位計(jì)的示值存在偏差。

（2）汽包4臺(tái)差壓式水位計(jì)的平衡容器下部參比水柱所處環(huán)境溫度不完全相同，造成4臺(tái)差壓式水位計(jì)的測(cè)量值存在偏差。

（3）汽包水位變送器和汽包壓力變送器的儀表管排污門未安裝在儀表管路的最低點(diǎn)，不能有效排污。

（4）部分汽包壓力變送器儀表管與汽包水位變送器儀表管平行敷設(shè)，共同保溫。此設(shè)計(jì)存在一定的安全隱患，一條儀表管路泄露時(shí)容易引起共同保溫的相鄰儀表管路溫度發(fā)生變化，引起測(cè)量誤差。

（5）根據(jù)汽包水位測(cè)量原理為保證水位測(cè)量更加準(zhǔn)確現(xiàn)需加裝溫度補(bǔ)償測(cè)點(diǎn)以保證水位測(cè)量精確性，同時(shí)為保證參比水柱溫度穩(wěn)定需在汽包水位冷凝罐下部安裝400mm水平緩沖彎，在緩沖彎后加裝溫度補(bǔ)償測(cè)點(diǎn)。

（6）差壓式水位測(cè)量變送器自汽包引出取樣管后汽水側(cè)已分別存在2只手動(dòng)隔離閥，平衡容器后儀表一次門屬多余閥門，無存在的必要性，同時(shí)還增加了系統(tǒng)的滲漏點(diǎn)，為減少滲漏點(diǎn)增加系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性需將現(xiàn)取壓管平衡容器后汽，水側(cè)一次門進(jìn)行切除，以防止運(yùn)行中出現(xiàn)滲漏的可能性。

通過以上分析，對(duì)汽包水位安裝及測(cè)量回路的相關(guān)部分進(jìn)行改造，具體措施如下：

（1）測(cè)量汽包左右側(cè)中心線的水平偏差值，對(duì)差壓水位計(jì)的量程進(jìn)行檢查和修正。

（2）汽包差壓水位計(jì)平衡容器下部參比水柱的保溫拆除，估算拆除保溫后的參比水柱平均溫度值，對(duì)邏輯中設(shè)置的差壓水位計(jì)溫度參考值進(jìn)行修正。

（3）對(duì)同時(shí)保溫的汽包水位和汽包壓力儀表管，根據(jù)實(shí)際安裝位置和管道間距，重新布設(shè)儀表管或重新敷設(shè)保溫，使汽包水位儀表管和汽包壓力儀表管分別走向，分別保溫。

（4）切除原水位計(jì)汽側(cè)，水側(cè)平衡容器后一次門。

（5）在平衡容器后冷凝罐下部加焊400mm水平緩沖彎，保證表管的熱變形量的同時(shí)可以讓參比水柱內(nèi)凝結(jié)水溫度平穩(wěn)。并在緩沖彎下部焊接熱電偶溫度測(cè)點(diǎn)集熱塊加裝溫度補(bǔ)償用熱電阻。

（6）溫度測(cè)點(diǎn)補(bǔ)償導(dǎo)線通過熱鍍鋅管，包塑金屬軟管接入就地接線盒內(nèi)。

（7）對(duì)汽包水位差壓變送器和汽包壓力變送器的排污管路進(jìn)行修改，使排污門位于儀表管路最低點(diǎn)，并將原有的單排污門更換為雙排污門。示意圖如下，由圖1所示結(jié)構(gòu)改為圖2所示結(jié)構(gòu)：

改造完成后，汽包差壓式水位計(jì)的安裝方式、測(cè)量原理、保溫、伴熱等符合25項(xiàng)反措和安評(píng)要求，能夠準(zhǔn)確、可靠測(cè)量，保證機(jī)組汽包水位保護(hù)可靠投入，汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)有效運(yùn)行。

改造后汽包水位測(cè)量值如下表：

從上述數(shù)據(jù)中可以看出，修正完成后的汽包雙色水位計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確可靠，與差壓式水位計(jì)的測(cè)量結(jié)果在30mm之內(nèi)。汽包水位計(jì)的各個(gè)測(cè)量值之間偏差基本都在二十五項(xiàng)反措規(guī)定的范圍內(nèi)。

三、電接點(diǎn)水位計(jì)存在問題及改進(jìn)分析：

滄東電廠汽包電接點(diǎn)水位計(jì)原設(shè)計(jì)型號(hào)為：GSXY2S-30E，江蘇太倉儀表廠生產(chǎn)，共安裝30個(gè)電極，量程-350mm～+1080mm。該類型的電接點(diǎn)水位計(jì)電極采用銅墊密封方式，在高溫高壓環(huán)境下工作，很容易造成電極及墊片老化而損壞，引起密封不嚴(yán)而漏汽，影響汽包水位的測(cè)量。機(jī)組正式投運(yùn)后，1號(hào)爐汽包電接點(diǎn)水位計(jì)已發(fā)生過多次漏汽，原因均為電極及墊片損壞后呲汽。

因此將電接點(diǎn)水位計(jì)更換為不易滲漏的新型式的電接點(diǎn)水位計(jì)，以減少電極滲漏的發(fā)生。選用的新型電接點(diǎn)水位計(jì)型號(hào)為：GJT2000-AY19，淮安淮信儀器儀表有限公司生產(chǎn)，共安裝19個(gè)電極，量程：-500～+650mm。該類型的電接點(diǎn)水位計(jì)具有如下特點(diǎn)：

（1）高精度取樣：取樣水位與汽包內(nèi)質(zhì)量水位相同，且逼近汽包內(nèi)實(shí)際水位，使主表監(jiān)視與報(bào)警可信。

（2）可消除壓力與環(huán)境溫度影響，能適應(yīng)變參數(shù)運(yùn)行。

（3）壓力變化響應(yīng)快，水位升降時(shí)動(dòng)態(tài)附加誤差小。

（4）水質(zhì)好，水阻高，排污周期長，可延長電極壽命。

（5）電極與測(cè)量筒之間采用機(jī)械柔性自密封，壓力愈高，機(jī)械密封愈緊，且電極拆裝方便。

經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，自更換后未發(fā)生過因墊片密封原因造成的泄漏情況，解決了墊片密封的問題，目前只發(fā)生過一次因電極陶瓷管斷裂引起的電極泄漏情況。

具體的實(shí)施方案如下：

（1）將原有電接點(diǎn)水位計(jì)割下，更換為新型號(hào)的電接點(diǎn)水位計(jì)。

（2）新電接點(diǎn)水位計(jì)安裝完成后，重新布線，重新配置水位計(jì)顯示儀表的參數(shù)。

參考文獻(xiàn)

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