汽包雙色水位計(jì)泄漏原因分析及預(yù)控

邱 靖

（神華神東電力重慶萬州港電有限責(zé)任公司，重慶 萬州 404027)

1 汽包雙色水位計(jì)工作原理

雙色水位計(jì)通過汽、水閥門與汽包汽側(cè)、水側(cè)相連接，形成連通體，利用連通器的原理使水位計(jì)的水位與汽包水位保持一致。云母雙色水位計(jì)是利用光在不同介質(zhì)中呈現(xiàn)不同的折射率和反射特性，并借助于濾色片使液相呈綠色，氣相呈紅色來顯示汽包水位的。由光源發(fā)出的光，通過紅綠濾色片，射向水位計(jì)本體液腔。在腔內(nèi)氣相部分，紅光射向正前方，而綠光斜射到腔壁上被吸收；在腔內(nèi)液相部分，由于水的折射，使綠光射向正前方，而紅光斜射到腔壁上被吸收。因而在正前方觀測(cè)時(shí)，可看到水位計(jì)顯示汽紅水綠，汽滿全紅、水滿全綠的顯示效果，且顯示效果清晰透明。

2 某電廠汽包雙色水位計(jì)簡(jiǎn)介

某電廠使用長春鍋爐儀表程控設(shè)備股份有限公司生產(chǎn)的無盲區(qū)雙色水位計(jì)，其公稱壓力32?MPa，工作壓力 18.87?MPa，中心距 1?130?mm，型號(hào)為B69H-32/2-W(見圖 1)。

該雙色水位計(jì)主要由表體、閥門、光源總成(光源箱、觀察罩)、開關(guān)電源組成。光源采用發(fā)光二極管，配備35?W輸入為220?VAC、輸出為5?VDC的具有4檔調(diào)壓功能的開關(guān)電源。就地正前方采用彩色工業(yè)電視遠(yuǎn)程監(jiān)視。

無盲區(qū)雙色水位計(jì)觀察孔在表體2條垂直直線上，通過將觀察孔交錯(cuò)組合消除了中間盲區(qū)，提高了觀察水位的準(zhǔn)確性。

圖1 B69H-32/2-W型無盲區(qū)雙色水位計(jì)外形結(jié)構(gòu)

該水位計(jì)自2012-05-12投運(yùn)后，1號(hào)機(jī)汽包雙色水位計(jì)發(fā)生泄漏7次，2號(hào)機(jī)汽包雙色水位計(jì)發(fā)生泄漏9次，共計(jì)泄漏16次。其中云母片破損泄漏12次，三通閥泄漏4次，可見泄漏問題主要由云母片破損引起。

3 汽包雙色水位計(jì)泄漏原因分析

3.1 檢修工藝質(zhì)量不良

3.1.1 密封面清理不達(dá)標(biāo)

清理水位計(jì)表體時(shí)，未能將表體上的雜物清理干凈。使用刮刀清理壓蓋內(nèi)部石棉墊時(shí)，石棉殘?jiān)辞謇砀蓛?。清理密封面時(shí)，誤劃傷密封面。密封面應(yīng)無麻點(diǎn)、溝痕，否則應(yīng)進(jìn)行修磨、加工。

當(dāng)密封面清潔度、平整度不達(dá)要求時(shí)，緊固壓蓋螺栓后，云母片與墊之間存在間隙，密封不嚴(yán)，投運(yùn)水位計(jì)后其受熱不均容易發(fā)生泄漏。

3.1.2 水位計(jì)視窗玻璃突出量不合格

視窗玻璃相對(duì)于壓蓋密封面的突出量應(yīng)在0.14～0.18?mm之間，如果突出量不在此范圍內(nèi)，可采用平銼刀、砂布來修整石棉墊的厚度。只有達(dá)到要求才能保證密封能力及使用壽命。當(dāng)突出量過大時(shí)，緊固螺栓后，壓蓋與表體不能完全接觸，容易發(fā)生泄漏。當(dāng)突出量過小時(shí)，緊固螺栓后，壓蓋內(nèi)視窗玻璃無法壓死云母片，密封效果不佳，容易發(fā)生泄漏。

3.1.3 壓蓋螺栓緊固步驟錯(cuò)誤

安裝時(shí)，應(yīng)按拆卸時(shí)做的記號(hào)復(fù)裝壓蓋，螺母先用手?jǐn)Q緊，再對(duì)角緊固，逐漸加力，且緊固力要均勻。針對(duì)B69H-32/2-W型雙色水位計(jì)，按照①→⑧→④→⑤→②→⑦→③→⑥緊固順序(見圖2)及扭矩值分4次擰緊，最后由同一個(gè)人以規(guī)定扭矩，將全部螺母緊一遍，保證緊固力均勻。當(dāng)水位計(jì)投入正常運(yùn)行24?h后，再一次按上述順序?qū)蔷o固螺母，且最高扭矩不能超過規(guī)定值，以免損壞密封組件、雙頭螺柱及表體螺紋孔。緊固前一定要先關(guān)閉所有閥門。

圖2 壓蓋螺栓編號(hào)

3.1.4 壓蓋螺栓緊力不正確

檢修人員在緊固壓蓋螺栓時(shí)，未使用力矩扳手，而依靠借力桿對(duì)螺栓進(jìn)行緊固。雖然緊固螺栓順序正確無誤，但是緊力不正確。力矩過大時(shí)可能引起云母片的破損；力矩不夠時(shí)，密封效果不佳，長時(shí)間運(yùn)行下容易發(fā)生泄漏。B69H-32/2-W型雙色水位計(jì)需要按順序緊固4次，4次力矩分別為90?N·m，110?N·m，135?N·m，150?N·m。

3.1.5 螺柱絲扣損壞引起泄漏

汽包雙色水位計(jì)解列后，拆卸螺母、螺柱前未噴灑螺栓松動(dòng)液，造成螺柱咬絲、絲扣磨損。投運(yùn)水位計(jì)后，螺栓受熱膨脹，由于絲扣磨損的螺柱與其他螺柱膨脹不一致，造成云母密封不嚴(yán)。長期如此，汽水混合物容易從受損螺柱附近噴出，損壞云母片，造成水位計(jì)的泄漏。壓蓋雙頭螺柱上不應(yīng)有毛刺、不光潔、絲扣損壞等缺陷；若有拉長、塑性變形時(shí)，必須予以更換。

3.2 投運(yùn)方法錯(cuò)誤

雙色水位計(jì)解列后重新投運(yùn)時(shí)，預(yù)熱不充分，預(yù)熱方法錯(cuò)誤，將引起泄漏。正確的預(yù)熱方法為：首先緩慢開啟水位計(jì)排污閥1/5圈，然后微開啟汽側(cè)一次閥，再將水位計(jì)二次汽閥緩慢開啟1/5圈，讓微弱汽流通過大約20～30?m in，使水位計(jì)本體溫度相對(duì)穩(wěn)定，充分預(yù)熱。然后順序關(guān)閉二次閥、一次閥、排污閥。隨后再正確投運(yùn)水位計(jì)。

3.3 運(yùn)行環(huán)境不良

3.3.1 水位計(jì)內(nèi)外溫差大引起泄漏

鍋爐廠房露天布置時(shí)，汽包水位計(jì)外部溫度受天氣因素的影響，內(nèi)外溫差極大，長期以往造成云母片受熱不均，易產(chǎn)生裂紋，引起水位計(jì)泄漏。

3.3.2 振動(dòng)引起泄漏

汽包水位計(jì)下方未安裝固定支架，當(dāng)汽包壓力變化時(shí)，造成水位計(jì)管道振動(dòng)。振動(dòng)頻繁發(fā)生，易引發(fā)水位計(jì)泄漏。

3.4 備件質(zhì)量不良

云母片厚度應(yīng)按鍋爐壓力選擇，工作壓力小于9.8?MPa時(shí)，總厚度為0.8～1.0?mm；工作壓力大于等于9.8?MPa時(shí)，總厚度為1.2～1.5?mm。如云母片厚度不達(dá)標(biāo)、密封墊質(zhì)量不合格，在高溫高壓下長期運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生裂紋，引起汽水混合物從壓蓋位置泄漏。

3.5 管理制度不完善

檢修、運(yùn)行管理制度不完善。這使得運(yùn)行、檢修人員無章可循、無據(jù)可依，對(duì)錯(cuò)誤的操作步驟習(xí)以為常，將加速云母片的損壞，引起水位計(jì)泄漏。

4 防止雙色水位計(jì)泄漏的預(yù)控措施

4.1 按照規(guī)程檢修水位計(jì)

4.1.1 嚴(yán)格遵守水位計(jì)檢修注意事項(xiàng)

水位計(jì)解列后，嚴(yán)禁采用噴淋、充水等方式將水位計(jì)快速冷卻，以免水位計(jì)產(chǎn)生裂紋，應(yīng)該采取自然冷卻的方式讓水位計(jì)緩慢冷卻。

更換水位計(jì)密封組件或檢修復(fù)裝時(shí)，必須在螺栓、螺母的螺紋部分涂抹高溫螺紋防銹劑，避免水位計(jì)長期高溫運(yùn)行后再次拆卸時(shí)發(fā)生螺栓、螺母卡死、咬絲、崩牙或腐蝕、氧化等現(xiàn)象。

安裝云母密封組件時(shí)，要嚴(yán)格按照密封組件的上、下順序安裝。石墨墊片應(yīng)完整無折痕、無撕裂現(xiàn)象；云母片邊角整齊，無起皮、龜裂、折痕；密封組件只能使用1次，不能重復(fù)使用。

4.1.2 定期更換水位計(jì)云母密封組件

在顯示正常情況下也應(yīng)每半年更換1次，以防止發(fā)生泄漏、爆表事故。特殊情況時(shí)，如云母片結(jié)垢嚴(yán)重且無法沖洗時(shí)，應(yīng)立即更換云母組件。應(yīng)對(duì)光源箱進(jìn)行徹底清潔，清潔發(fā)光二極管的發(fā)光面及透光玻璃，保證清晰度和良好的透光性能。

4.2 正確投運(yùn)水位計(jì)

無盲區(qū)系列雙色水位計(jì)閥門內(nèi)設(shè)有保險(xiǎn)球，即設(shè)有鋼球保護(hù)裝置，投運(yùn)前此閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。投運(yùn)時(shí)先微開啟汽側(cè)、水側(cè)一次閥，然后將水位計(jì)的二次汽閥緩慢開啟1/5圈，再將二次水閥緩慢開啟1/5圈，以此順序循環(huán)操作，直至二次閥門全開。否則如水位計(jì)閥門一次全開，保險(xiǎn)球會(huì)將通道堵死，出現(xiàn)假水位而造成嚴(yán)重事故。如因錯(cuò)誤操作引起保險(xiǎn)球堵死通道，則應(yīng)立即處理，處理方法是：立即關(guān)閉所有閥門，然后按上述開啟閥門步驟重新操作一次。鍋爐正常運(yùn)行時(shí)要全開水位計(jì)的汽、水閥門，否則保險(xiǎn)球起不到保護(hù)作用。

4.3 正確沖洗水位計(jì)

無盲區(qū)系列雙色水位計(jì)長期運(yùn)行后也會(huì)結(jié)垢，導(dǎo)致紅、綠色顯示不清晰，根據(jù)實(shí)際情況需進(jìn)行沖洗。沖洗方法分為汽沖洗和水沖洗2種。

(1)?汽沖洗。先將水位計(jì)的汽側(cè)一、二次閥完全關(guān)閉，再開排污閥，之后微開汽側(cè)一次閥，再將汽側(cè)二次閥緩慢開啟1/5圈，利用高壓蒸汽沖洗結(jié)垢的云母片，通過控制汽側(cè)二次閥的開度來調(diào)節(jié)高壓蒸汽的流量，沖洗時(shí)間1～2?m in(不宜過長)。若水位計(jì)已清晰，可停止沖洗工作。沖洗完畢，順序關(guān)閉二次閥、一次閥、排污閥。

(2)?水沖洗。首先關(guān)閉汽包水位計(jì)汽側(cè)一、二次閥，水側(cè)二次閥，隔離汽包水位計(jì)。然后打開汽包水位計(jì)排污閥，待水放凈后關(guān)閉排污閥，此時(shí)便開始水位計(jì)的沖洗工作。沖洗水位計(jì)時(shí)，沖洗水的壓力由水側(cè)二次閥開度來控制。緩慢并微開汽包水位計(jì)水側(cè)二次閥，使水依次流過水側(cè)二次閥、水汽側(cè)閥之間的連通管、汽側(cè)二次閥、水位計(jì)，使水位計(jì)充滿水，然后關(guān)閉水側(cè)二次閥，開啟排污閥，依靠水位計(jì)內(nèi)的壓力與水的自重帶走污垢。若水位計(jì)已清晰，可停止沖洗工作。

若沖洗后水位計(jì)仍不清晰，為安全起見應(yīng)停止沖洗，更換云母密封組件。對(duì)水位計(jì)的沖洗時(shí)間不能過長或反復(fù)沖洗，以避免出現(xiàn)泄漏、爆表現(xiàn)象。

4.4 加強(qiáng)備件質(zhì)量驗(yàn)收

備件到廠后，要嚴(yán)格執(zhí)行誰簽字誰負(fù)責(zé)的驗(yàn)收制度，避免調(diào)查水位計(jì)泄漏原因時(shí)，無人可查、無據(jù)可依。對(duì)于無法從外觀判斷質(zhì)量的備件，應(yīng)注明原因，必要時(shí)與生產(chǎn)技術(shù)部、運(yùn)行部中經(jīng)驗(yàn)豐富的專工共同進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。待備件投入使用無異常時(shí)，再簽字確認(rèn)備件質(zhì)量無誤。

建立供貨商黑名單。當(dāng)某個(gè)供貨商提供的產(chǎn)品連續(xù)出現(xiàn)問題時(shí)，應(yīng)禁止該供貨商參與招標(biāo)。從源頭上切斷不合格產(chǎn)品流入現(xiàn)場(chǎng)的途徑。

4.5 完善管理制度

制定完善的檢修、運(yùn)行管理制度。檢修、運(yùn)行人員要按照故障制度規(guī)定的步驟進(jìn)行操作，以確保水位計(jì)安全可靠運(yùn)行。

5 結(jié)束語

通過以上分析可知，要預(yù)防水位計(jì)泄漏，需從以下3個(gè)方面進(jìn)行預(yù)控。

(1)?備件質(zhì)量。備件質(zhì)量影響著水位計(jì)的安全運(yùn)行，不合格的產(chǎn)品、厚度不達(dá)標(biāo)的云母片，都不能滿足機(jī)組的使用要求，長時(shí)間在高溫高壓下云母片很容易發(fā)生裂紋，引起水位計(jì)泄漏。這不僅加大了檢修人員的工作量，同時(shí)也給機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來隱患。

(2)?檢修工藝。檢修人員清理密封面的方法，緊固水位計(jì)壓蓋螺栓的步驟以及緊固螺栓的緊力，對(duì)水位計(jì)的密封性能都有著十分重要的影響。檢修人員必須嚴(yán)格遵守檢修工藝規(guī)程，維修水位計(jì)時(shí)必須依靠水位計(jì)表體的自然冷卻，禁止對(duì)水位計(jì)表體強(qiáng)制冷卻，避免水位計(jì)表體冷卻不均，產(chǎn)生裂紋。

(3)?投運(yùn)程序。運(yùn)行人員投運(yùn)水位計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行操作規(guī)程，對(duì)水位計(jì)進(jìn)行15?m in以上的預(yù)熱，避免水位計(jì)云母片受熱不均產(chǎn)生裂紋，進(jìn)而在運(yùn)行中發(fā)生泄漏現(xiàn)象。打開閥門時(shí)，先投運(yùn)一次閥，再投運(yùn)二次閥，關(guān)閉時(shí)正好相反，以保證水位計(jì)的使用壽命。

1?中華人民共和國國家能源局．DL/T5210.2—2009電力建設(shè)施工質(zhì)量驗(yàn)收及評(píng)價(jià)規(guī)程(鍋爐機(jī)組篇)[S].

2?國家電力公司．防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求[M]．北京：中國電力出版社，2013．