石門電廠300MW機組差壓水位計常見問題及處理

孫紅波

摘 要：文章介紹石門電廠300MW機組差壓式水位計水位測量中存在的一些問題，根據(jù)問題分析問題原因并提出問題的解決方案。

關鍵詞：差壓式水位計；安裝；原理；故障處理

1 概述

大唐石門發(fā)電廠一期#1、#2機組分別于1996、1997年投產(chǎn)，鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠的HG-1021/18.2-540/540-WM10型亞臨界自然循環(huán)汽包爐（單爐膛、一次再熱。平衡通風半露天布置。燃用混合煤，固態(tài)排渣，全鋼結(jié)構(gòu)。）

一期兩臺鍋爐的汽包分別安裝了兩套就地水位計（均實現(xiàn)控制室可監(jiān)視）：一臺雙色電接點水位計，一套磁性翻板水位計；三套差壓式水位計；一套差壓式高位水位計。其中#1機組汽包水位1、3安裝在汽包左側(cè)，汽包水位2安裝在汽包右側(cè)；#2機組汽包水位1安裝在汽包左側(cè)，汽包水位2、3安裝在汽包右側(cè)。

2 差壓式水位計的安裝

由于同一汽包多個平衡容器的汽連通管及容器安裝高度不一致，會使汽側(cè)取樣管的參比水柱高度不同（變送器均安裝在同一高度），從而造成三個汽包水位測量值之間存在較大偏差。解決的辦法是待鍋爐啟動且熱膨脹穩(wěn)定后核對三個平衡容器的高度是否一致，并核對平衡容器與汽包幾何中心線（零水位線）間高度是否有變化，否則應在DCS修正。

汽包水位計安裝位置數(shù)據(jù)是在鍋爐專業(yè)確定汽包兩端幾何中心線后，用長度近30米的透明塑料管灌滿水并根據(jù)連通管原理，以汽包中心線作為為標準水位，在水位穩(wěn)定在汽包中心線時水管另一端水位即為測量筒與汽包幾何中心線等高點，根據(jù)該點與測量筒測量有效范圍的中心點距離即為汽包正常水位距汽包中心線之間的距離。

差壓式水位計是通過把水位高度的變化轉(zhuǎn)換成差壓的變化來測量水位的。國內(nèi)外最常用的是通過單室平衡容器下的參比水柱形成差壓來測量汽包水位。

單室平衡容器的安裝應滿足平衡容器垂直安裝，安裝標高及與其配合的正、負取壓口的距離應保證汽側(cè)向汽包測1：100的傾斜度，水側(cè)向取樣管側(cè)1：100的傾斜度。

3 運行中差壓式水位計故障原因及分析

影響鍋爐汽包水位偏差的因素主要有以下幾點：（1）鍋爐負荷因素影響水位變化。在鍋爐負荷的變化幅度和變化速度都很大時，則“虛假水位”的現(xiàn)象就比較明顯。（2）若差壓變送器不準確，則在運行中將無法判斷汽包水位的真實性。若差壓變送器汽側(cè)取樣管堵塞或泄漏時，則水位表指示偏高；若差壓變送器水側(cè)取樣管堵塞或泄漏時，則水位表指示偏低。若平衡閥泄漏時，則水位指示偏高。（3）如就地汽側(cè)取樣口至單室平衡容器段實際安裝機械位置降低時，將會導致就地參比水柱靜壓差減小改變量程，水位顯示就偏高。同時和差壓變送器及DCS邏輯中量程設置不一致也會導致參數(shù)顯示偏差。

下面就結(jié)合我廠幾起差壓式汽包水位測量時的故障進行分析。

3.1 故障分析一

#1機組2008年12月23日，汽包水位差壓式水位計數(shù)值保持不變，且三套差壓式水位計均顯示滿量程?，F(xiàn)場檢查各差壓式水位計排污閥、正負壓測均無泄露。電接點水位計及磁性翻板水位計指示均正常。采用手持式紅外測溫儀，#1機組差壓式水位計取樣管溫度零下10°。

通過對差壓式水位計故障現(xiàn)象進行判斷，差壓式水位計取樣管因溫度過低，導致取樣管結(jié)冰。根據(jù)《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》汽包水位測量系統(tǒng)，應采取正確的保溫、伴熱及防凍措施，以保證汽包水位測量系統(tǒng)的正常運行及正確性。重新敷設伴熱裝置后，故障消除。

因此，在取樣管鋪設伴熱裝置后，應確保伴熱裝置安裝滿足要求，同時投入同時退出，防止因水溫升高，水密度減少，測量水位差壓值減小，從而引起差壓水位計測量的不準確性。并將伴熱帶檢查作為入冬前的常規(guī)安全檢查項目。

3.2 故障分析二

#1機組2013年8月7日，機組運行過程中汽包水位1與汽包水位2、3一直偏差大報警（偏差達到100mm）。因汽包水位1與汽包水位3安裝在#1爐汽包左側(cè)。且對水位差壓變送器進行校驗，校驗數(shù)據(jù)合格。現(xiàn)場檢查各水位變送器排污閥、正負壓測均無泄露現(xiàn)象。經(jīng)對機組運行情況進行分析，在機組滿負荷運行時水位偏差大，而在低負荷運行時水位偏差較小。通過對以上情況進行分析，懷疑平衡閥在高壓情況下存在泄露情況，更換平衡閥后水位顯示正常。并結(jié)合機組開停機機會定期對取樣管及平衡閥管道進行沖洗，且更換質(zhì)量可靠的進口三閥組。

3.3 故障分析三

#2機組2015年7月9日，機組運行過程中汽包水位1與汽包水位2、3一直偏差大報警（偏差達到100mm）。因汽包水位1安裝在#2爐汽包左側(cè)。對汽包水位運行歷史數(shù)據(jù)進行分析，排除因鍋爐燃燒情況對汽包水位不利因素（因爐膛火焰中心高度位置的不同影響汽包水位左右側(cè)的偏差）。同時對汽包水位變送器進行校驗及更換，問題依然無法解決。后對單室平衡容器進行測溫，發(fā)現(xiàn)汽包水位1比汽包水位2、3低100°。最后檢查發(fā)現(xiàn)因汽包水位1單室平衡容器冷凝水回流不暢，導致單室平衡容器溫度偏低。根據(jù)《DL/T 5190.5一2004 電力建設施工及驗收技術規(guī)范》水位計、水位平衡容器或變送器與汽包連接的取樣管，一般應至少有1：100的斜度，汽側(cè)取樣管應向上向汽包方向傾斜，水側(cè)取樣管應向下向汽包方向傾斜。對取樣管進行整改后，水位指示正常。同時定期對平衡容器進行測溫檢查。

4 結(jié)束語

汽包水位計是現(xiàn)代火電廠最重要的監(jiān)視儀表之一，其測量準確與否直接影響汽包水位自動調(diào)節(jié)或汽包水位保護。汽包水位過高，降低了汽包內(nèi)汽水分離器的分離效果，使供出的飽和蒸汽攜帶水分過多，含鹽量也增多。由于蒸汽濕度大，過熱蒸汽過熱度降低，這不但降低了機組出力，而且容易造成汽機末幾級葉片的水沖擊，造成軸向推力過大使推力軸承磨損；鹽量過多，使過熱器和汽機流通部分結(jié)垢，使機組出力不足且易使受熱面過熱而造成爆管。汽包水位過低，則破壞了鍋爐的汽水自然循環(huán)，致使水冷壁管被燒壞，嚴重缺水時還會發(fā)生爆管等事故。因此，通過總結(jié)汽包水位計曾經(jīng)出現(xiàn)的問題，提出具體的防范措施，確保差壓式水位計能真實準備反映水位的變化情況。

參考文獻

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