火力發(fā)電機(jī)組各加熱器水位測量方式淺析

邱哲人

（大唐黃島發(fā)電有限公司,山東 黃島 266000）

火力發(fā)電機(jī)組各加熱器水位測量方式淺析

邱哲人

（大唐黃島發(fā)電有限公司,山東 黃島 266000）

在火力發(fā)電機(jī)組的運行過程中，各加熱器水位參數(shù)的準(zhǔn)確程度關(guān)系到機(jī)組的安全性、穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性，是非常重要的。由于汽包水位的各類分析文章較多，在此不對汽包水位進(jìn)行贅述，本文以黃島電廠三期國產(chǎn)660MW機(jī)組為例，主要針對中間再熱機(jī)組的各級加熱器、除氧器、凝汽器等的常見水位測量裝置進(jìn)行介紹和比較，并對常見故障和注意事項進(jìn)行闡述。

加熱器；水位；測量

1 模擬量水位測量裝置。

火力發(fā)電機(jī)組各加熱器上較常見的模擬信號水位測量方式有兩種，一種是連接平衡容器，建立參比水柱，采用差壓變送器進(jìn)行測量。另一種是將容器連接至一個水位測量筒，在測量筒上部安裝一個導(dǎo)波雷達(dá)水位計，采用雷達(dá)原理進(jìn)行測量。

1.1 差壓式水位測量裝置

1.1.1 單室平衡容器

單室平衡容器結(jié)構(gòu)正壓側(cè)取樣管連至一個平衡容器后連入變送器正壓側(cè)，負(fù)壓側(cè)取樣管直接連至變送器負(fù)壓側(cè)。蒸汽在平衡容器中凝結(jié)，在平衡容器和正壓側(cè)儀表管中形成一段參比水柱。當(dāng)參比水柱注滿時，多余的水會從正壓側(cè)取樣管溢流回被測容器內(nèi)，從而保持參比水柱水位恒定。通過變送器測得的差壓值△p，就可測出參比水柱與被測容器水位之間的高度差，由于參比水位是恒定的，容器水位就很容易求得。

1.1.2 雙室平衡容器

雙室平衡容器有多種結(jié)構(gòu)，較常見的有兩種，普通雙室平衡容器和中間抽頭式雙室平衡容器。普通雙室平衡容器包括內(nèi)室和外室，內(nèi)室與負(fù)壓測儀表管聯(lián)通。蒸汽在外室上部冷凝，冷凝水將外室與正壓側(cè)儀表管充滿，多余的水從內(nèi)室的管口處溢流至內(nèi)室，回到被測容器內(nèi)。中間抽頭式雙室平衡容器在普通雙室平衡容器的基礎(chǔ)上增加了一個基準(zhǔn)杯，水在凝汽室中凝結(jié)后流入基準(zhǔn)杯，建立基準(zhǔn)水位。多余的水溢流至溢流室，從外室下部與汽包下降管連接，回到汽包。由于溢流室需要連接下降管，一般僅可用于汽包水位的測量，不在其他容器上使用。雙室平衡容器是由單室平衡容器改進(jìn)而來的，優(yōu)點是多余的凝結(jié)水不斷回流回被測容器，從而使平衡容器內(nèi)不斷有工質(zhì)在流動，對平衡容器中的工質(zhì)進(jìn)行加熱，從而減小平衡容器與被測容器中工質(zhì)的溫差，減輕水和蒸汽密度對水位測量產(chǎn)生的影響，尤其適合高溫、高壓容器的水位測量，中間抽頭式雙室平衡容器效果尤為明顯。此外，由于被測容器內(nèi)的水被引入較為平靜的平衡容器，取樣口附近內(nèi)的紊流不易傳遞至取樣管道內(nèi)，可以有效減輕因被測容器內(nèi)的工質(zhì)波動而引起的水位波動。

2 開關(guān)量水位測量裝置

加熱器上常見的開關(guān)量水位測量裝置主要有浮球開關(guān)。浮球開關(guān)有多種樣式，但原理都是靠浮球漂浮在水面上，從而跟隨容器中的水位上下浮動，從而動作開關(guān)。浮球開關(guān)普遍用于發(fā)電機(jī)組的各種容器液位測量，因其是機(jī)械式的測量方法，可靠性較高，常用作保護(hù)、聯(lián)鎖回路的觸發(fā)條件。通常從容器中單獨引出一個浮筒，將浮球裝于浮筒中，便于檢修、維護(hù)時進(jìn)行隔離。

3 水位測量中的常見故障

3.1 差壓式水位計常見故障

（1）正壓側(cè)參比水柱不滿。正壓側(cè)參比水柱不滿是差壓式水位計最常見的故障之一。當(dāng)參比水柱不滿，甚至排空時，測得的水位會明顯偏高，甚至超過量程上限，且水位信號可能發(fā)生不規(guī)律的波動。導(dǎo)致參比水柱不滿的原因有多種：容器內(nèi)是正壓時，正壓側(cè)漏水；容器內(nèi)是負(fù)壓時，正壓側(cè)漏氣，空氣將參比水柱從汽側(cè)取樣孔頂回了容器內(nèi)部；容器或變送器剛剛投運，正壓側(cè)尚未凝結(jié)出足夠的凝結(jié)水；容器內(nèi)的壓力突然降低，導(dǎo)致部分水柱迅速蒸發(fā)甚至沸騰；平衡門內(nèi)漏，水從正壓側(cè)漏至負(fù)壓測；正壓側(cè)管道內(nèi)有氣柱；人為操作不當(dāng)，將參比水柱誤泄。黃島電廠5號機(jī)組凝汽器水位測點曾多次因正壓側(cè)參比水柱不滿而導(dǎo)致顯示不準(zhǔn)，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運行。經(jīng)過檢查，取樣管路因使用時間較長，工作環(huán)境惡劣，多處接頭已銹蝕，甚至管路表面部分磨損，導(dǎo)致密封較差。凝汽器建立真空后，正壓側(cè)參比水柱被凝汽器吸走，導(dǎo)致水位不準(zhǔn)。經(jīng)過對部分嚴(yán)重銹蝕和磨損的取樣管進(jìn)行更換，并對取樣管路上各接頭涂抹黃油進(jìn)行密封處理，水位測點已恢復(fù)正常。

（2）負(fù)壓側(cè)取樣管內(nèi)有空氣。負(fù)壓側(cè)取樣管內(nèi)有空氣，一般由于水位計投運時空氣沒有排凈引起，會導(dǎo)致測量水位偏低。如果取樣管路敷設(shè)不合理（傾斜度不符合要求、管路上存在倒U形等），會增大積存空氣的可能。當(dāng)負(fù)壓側(cè)取樣管內(nèi)積存空氣時，應(yīng)檢查管路是否有走向不合理的地方。然后通過振動取樣管路的方法促使空氣向上運動，從取樣口排入被測容器內(nèi)。對于正壓容器，或負(fù)壓容器在未投運時，可以開排污門排污，再開啟變送器排氣孔，排出取樣管內(nèi)的空氣。

（3）取樣管路堵塞。取樣管路不同程度堵塞會引起水位測點不同程度偏高或偏低，并可能引起波動。堵塞取樣管路的物質(zhì)通常是水中的雜質(zhì)、沉淀，可以開啟排污門對管路進(jìn)行排污。但應(yīng)當(dāng)注意，不要直接通過變送器排氣孔進(jìn)行排污，否則容易使排氣孔堵塞。

（4）取樣管路凍結(jié)。取樣管路凍結(jié)產(chǎn)生的現(xiàn)象與管路堵塞類似。對可能凍結(jié)的取樣管路應(yīng)良好保溫，并適當(dāng)做好伴熱。

（5）取樣管溫度引起的測量偏差。取樣管溫度不均勻，正負(fù)壓側(cè)取樣管溫度偏差大，均可能因取樣管中水的密度變化而導(dǎo)致明顯的測量偏差。正負(fù)壓側(cè)取樣管應(yīng)平行布置并盡可能靠近，共同保溫，以使溫度盡可能相等。對取樣管路進(jìn)行保溫、伴熱時都應(yīng)均勻，防止受熱不均。

3.2 浮球開關(guān)常見故障

（1）浮球卡澀。水位浮球開關(guān)經(jīng)過長時間使用后，浮筒內(nèi)壁會逐漸附著雜質(zhì)而導(dǎo)致浮球卡澀。浮球卡澀后會使得浮球開關(guān)定值的復(fù)現(xiàn)性變差，甚至使得浮球不能及時動作或復(fù)位，影響聯(lián)鎖、保護(hù)的正常動作。由于浮筒一般較難拆開，處理浮球卡澀通常是采用敲擊外殼的方式促使浮球活動，或進(jìn)行排污。平時有加熱器停運機(jī)會時，重新投運前應(yīng)進(jìn)行排污，及時排出浮筒中的雜質(zhì)，降低浮球開關(guān)卡澀的可能。此外，在大修結(jié)束后，進(jìn)行水位聯(lián)鎖試驗時，應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，采用實際注水方式進(jìn)行傳動試驗，并注意比對浮球?qū)嶋H動作值是否正確，以提前發(fā)現(xiàn)可能存在的浮球卡澀故障。

（2）線路故障。浮球開關(guān)的安裝位置一般離被測容器較近，容易受到高溫影響而導(dǎo)致線路老化、氧化等，應(yīng)注意定期檢查。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.153