除氧器水位測量失真的原因分析及處理

常英麗，常亞麗，卞和營，趙水平

(1.平頂山學(xué)院，河南 平頂山 467000； 2.平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467031)

除氧器水位測量失真的原因分析及處理

常英麗1，常亞麗2，卞和營1，趙水平2

(1.平頂山學(xué)院，河南 平頂山 467000； 2.平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467031)

某電廠在除氧器水位顯示正常情況下發(fā)生了給水泵氣化,針對這一現(xiàn)象進行深入分析,發(fā)現(xiàn)除氧器水位測量存在失真現(xiàn)象,進而對除氧器水位測量存在問題進行理論分析,找出了故障的原因，并為其他同類型機組的水位測量準確度判斷提供了參考。

測量筒；水箱；水位測量；堵塞

0 引言

除氧器水位過低會導(dǎo)致給水泵氣化，給水流量降低，進而危及到機組的安全運行。在機組的運行過程中，利用水位測量系統(tǒng)測量除氧器水箱的水位，實時監(jiān)測水位的變化情況，便于及時采取措施，保證機組的安全經(jīng)濟運行。因此，除氧器水位測量的準確性就顯得異常重要。

1 除氧器水位測量失真現(xiàn)象

1.1 水位測量原理

差壓式水位計是將水位的高低信號轉(zhuǎn)換為差壓信號來實現(xiàn)水位測量的[1]。水位-差壓轉(zhuǎn)換容器(雙室平衡容器)是儀表的感受部件，正壓管從平衡容器中引出，負壓管從水箱水側(cè)連通管中引出，平衡容器的水面高度是一定的，當水面增高時，水便通過汽側(cè)連通管溢流進入水箱，要降低時，由蒸汽冷凝水來補充。因此當平衡容器中的水密度一定時，正壓管壓力為定值，負壓管是與水箱連通的，輸出壓力的變化反映了水箱水位的變化。測出的差壓信號再通過變送器將差壓值轉(zhuǎn)變成電流信號傳輸?shù)椒稚⒖刂葡到y(tǒng)(DCS)進行水位監(jiān)視。如圖1所示，水箱與測量筒相連，構(gòu)成了一個連通管。利用連通管的原理，水箱內(nèi)水位變化時，測量筒水位會同步發(fā)生變化，進而正常監(jiān)視和調(diào)整水箱內(nèi)水位在允許范圍內(nèi)。

圖1 水位測量原理

1.2 測量水位失真現(xiàn)象

若除氧器水位測量系統(tǒng)出現(xiàn)了測量失真，則當水箱水位超出了正常范圍時，測量水位仍然顯示正常，給機組的正常運行埋下了重大隱患[2]。

事件發(fā)生前，某電廠該機組運行穩(wěn)定，負荷240 MW，#1，#2給水泵運行，#3給水泵備用，除氧器水位投自動調(diào)節(jié)。運行人員在監(jiān)盤時發(fā)現(xiàn)總給水量擺動且下降，#2給水泵入口流量大幅下降，立即將#1，#2給水泵勺管切至手動控制，增加#2給水泵勺管至100%，觀察總給水量繼續(xù)下降，立即投入#3給水泵并停止#2給水泵運行，關(guān)閉#2給水泵出口門，將#1，#3給水泵勺管均加至100%，總給水量繼續(xù)下降至330 t/h左右，相繼打跳#1，#2制粉系統(tǒng)，降低給煤機轉(zhuǎn)速，就地檢查#1，#2，#3給水泵前置泵入口壓力均低且泵體異音較大。上述現(xiàn)象表明，#1，#2，#3給水泵均發(fā)生了氣化。立即增加凝結(jié)水流量往除氧器補水，10 min后總給水流量逐漸上升至最大，泵體異音消失。調(diào)整#1，#3給水泵出力，總給水量維持600 t/h左右。其間檢查除氧器水位，正在下降過程中，但其測量值一直都在正常范圍內(nèi)，就地檢查翻板水位計水位，和DCS測量一致，無低水位開關(guān)量報警。

2 水位測量失真原因分析

2.1 思路分析

針對給水泵氣化現(xiàn)象，檢修人員打開#2給水泵入口濾網(wǎng)檢查，沒有發(fā)現(xiàn)異物。因此可以判斷，水泵氣化的原因就是除氧器水位真實降低。但無論是就地磁翻板水位計還是DCS遠方測量值和水位開關(guān)量測量都顯示水位正常，因此需要對除氧器水位測量失真原因進行分析檢查。

2.2 原因分析

如圖2所示，除氧器水位測量只有一個取樣管，磁翻板水位計和DCS遠方測量變送器及水位開關(guān)都是從一個取樣測量筒上接出來的。根據(jù)檢修人員對變送器的檢查，確定變送器正常。進一步分析發(fā)現(xiàn)，除氧器水位測量慣性較大，水位實時顯示曲線兩個波峰間時間較長，有時可達3 h左右，而正常從凝結(jié)水流量開始變化反映到除氧器水位的變化上應(yīng)該在20 min以內(nèi)。因此，分析原因可能為除氧器水位測量筒下部堵塞，除氧器水箱和水位測量筒間進出水時流量較小，測量筒水位變化緩慢，導(dǎo)致除氧器水位測量不能同水箱水位同步變化，甚至兩者的變化方向可能反向，測量出來的水位變化幅值比水箱實際變化幅值要小得多。因為測量筒下部堵塞，導(dǎo)致測量筒水位開始升高時，凝結(jié)水流量開始減小，大約20 min，除氧水箱的真實水位應(yīng)該開始下降。但在下降的過程中，因水箱水位仍比測量筒高，因此測量的水位仍處于上升過程，凝結(jié)水流量還是在減少。當測量筒水位達到峰值時應(yīng)和水箱真實水位一致，此時它才會和水箱水位開始同時下降。但由于同樣原因，它的變化遠比不上水箱水位的真實變化，其模擬曲線如圖3所示。因此，在水箱真實水位達到最低開始回頭時，測量筒顯示的水位卻仍在降低，直至測量水位達到低點時兩個水位才真實一致。因為凝結(jié)水流量是跟隨測量水位自動變化的，而測量筒水位的緩慢變化就導(dǎo)致了凝結(jié)水流量的大幅增加或減少，增加了一個測量周期的時間，表面看起來是系統(tǒng)慣性增大，但實際卻導(dǎo)致了除氧器水箱實際水位的大幅波動，導(dǎo)致水位過高或過低，最終發(fā)生了給水泵氣化。

圖2 除氧器水位測量系統(tǒng)

圖3 除氧器水箱水位及水量模擬曲線

2.3 分析結(jié)論

由以上分析可知，除氧器水位測量失真的原因是由于測量筒下部堵塞。具體表現(xiàn)為水位測量負壓側(cè)取樣一次門前管路存在U型彎，有雜物進入時不易排出，導(dǎo)致水位測量一次門前堵塞，使水位測量筒內(nèi)的水位變化比實際真實值滯后，磁翻板水位計與水位變送器測量同時遲緩，造成了水位測量失真。

3 解決方案及效果

退出除氧器水位自動及保護，由運行人員關(guān)閉水位測量筒取樣一次門，打開水位測量筒取樣一次門前排污門進行排污，排污過程中發(fā)現(xiàn)水質(zhì)較差。在恢復(fù)措施后，水位測量值經(jīng)過十幾分鐘才趨于平穩(wěn)，但經(jīng)過排污后除氧器水位測量及自動調(diào)節(jié)特性有了很大改善，水位測量變化周期由之前的3 h變?yōu)?0 min。排污前后水位測量對比情況如圖4所示。

圖4 除氧器水位測量筒排污前后水位變化趨勢對比

由以上試驗可以看出，除氧器水位測量筒下部存在堵塞現(xiàn)象，經(jīng)排污后基本恢復(fù)正常。但因排污門不是裝在測量筒取樣管路的最底部，因此測量筒取樣管路內(nèi)雜質(zhì)不能完全排出，仍有堵塞現(xiàn)象(此點從測量筒充水時間較長可以看出)，但對水位測量已經(jīng)基本沒有影響。

4 預(yù)防措施

(1)利用機組停機檢修的機會由機務(wù)切開取樣一次門前管路檢查清污。

(2)在測量筒負壓側(cè)一次門前U型彎底部加裝排污門,每次啟動前由運行人員負責(zé)排污，熱工人員負責(zé)投退保護。

(3)再加裝一套水位測量裝置，以提高水位測量的可靠性。

(4)運行人員加強除氧器水位的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)除氧器水位波動周期加長時，應(yīng)該及時聯(lián)系檢修退出保護，進行取樣管路排污，以保證除氧器水位測量的準確性。

5 結(jié)束語

通過對某電廠除氧器水位失真現(xiàn)象，對除氧器水位測量存在問題進行理論分析,找出了故障發(fā)生的原因，并提出了解決方案和預(yù)防措施，為其他同類型機組的水位測量準確度判斷提供了參考。

[1]陳思勤.凝汽器水位測量偏差的原因分析[J].華東電力,2006,34(6):81-82.

[2]錢成.火電廠汽包水位雙室平衡容器差壓式水位計測量案例分析[J].現(xiàn)代制造，2015(21):140-141.

TK 223

A

1674-1951(2017)12-0019-02

2017-06-28；

2017-11-01

河南省教育廳基金資助項目(14B470009)

(本文責(zé)編：齊琳)

常英麗(1972—)，女，河南葉縣人，工學(xué)碩士，從事機電類專業(yè)課的教學(xué)和研究方面的工作(E-mail:cyl001749@sohu.com)。常亞麗(1975—)，女，河南葉縣人，高級工程師，工學(xué)碩士，從事電廠技術(shù)管理方面的工作(E-mail:782878076@qq.com)。