節能技術之十九 紅外成像輔助加熱器水位控制技術

加熱器是火電廠熱力系統中的重要輔助設備，合理的水位設置是確保其運行可靠性和熱經濟性的基本條件之一。如果水位過高或加熱器給水端差增大，可能使疏水從抽汽管道流入汽輪機，形成水沖擊，對機組安全產生重大影響；如果水位過低或加熱器疏水端差增大，會導致汽水混流狀況出現，劇烈的沖刷下一級加熱器管壁，導致管壁變薄，甚至可能出現爆管等嚴重事故。

問題提出：加熱器水位測量裝置分兩大類，一類屬于就地顯示儀表，如磁性翻板水位計，其測量誤差主要來源于現場安裝時是否完全符合規程要求、運行中是否定期排污及翻板液位計自身卡澀等原因；另一類屬于遠方顯示儀表，如電接點水位計、浮筒式液位開關和差壓式水位測量裝置等，其測量誤差主要來源于正負測量取樣管路安裝是否完全符合規程要求、測量信號是否經壓力補償等原因。當水位就地和遠方顯示儀表出現偏差較大時，運行人員很難確定應根據哪個顯示參數來進行水位控制，這時如何采用其他輔助手段判斷加熱器實際水位，尤為重要。

推薦方法：推薦根據加熱器就地磁性翻板水位測量筒內存在較為明顯的汽水分界面這一特點，通過紅外熱成像儀測量其水位測量筒體表面的溫度場分布，利用溫度梯度確定汽水分界面，進而輔助確定加熱器實際水位位置。

應用實例：以某600 MW亞臨界機組2號高壓加熱器為例，圖1是該加熱器就地磁性翻板水位測量筒體表面溫度場的紅外熱成像圖。根據圖中顯示的汽水分界面，該加熱器水位設置基本合理，這也與由加熱器進出口溫度等熱力參數所反映的端差等性能指標相吻合。

圖1 加熱器就地磁性翻板水位測量筒體表面溫度紅外熱成像示意

建議：紅外熱成像儀作為加熱器水位輔助判斷手段具有一定的可行性，但由于紅外熱成像儀測量過程中存在一些不確定因素，如水位測量筒體本身材料、表面粗燥度、表面氧化程度，環境溫度、光線、灰塵雜質和測量角度等，都將影響其測量結果，因此需要對其作專題研究，進一步通過試驗摸索其規律，以提高加熱器水位位置判斷的準確性。

撰稿:河北省電力研究院:郭江龍