汽包雙色水位計泄漏原因分析及預控

邱 靖

（神華神東電力重慶萬州港電有限責任公司，重慶 萬州 404027)

1 汽包雙色水位計工作原理

雙色水位計通過汽、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的水位與汽包水位保持一致。云母雙色水位計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。因而在正前方觀測時，可看到水位計顯示汽紅水綠，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簡介

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，其公稱壓力32?MPa，工作壓力 18.87?MPa，中心距 1?130?mm，型號為B69H-32/2-W(見圖 1)。

該雙色水位計主要由表體、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)電視遠程監(jiān)視。

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

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

該水位計自2012-05-12投運后，1號機汽包雙色水位計發(fā)生泄漏7次，2號機汽包雙色水位計發(fā)生泄漏9次，共計泄漏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 密封面清理不達標

清理水位計表體時，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，石棉殘渣未清理干凈。清理密封面時，誤劃傷密封面。密封面應無麻點、溝痕，否則應進行修磨、加工。

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

3.1.2 水位計視窗玻璃突出量不合格

視窗玻璃相對于壓蓋密封面的突出量應在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。只有達到要求才能保證密封能力及使用壽命。當突出量過大時，緊固螺栓后，壓蓋與表體不能完全接觸，容易發(fā)生泄漏。當突出量過小時，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誤

安裝時，應按拆卸時做的記號復裝壓蓋，螺母先用手擰緊，再對角緊固，逐漸加力，且緊固力要均勻。針對B69H-32/2-W型雙色水位計，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，最后由同一個人以規(guī)定扭矩，將全部螺母緊一遍，保證緊固力均勻。當水位計投入正常運行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

3.1.4 壓蓋螺栓緊力不正確

檢修人員在緊固壓蓋螺栓時，未使用力矩扳手，而依靠借力桿對螺栓進行緊固。雖然緊固螺栓順序正確無誤，但是緊力不正確。力矩過大時可能引起云母片的破損；力矩不夠時，密封效果不佳，長時間運行下容易發(fā)生泄漏。B69H-32/2-W型雙色水位計需要按順序緊固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

汽包雙色水位計解列后，拆卸螺母、螺柱前未噴灑螺栓松動液，造成螺柱咬絲、絲扣磨損。投運水位計后，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。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，造成水位計的泄漏。壓蓋雙頭螺柱上不應有毛刺、不光潔、絲扣損壞等缺陷；若有拉長、塑性變形時，必須予以更換。

3.2 投運方法錯誤

雙色水位計解列后重新投運時，預熱不充分，預熱方法錯誤，將引起泄漏。正確的預熱方法為：首先緩慢開啟水位計排污閥1/5圈，然后微開啟汽側(cè)一次閥，再將水位計二次汽閥緩慢開啟1/5圈，讓微弱汽流通過大約20～30?m in，使水位計本體溫度相對穩(wěn)定，充分預熱。然后順序關(guān)閉二次閥、一次閥、排污閥。隨后再正確投運水位計。

3.3 運行環(huán)境不良

3.3.1 水位計內(nèi)外溫差大引起泄漏

鍋爐廠房露天布置時，汽包水位計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，引起水位計泄漏。

3.3.2 振動引起泄漏

汽包水位計下方未安裝固定支架，當汽包壓力變化時，造成水位計管道振動。振動頻繁發(fā)生，易引發(fā)水位計泄漏。

3.4 備件質(zhì)量不良

云母片厚度應按鍋爐壓力選擇，工作壓力小于9.8?MPa時，總厚度為0.8～1.0?mm；工作壓力大于等于9.8?MPa時，總厚度為1.2～1.5?mm。如云母片厚度不達標、密封墊質(zhì)量不合格，在高溫高壓下長期運行會產(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、運行管理制度不完善。這使得運行、檢修人員無章可循、無據(jù)可依，對錯誤的操作步驟習以為常，將加速云母片的損壞，引起水位計泄漏。

4 防止雙色水位計泄漏的預控措施

4.1 按照規(guī)程檢修水位計

4.1.1 嚴格遵守水位計檢修注意事項

水位計解列后，嚴禁采用噴淋、充水等方式將水位計快速冷卻，以免水位計產(chǎn)生裂紋，應該采取自然冷卻的方式讓水位計緩慢冷卻。

更換水位計密封組件或檢修復裝時，必須在螺栓、螺母的螺紋部分涂抹高溫螺紋防銹劑，避免水位計長期高溫運行后再次拆卸時發(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，要嚴格按照密封組件的上、下順序安裝。石墨墊片應完整無折痕、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，不能重復使用。

4.1.2 定期更換水位計云母密封組件

在顯示正常情況下也應每半年更換1次，以防止發(fā)生泄漏、爆表事故。特殊情況時，如云母片結(jié)垢嚴重且無法沖洗時，應立即更換云母組件。應對光源箱進行徹底清潔，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 正確投運水位計

無盲區(qū)系列雙色水位計閥門內(nèi)設(shè)有保險球，即設(shè)有鋼球保護裝置，投運前此閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。投運時先微開啟汽側(cè)、水側(cè)一次閥，然后將水位計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。否則如水位計閥門一次全開，保險球會將通道堵死，出現(xiàn)假水位而造成嚴重事故。如因錯誤操作引起保險球堵死通道，則應立即處理，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。鍋爐正常運行時要全開水位計的汽、水閥門，否則保險球起不到保護作用。

4.3 正確沖洗水位計

無盲區(qū)系列雙色水位計長期運行后也會結(jié)垢，導致紅、綠色顯示不清晰，根據(jù)實際情況需進行沖洗。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，沖洗時間1～2?m in(不宜過長)。若水位計已清晰，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)閉汽包水位計汽側(cè)一、二次閥，水側(cè)二次閥，隔離汽包水位計。然后打開汽包水位計排污閥，待水放凈后關(guān)閉排污閥，此時便開始水位計的沖洗工作。沖洗水位計時，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，使水位計充滿水，然后關(guān)閉水側(cè)二次閥，開啟排污閥，依靠水位計內(nèi)的壓力與水的自重帶走污垢。若水位計已清晰，可停止沖洗工作。

若沖洗后水位計仍不清晰，為安全起見應停止沖洗，更換云母密封組件。對水位計的沖洗時間不能過長或反復沖洗，以避免出現(xiàn)泄漏、爆表現(xiàn)象。

4.4 加強備件質(zhì)量驗收

備件到廠后，要嚴格執(zhí)行誰簽字誰負責的驗收制度，避免調(diào)查水位計泄漏原因時，無人可查、無據(jù)可依。對于無法從外觀判斷質(zhì)量的備件，應注明原因，必要時與生產(chǎn)技術(shù)部、運行部中經(jīng)驗豐富的專工共同進行質(zhì)量驗收。待備件投入使用無異常時，再簽字確認備件質(zhì)量無誤。

建立供貨商黑名單。當某個供貨商提供的產(chǎn)品連續(xù)出現(xiàn)問題時，應禁止該供貨商參與招標。從源頭上切斷不合格產(chǎn)品流入現(xiàn)場的途徑。

4.5 完善管理制度

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

5 結(jié)束語

通過以上分析可知，要預防水位計泄漏，需從以下3個方面進行預控。

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

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

(3)?投運程序。運行人員投運水位計時必須嚴格執(zhí)行運行操作規(guī)程，對水位計進行15?m in以上的預熱，避免水位計云母片受熱不均產(chǎn)生裂紋，進而在運行中發(fā)生泄漏現(xiàn)象。打開閥門時，先投運一次閥，再投運二次閥，關(guān)閉時正好相反，以保證水位計的使用壽命。

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)量驗收及評價規(guī)程(鍋爐機組篇)[S].

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