火力發電機組各加熱器水位測量方式淺析

邱哲人

（大唐黃島發電有限公司,山東 黃島 266000）

火力發電機組各加熱器水位測量方式淺析

邱哲人

（大唐黃島發電有限公司,山東 黃島 266000）

在火力發電機組的運行過程中，各加熱器水位參數的準確程度關系到機組的安全性、穩定性與經濟性，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行贅述，本文以黃島電廠三期國產660MW機組為例，主要針對中間再熱機組的各級加熱器、除氧器、凝汽器等的常見水位測量裝置進行介紹和比較，并對常見故障和注意事項進行闡述。

加熱器；水位；測量

1 模擬量水位測量裝置。

火力發電機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波雷達水位計，采用雷達原理進行測量。

1.1 差壓式水位測量裝置

1.1.1 單室平衡容器

單室平衡容器結構正壓側取樣管連至一個平衡容器后連入變送器正壓側，負壓側取樣管直接連至變送器負壓側。蒸汽在平衡容器中凝結，在平衡容器和正壓側儀表管中形成一段參比水柱。當參比水柱注滿時，多余的水會從正壓側取樣管溢流回被測容器內，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構，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室和外室，內室與負壓測儀表管聯通。蒸汽在外室上部冷凝，冷凝水將外室與正壓側儀表管充滿，多余的水從內室的管口處溢流至內室，回到被測容器內。中間抽頭式雙室平衡容器在普通雙室平衡容器的基礎上增加了一個基準杯，水在凝汽室中凝結后流入基準杯，建立基準水位。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而來的，優點是多余的凝結水不斷回流回被測容器，從而使平衡容器內不斷有工質在流動，對平衡容器中的工質進行加熱，從而減小平衡容器與被測容器中工質的溫差，減輕水和蒸汽密度對水位測量產生的影響，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，由于被測容器內的水被引入較為平靜的平衡容器，取樣口附近內的紊流不易傳遞至取樣管道內，可以有效減輕因被測容器內的工質波動而引起的水位波動。

2 開關量水位測量裝置

加熱器上常見的開關量水位測量裝置主要有浮球開關。浮球開關有多種樣式，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。浮球開關普遍用于發電機組的各種容器液位測量，因其是機械式的測量方法，可靠性較高，常用作保護、聯鎖回路的觸發條件。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、維護時進行隔離。

3 水位測量中的常見故障

3.1 差壓式水位計常見故障

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

（2）負壓側取樣管內有空氣。負壓側取樣管內有空氣，一般由于水位計投運時空氣沒有排凈引起，會導致測量水位偏低。如果取樣管路敷設不合理（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。當負壓側取樣管內積存空氣時，應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。對于正壓容器，或負壓容器在未投運時，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通常是水中的雜質、沉淀，可以開啟排污門對管路進行排污。但應當注意，不要直接通過變送器排氣孔進行排污，否則容易使排氣孔堵塞。

（4）取樣管路凍結。取樣管路凍結產生的現象與管路堵塞類似。對可能凍結的取樣管路應良好保溫，并適當做好伴熱。

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

3.2 浮球開關常見故障

（1）浮球卡澀。水位浮球開關經過長時間使用后，浮筒內壁會逐漸附著雜質而導致浮球卡澀。浮球卡澀后會使得浮球開關定值的復現性變差，甚至使得浮球不能及時動作或復位，影響聯鎖、保護的正常動作。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，或進行排污。平時有加熱器停運機會時，重新投運前應進行排污，及時排出浮筒中的雜質，降低浮球開關卡澀的可能。此外，在大修結束后，進行水位聯鎖試驗時，應嚴格遵守相關規定，采用實際注水方式進行傳動試驗，并注意比對浮球實際動作值是否正確，以提前發現可能存在的浮球卡澀故障。

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

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