火力發(fā)電機(jī)組凝汽器常見液位測量方式

　　摘要：在火力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，凝汽器、除氧器、低壓加熱器等負(fù)壓及微正壓容器的液位測量是否準(zhǔn)確，直接關(guān)系到機(jī)組運(yùn)行的可靠性及機(jī)組效率。該文主要針對廣東惠州平海發(fā)電廠一期工程和福建國電南埔電廠擴(kuò)建二期工程中凝汽器、低壓加熱器的液位的不同測量方式做一介紹并比較，為經(jīng)后火力發(fā)電機(jī)組中的負(fù)壓及微正壓容器的液位測量的設(shè)計及安裝作參考。

　　廣東惠州平海發(fā)電廠一期1、2號2×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組工程，三大主機(jī)采用上海電氣集團(tuán)公司的產(chǎn)品， 機(jī)組的額定主蒸汽參數(shù)為27.56 MPa/605℃。配備的熱控儀表種類繁多，較600MW機(jī)組超超臨界燃煤機(jī)組相比，自動化程度更高，對儀表的安裝更加規(guī)范。福建國電南埔發(fā)電廠擴(kuò)建二期3、4號2×670MW超超臨界燃煤機(jī)組工程，三大主機(jī)采用哈鍋、哈汽、哈電集團(tuán)公司的產(chǎn)品。雖然兩工程中三大主機(jī)的廠家不同，但凝汽器、低加等容器的液位測量都不可缺少的。

　　1.平海發(fā)電廠一期工程機(jī)組中凝汽器、低壓加熱器水位通用測量

　　凝汽器、除氧器、低壓加熱器的水位測量的通用原理是利用水位—差壓轉(zhuǎn)換原理，通過差壓變送器來測量高、低側(cè)水位差壓，經(jīng)過DCS來進(jìn)行差壓—水位轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)凝汽器、除氧器水位的測量。本工程中凝汽器、除氧器、低壓加熱器等水位按照通用的測量方法進(jìn)行設(shè)計和安裝，在機(jī)組點(diǎn)火吹管及整套啟動過程中，主要存在以下問題：

　　正常運(yùn)行時，由于凝汽器處于高真空狀態(tài)，單室平衡容器內(nèi)的液面高度會隨著時間的推移而降低，在DCS中顯示液位高度比實(shí)際液位高度要高，從而對機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行造成安全隱患;凝汽器凝結(jié)水箱共有6臺液位變送器，其中一臺變送器在正常投入后，短時間就變?yōu)閴狞c(diǎn)，經(jīng)檢查，為平衡門存在微小泄漏;除氧器液變送器設(shè)計有兩臺，兩臺液位變送器正常投入后，在DCS系統(tǒng)中顯示趨勢一致，但數(shù)值相差太大（相差300mm）。

　　針對以上問題，凝汽器凝結(jié)水箱液位測量原理（改進(jìn)）如圖二所示，取消單室平衡容器，并把原液位變送器的正、負(fù)壓側(cè)互換，并且上取樣一次門后儀表管先向上彎制約1.5m左右再向下彎制與變送器相連接，這樣可解決當(dāng)凝結(jié)水箱液位高度超過上取樣點(diǎn)（在HHH報警值之上）時，保證凝結(jié)水不會倒灌進(jìn)負(fù)壓側(cè)儀表管。除氧器水箱液位變送器兩臺液位變送器顯示相對誤差較大，經(jīng)現(xiàn)場檢查為：單室平衡容器后的取樣儀表管有一段約3m長的水平直管段，該管段的坡度不明顯，未達(dá)到規(guī)范中要求的1:12，造成該管段內(nèi)的空氣無法全部排出（有氣泡），單室平衡容器的基準(zhǔn)液面降低，故該兩臺液位變送器在DCS系統(tǒng)中顯示相對誤差較大，且液位顯示數(shù)值高于實(shí)際液位值。所以，將單室平衡容器后的水平儀表管進(jìn)行改進(jìn)，使其坡度大于1:12就可以達(dá)到測量要求。

　　在液位測量方案改進(jìn)時，應(yīng)注意以下問題：

　　根據(jù)凝汽器凝結(jié)水箱水位測量原理（改進(jìn)后），由于變送器的儀表管只有正壓側(cè)儀表管（與下取樣點(diǎn)相連的儀表管）內(nèi)充滿介質(zhì)，負(fù)壓側(cè)儀表管內(nèi)無介質(zhì)，需要在儀表投運(yùn)前對變送器遷移量程，遷移量程的大小取決于變送器安裝的高度;在儀表投運(yùn)前，需檢查儀表管的嚴(yán)密性，特別是儀表接頭、取樣平衡門及排污閥門;所有液位等差壓類變送器的取樣儀表管在水平方向要有一定的坡度，坡度須大于1:12;若凝汽器液位變送器設(shè)計為雙法蘭隔膜式液位測量變送器，可按照圖一 凝汽器凝結(jié)水箱水位測量原理進(jìn)行安裝，法蘭安裝于取樣一次門后水平管段即可。

　　若液位測量變送器周圍環(huán)境溫度低于5℃時，須對儀表管加裝伴熱帶，使得儀表管內(nèi)的介質(zhì)不會固化，從而保證儀表的正常測量。

　　圖1 凝汽器凝結(jié)水箱水位測量原理（改進(jìn)后）

　　經(jīng)過改進(jìn)，凝汽器凝結(jié)水箱6臺液位變送器顯示誤差在10mm以內(nèi)，除氧器水箱液位變送器顯示誤差在20mm以內(nèi)，與就地磁翻板液位計示值比較，誤差分別也在10mm和15mm以內(nèi)，完全達(dá)到機(jī)組正常運(yùn)行的要求。凝汽器凝結(jié)水箱液位變送器測量方案的改進(jìn)，解決了凝汽器凝結(jié)水箱液位隨著時間的推移，其顯示數(shù)值較實(shí)際液位數(shù)值越來越大的問題。

　　2.南埔發(fā)電廠擴(kuò)建二期工程機(jī)組中凝汽器、除氧器、低壓加熱器水位的測量方法

　　本工程中，凝汽器、低壓加熱器等的液位測量采用進(jìn)口Eclipse導(dǎo)波雷達(dá)（單探桿）測量設(shè)備，輸出4~20mA電流信號，對應(yīng)所測容器的0水位和滿水位。該裝置安裝方式較為簡單，在Eclipse導(dǎo)波雷達(dá)儀表安裝時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　7XD、7XR或7XT型探頭僅用于安全切斷/溢出工況，所有其他型號的導(dǎo)波雷達(dá)的安裝，都應(yīng)該保證被測介質(zhì)的最高液面應(yīng)低于雷達(dá)天線過程連接150mm，此情況包括使用立管等人為探頭高度的工況;安裝單桿探頭（7X1、7X2或7XF）時，立管管徑不應(yīng)小于50mm，且不得有縮徑;保護(hù)探頭頂部連接的塑料帽在最后安裝傳感器之前，不要取走;在傳感器的過程連接上下不要使用任何的密封黏合劑或TFE膠帶，用Viton環(huán)密封;注意保護(hù)探頭頂部的高頻連接干燥清潔，必要時可用酒精擦拭，用棉簽擦干;傳感器和探頭部分的連接，隨手上緊后，再用扳手上緊1/4到1/2圈;接線：注意連接電源的正負(fù)極性，并且在電源和儀表兩端分別接地。南埔電廠#3機(jī)組在進(jìn)入酸洗、點(diǎn)火吹管階段時，凝汽器水箱及低壓加熱器液位在調(diào)試過程中，只有7A、8A、低壓加熱器的液位在無介質(zhì)狀態(tài)時顯示有液位，經(jīng)檢查，為導(dǎo)波雷達(dá)的探桿探頭底部與立管側(cè)面相接處，導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤報。將導(dǎo)波雷達(dá)液位計拆出后，對液位計底座進(jìn)行校正（立管與立管上用于固定導(dǎo)波雷達(dá)液位計的底座保持同軸），重新安裝后顯示準(zhǔn)確。

　　所以，導(dǎo)波雷達(dá)液位計安裝過程中，一定要注意立管尺寸偏大，直徑為80mm以上為宜，且材質(zhì)一般為不銹鋼材質(zhì)。另外，由于探桿尺寸較長，一定要保證液位計的固定底座與立管同軸，防止探桿與立管壁相接觸。

　　3.結(jié)束語

　　凝汽器、低壓加熱器等液位的測量方式較多，本文針對平海電廠一期工程和南埔電廠擴(kuò)建二期工程中相應(yīng)容器液位的測量作簡單介紹并做比較，雖然兩種測量方式都很成熟，都能保證機(jī)組正常運(yùn)行，但利用導(dǎo)波雷達(dá)液位計測量方式較差壓變送器測量方式而言，有著安裝簡單、漏點(diǎn)少、測量負(fù)壓及微正壓工況下的液位，其可靠性和穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，但成本相對較高。為以后同類工況液位的測量的設(shè)計及安裝作參考。