火力發(fā)電機組凝汽器常見液位測量方式

摘要：在火力發(fā)電機組運行過程中，凝汽器、除氧器、低壓加熱器等負壓及微正壓容器的液位測量是否準確，直接關(guān)系到機組運行的可靠性及機組效率。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)電機組中的負壓及微正壓容器的液位測量的設計及安裝作參考。

　　廣東惠州平海發(fā)電廠一期1、2號2×1000MW超超臨界燃煤機組工程，三大主機采用上海電氣集團公司的產(chǎn)品， 機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機組超超臨界燃煤機組相比，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)電廠擴建二期3、4號2×670MW超超臨界燃煤機組工程，三大主機采用哈鍋、哈汽、哈電集團公司的產(chǎn)品。雖然兩工程中三大主機的廠家不同，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來進行差壓—水位轉(zhuǎn)換來實現(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行設計和安裝，在機組點火吹管及整套啟動過程中，主要存在以下問題：

　　正常運行時，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際液位高度要高，從而對機組的穩(wěn)定運行造成安全隱患;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，經(jīng)檢查，為平衡門存在微小泄漏;除氧器液變送器設計有兩臺，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）如圖二所示，取消單室平衡容器，并把原液位變送器的正、負壓側(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，這樣可解決當凝結(jié)水箱液位高度超過上取樣點（在HHH報警值之上）時，保證凝結(jié)水不會倒灌進負壓側(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)值高于實際液位值。所以，將單室平衡容器后的水平儀表管進行改進，使其坡度大于1:12就可以達到測量要求。

　　在液位測量方案改進時，應注意以下問題：

　　根據(jù)凝汽器凝結(jié)水箱水位測量原理（改進后），由于變送器的儀表管只有正壓側(cè)儀表管（與下取樣點相連的儀表管）內(nèi)充滿介質(zhì)，負壓側(cè)儀表管內(nèi)無介質(zhì)，需要在儀表投運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;在儀表投運前，需檢查儀表管的嚴密性，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（改進后）

　　經(jīng)過改進，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)，完全達到機組正常運行的要求。凝汽器凝結(jié)水箱液位變送器測量方案的改進，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)值較實際液位數(shù)值越來越大的問題。

　　2.南埔發(fā)電廠擴建二期工程機組中凝汽器、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口Eclipse導波雷達（單探桿）測量設備，輸出4~20mA電流信號，對應所測容器的0水位和滿水位。該裝置安裝方式較為簡單，在Eclipse導波雷達儀表安裝時，應注意以下幾點：

　　7XD、7XR或7XT型探頭僅用于安全切斷/溢出工況，所有其他型號的導波雷達的安裝，都應該保證被測介質(zhì)的最高液面應低于雷達天線過程連接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，立管管徑不應小于50mm，且不得有縮徑;保護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極性，并且在電源和儀表兩端分別接地。南埔電廠#3機組在進入酸洗、點火吹管階段時，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，為導波雷達的探桿探頭底部與立管側(cè)面相接處，導致數(shù)據(jù)誤報。將導波雷達液位計拆出后，對液位計底座進行校正（立管與立管上用于固定導波雷達液位計的底座保持同軸），重新安裝后顯示準確。

　　所以，導波雷達液位計安裝過程中，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建二期工程中相應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，都能保證機組正常運行，但利用導波雷達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、漏點少、測量負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，但成本相對較高。為以后同類工況液位的測量的設計及安裝作參考。