一、汽包水位變送器測量原理
發(fā)電廠汽包水位測量多采用差壓式液位變送器,其測量原理如圖1所示,汽側(cè)壓力P1、水側(cè)壓力P2,由下列方程可得汽、水側(cè)差壓:
當(dāng)變送器安裝位置固定后,汽、水測高度成為定值,變化的參數(shù)為各段汽、水的密度和汽包內(nèi)實(shí)際水位。在外界環(huán)境相對穩(wěn)定的情況下,汽、水側(cè)引出管至變送器內(nèi)的液體密度也相對穩(wěn)定,變化的參數(shù)就只是汽包內(nèi)汽、水密度和實(shí)際水位。通過對汽包壓力的修正,可減小汽包內(nèi)汽、水密度變化對變送器測量的影響,從而使變送器測量的差壓能夠直接反映汽包水位變化。為防止變送器指示異常影響汽包水位調(diào)節(jié)和保護(hù)控制,一般配置冗余的3套變送器,安裝在汽包兩側(cè)。
三河發(fā)電公司鍋爐汽包配置了6套水位變送器,汽包兩側(cè)分別安裝3套(圖2)。一側(cè)的水位變送器共用一對汽水引出管,分成3路分別連接3套水位變送器,變送器測量輸出值送至DCS,經(jīng)汽包壓力、溫度修正后用于水位調(diào)節(jié)控制。
二、外界環(huán)境變化對水位測量的影響
在機(jī)組正常運(yùn)行中,汽包水位相對穩(wěn)定時(shí),由于外界環(huán)境的變化可能會引起個別水位變送器測量值偏離實(shí)際水位值,影響水位調(diào)節(jié)控制,甚至引起水位保護(hù)誤動。
?。?)2005年7月25日22時(shí)50分,汽包水位1號、2號變送器測量指示值逐漸升高,給水流量逐漸減小,其它水位測點(diǎn)的測量指示值則逐漸降低,電視雙色水位計(jì)指示也逐漸下降,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)水位變送器封閉小間頂部漏雨至變送器連接管路上。
?。?)為防止因水位變送器管路保溫不嚴(yán)造成冬季凍結(jié),在管路保溫內(nèi)鋪設(shè)了伴熱電纜,當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)伴熱電源自動投入。2002年11月17時(shí)20分,1號、3號水位變送器測量指示值逐漸升高并趨于穩(wěn)定,且一側(cè)3個變送器的測量值偏差增大,當(dāng)將水位變送器電伴熱投入后,變送器測量指示值正常。
?。?)2005年12月4日7時(shí),2號機(jī)組6個汽包水位變送器測量指示值逐漸降低,zui低達(dá)到-145mm。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)汽側(cè)取樣管凍結(jié)。
?。?)2005年2月,由于冬季降溫,2號機(jī)組2個汽包水位變送器測量指示值逐漸升高,zui低達(dá)到150mm。該2個變送器測量輸出值被用于水位調(diào)節(jié)控制,致使給水調(diào)節(jié)控制發(fā)出快速降低給水流量指令。
由上述現(xiàn)象可知,在汽包水位正常時(shí),部分水位變送器由于連接管路受外界環(huán)境影響使測量輸出偏離正常值,但同樣的原因引起的現(xiàn)象卻不一定相同。例如,同樣是由于連接管路凍結(jié),水位變送器測量值卻有升有降。
從式(2)可得出,當(dāng)汽包水位、壓力不變時(shí),汽包內(nèi)汽、水的密度亦不變。當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí),由于水位變送器連接管路保溫不嚴(yán),造成管路內(nèi)水的密度發(fā)生變化,將會影響水位變送器的測量輸出值(表1)。
三、減小外界環(huán)境對水位測量影響的措施
?。?)對汽包汽、水側(cè)取樣管、取樣閥門和連通管均應(yīng)良好保溫,引到差壓變送器的2根管子應(yīng)平行敷設(shè)共同保溫,并根據(jù)需要采取防凍、防雨措施。
(2)對差壓式水位測量裝置進(jìn)行溫度修正所選取的參比水柱平均溫度應(yīng)根據(jù)外部環(huán)境溫度確定,并且應(yīng)定期根據(jù)外部環(huán)境溫度變化對修正回路進(jìn)行設(shè)定。
?。?)定期將額定汽壓下差壓式水位測量裝置零水位與就地水位表的零水位進(jìn)行比較,若其偏差過大,應(yīng)以額定汽壓下就地水位表的零水位為基準(zhǔn),校正差壓式水位測量裝置的零水位。
四、結(jié)語
針對汽包水位變送器出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象,對汽包水位變送器取樣管路采取加強(qiáng)保溫和伴熱處理。同時(shí),對汽包水位變送器柜進(jìn)行了封閉,有效地防止了雨雪、大風(fēng)天氣對變送器測量的影響。通過對汽水側(cè)連接管路處外界環(huán)境變化對變送器測量輸出影響的分析,使運(yùn)行人員能夠根據(jù)水位指示值變化趨勢確定故障原因,及時(shí)采取措施,縮短故障時(shí)間,保證機(jī)組的安全運(yùn)行。