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火力發(fā)電機組凝汽器水位測量的改進措施

   2011年09月28日 11:14  
  一、容器水位測量的一般原理
  
  如圖1所示,有以下差壓計算公式:
  
  △P=P+—P-=(P2+ρH1g)-(P1+ρHg)
  
  其中△P為差壓變送器測量到的差壓值,ρ為一定溫度和壓力下水的密度,g為重力加速度,P1和P2分別為負壓側和正壓側水平面上的空間壓力,H為容器中實際水位的高度,H1為參比水柱的高度。
  
  容器及其管路成形之后,H1即固定不變,P1和P2空間只要始終相通即空間壓力相等,這樣上述差壓計算公式可以變換為:
  
  P=ρg(H1-H)
  
  其中△P可以通過差壓變送器測量得到,ρ、g和H1都是已知數(shù),運用現(xiàn)代計算機技術很容易就可以計算出H值,即容器實際水位高度。
  
  二、凝汽器水位傳統(tǒng)測量方法存在的問題
  
  火力發(fā)電機組凝汽器水位是一個重要的參數(shù)。傳統(tǒng)的凝汽器水位測量如圖2所示,一般是設計安裝2套這樣的水位測量系統(tǒng),每一套水位測量系統(tǒng)包括有正負壓側取樣管的2個一次閥門,來自注水管(引自凝結水泵出口)的1個注水閥門,三閥組中的2個二次閥門和1個平衡閥門,差壓變送器上的2個排污閥門,共計8個手動閥門,還有2個活接頭。
  
  這種相互冗余配置的2套水位測量系統(tǒng),相互之間經(jīng)常出現(xiàn)100-300mm的大偏差,與就地玻璃水位計指示的實際水位也相差甚遠,機組啟停過程中尤其嚴重,集控室的運行操作人員無法準確監(jiān)控凝汽器水位,影響機組安全運行。檢修維護人員經(jīng)常長時間維護或者消缺,校驗差壓變送器、注水、排污、用固體油或者各種膠水密封閥門和接頭的結合面,忙碌了老半天好不容易調(diào)準了,凝汽器真空一波動或者取樣管道出現(xiàn)大一點的振動等等,就前功盡棄了。
  
  三、原因分析
  
  經(jīng)過實際檢查和理論分析,上述傳統(tǒng)凝汽器水位測量存在問題的主要原因有以下幾個方面:
  
  3.1正壓側水封影響水位測量
  
  凝汽器水位正壓側取樣管取樣口接近凝汽器的冷凝區(qū),不正常運行工況下,未冷凝的蒸汽會進入正壓側取樣管水平段。由于管徑?。―14×2或者D12×1)或者管內(nèi)有臟物雜質(zhì)等,管內(nèi)蒸汽冷凝后不流回凝汽器而在水平段形成水封,造成測量偏差,水位測點變化遲緩等現(xiàn)象。
  
  3.2系統(tǒng)泄漏影響水位測量
  
  注水管道引自凝結水泵出口,壓力將近3MPa,只要注水閥門有一點點內(nèi)漏(微小內(nèi)漏很難判斷出來),額外增大正壓側壓力或者充滿正壓側取樣管水平段,水位測量就會大大偏低。
  
  機組在運行過程中,凝汽器處于真空狀態(tài),真空達-90KPa多。傳統(tǒng)的測量系統(tǒng)有8個手動閥門,還有2個活接頭,經(jīng)常需要排污或者注水,手動閥門擰來擰去,難免出現(xiàn)泄漏,任何一個閥門或者接頭的結合面,哪怕是極微弱的泄漏,對水位測量的影響都很大。
  
  3.3真空波動影響水位測量
  
  真空波動對正壓側水平面有一定的影響,短時間內(nèi)真空迅速升高,正壓側水平面往往會降低,如果管路有泄漏,影響就會更大。
  
  另外,熱力系統(tǒng)的汽水損失和水的熱膨脹等也會影響水位測量。
  
  四、改進方法和效果
  
  如圖3所示,將取樣管管徑加大,換用D22×3的不銹鋼管,一次閥門換用D20的,消除水封形成的可能。變送器采用帶遠傳密封裝置的差壓變送器,省去了6個閥門和2個活接頭,由2個法蘭膜片感應上下壓力形成差壓。這樣就不需要經(jīng)常注水、排污、既防止泄漏,又大大減少了檢修維護人員的工作量。
  
  實踐證明改進后的2套水位測量系統(tǒng)相互差距不到10mm,與就地水位計相差zui大不到30mm,而且一直穩(wěn)定可靠,滿足凝汽器水位測量技術要求,效果很好。

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