火力发电机组凝汽器水位测量的改进措施

发布：2018-12-18 | 点击：人次

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一、容器水位测量的一般原理

如图1所示，有以下差压计算公式：

△P=P+—P-=（P2+ρH1g）-（P1+ρHg）

其中△P为差压变送器测量到的差压值，ρ为一定温度和压力下水的密度，g为重力加速度，P1和P2分别为负压侧和正压侧水平面上的空间压力，H为容器中实际水位的高度，H1为参比水柱的高度。

容器及其管路成形之后，H1即固定不变，P1和P2空间只要始终相通即空间压力相等，这样上述差压计算公式可以变换为：

P＝ρg（H1－H）

其中△P可以通过差压变送器测量得到，ρ、g和H1都是已知数，运用现代计算机技术很容易就可以计算出H值，即容器实际水位高度。

二、凝汽器水位传统测量方法存在的问题

火力发电机组凝汽器水位是一个重要的参数。传统的凝汽器水位测量如图2所示，一般是设计安装2套这样的水位测量系统，每一套水位测量系统包括有正负压侧取样管的2个一次阀门，来自注水管（引自凝结水泵出口）的1个注水阀门，三阀组中的2个二次阀门和1个平衡阀门，差压变送器上的2个排污阀门，共计8个手动阀门，还有2个活接头。

这种相互冗余配置的2套水位测量系统，相互之间经常出现100-300mm的大偏差，与就地玻璃水位计指示的实际水位也相差甚远，机组启停过程中尤其严重，集控室的运行操作人员无法准确监控凝汽器水位，影响机组安全运行。检修维护人员经常长时间维护或者消缺，校验差压变送器、注水、排污、用固体油或者各种胶水密封阀门和接头的结合面，忙碌了老半天好不容易调准了，凝汽器真空一波动或者取样管道出现大一点的振动等等，就前功尽弃了。

三、原因分析

经过实际检查和理论分析，上述传统凝汽器水位测量存在问题的主要原因有以下几个方面：

3.1正压侧水封影响水位测量

凝汽器水位正压侧取样管取样口接近凝汽器的冷凝区，不正常运行工况下，未冷凝的蒸汽会进入正压侧取样管水平段。由于管径小（D14×2或者D12×1）或者管内有脏物杂质等，管内蒸汽冷凝后不流回凝汽器而在水平段形成水封，造成测量偏差，水位测点变化迟缓等现象。

3.2系统泄漏影响水位测量

注水管道引自凝结水泵出口，压力将近3MPa，只要注水阀门有一点点内漏（微小内漏很难判断出来），额外增大正压侧压力或者充满正压侧取样管水平段，水位测量就会大大偏低。

机组在运行过程中，凝汽器处于真空状态，真空达-90KPa多。传统的测量系统有8个手动阀门，还有2个活接头，经常需要排污或者注水，手动阀门拧来拧去，难免出现泄漏，任何一个阀门或者接头的结合面，哪怕是极微弱的泄漏，对水位测量的影响都很大。

3.3真空波动影响水位测量

真空波动对正压侧水平面有一定的影响，短时间内真空迅速升高，正压侧水平面往往会降低，如果管路有泄漏，影响就会更大。

另外，热力系统的汽水损失和水的热膨胀等也会影响水位测量。

四、改进方法和效果

如图3所示，将取样管管径加大，换用D22×3的不锈钢管，一次阀门换用D20的，消除水封形成的可能。变送器采用带远传密封装置的差压变送器，省去了6个阀门和2个活接头，由2个法兰膜片感应上下压力形成差压。这样就不需要经常注水、排污、既防止泄漏，又大大减少了检修维护人员的工作量。