石门电厂300MW机组差压水位计常见问题及处理

孙红波

摘 要：文章介绍石门电厂300MW机组差压式水位计水位测量中存在的一些问题，根据问题分析问题原因并提出问题的解决方案。

关键词：差压式水位计；安装；原理；故障处理

1 概述

大唐石门发电厂一期#1、#2机组分别于1996、1997年投产，锅炉采用哈尔滨锅炉厂的HG-1021/18.2-540/540-WM10型亚临界自然循环汽包炉（单炉膛、一次再热。平衡通风半露天布置。燃用混合煤，固态排渣，全钢结构。）

一期两台锅炉的汽包分别安装了两套就地水位计（均实现控制室可监视）：一台双色电接点水位计，一套磁性翻板水位计；三套差压式水位计；一套差压式高位水位计。其中#1机组汽包水位1、3安装在汽包左侧，汽包水位2安装在汽包右侧；#2机组汽包水位1安装在汽包左侧，汽包水位2、3安装在汽包右侧。

2 差压式水位计的安装

由于同一汽包多个平衡容器的汽连通管及容器安装高度不一致，会使汽侧取样管的参比水柱高度不同（变送器均安装在同一高度），从而造成三个汽包水位测量值之间存在较大偏差。解决的办法是待锅炉启动且热膨胀稳定后核对三个平衡容器的高度是否一致，并核对平衡容器与汽包几何中心线（零水位线）间高度是否有变化，否则应在DCS修正。

汽包水位计安装位置数据是在锅炉专业确定汽包两端几何中心线后，用长度近30米的透明塑料管灌满水并根据连通管原理，以汽包中心线作为为标准水位，在水位稳定在汽包中心线时水管另一端水位即为测量筒与汽包几何中心线等高点，根据该点与测量筒测量有效范围的中心点距离即为汽包正常水位距汽包中心线之间的距离。

差压式水位计是通过把水位高度的变化转换成差压的变化来测量水位的。国内外最常用的是通过单室平衡容器下的参比水柱形成差压来测量汽包水位。

单室平衡容器的安装应满足平衡容器垂直安装，安装标高及与其配合的正、负取压口的距离应保证汽侧向汽包测1：100的倾斜度，水侧向取样管侧1：100的倾斜度。

3 运行中差压式水位计故障原因及分析

影响锅炉汽包水位偏差的因素主要有以下几点：（1）锅炉负荷因素影响水位变化。在锅炉负荷的变化幅度和变化速度都很大时，则“虚假水位”的现象就比较明显。（2）若差压变送器不准确，则在运行中将无法判断汽包水位的真实性。若差压变送器汽侧取样管堵塞或泄漏时，则水位表指示偏高；若差压变送器水侧取样管堵塞或泄漏时，则水位表指示偏低。若平衡阀泄漏时，则水位指示偏高。（3）如就地汽侧取样口至单室平衡容器段实际安装机械位置降低时，将会导致就地参比水柱静压差减小改变量程，水位显示就偏高。同时和差压变送器及DCS逻辑中量程设置不一致也会导致参数显示偏差。

下面就结合我厂几起差压式汽包水位测量时的故障进行分析。

3.1 故障分析一

#1机组2008年12月23日，汽包水位差压式水位计数值保持不变，且三套差压式水位计均显示满量程。现场检查各差压式水位计排污阀、正负压测均无泄露。电接点水位计及磁性翻板水位计指示均正常。采用手持式红外测温仪，#1机组差压式水位计取样管温度零下10°。

通过对差压式水位计故障现象进行判断，差压式水位计取样管因温度过低，导致取样管结冰。根据《防止电力生产事故的二十五项重点要求》汽包水位测量系统，应采取正确的保温、伴热及防冻措施，以保证汽包水位测量系统的正常运行及正确性。重新敷设伴热装置后，故障消除。

因此，在取样管铺设伴热装置后，应确保伴热装置安装满足要求，同时投入同时退出，防止因水温升高，水密度减少，测量水位差压值减小，从而引起差压水位计测量的不准确性。并将伴热带检查作为入冬前的常规安全检查项目。

3.2 故障分析二

#1机组2013年8月7日，机组运行过程中汽包水位1与汽包水位2、3一直偏差大报警（偏差达到100mm）。因汽包水位1与汽包水位3安装在#1炉汽包左侧。且对水位差压变送器进行校验，校验数据合格。现场检查各水位变送器排污阀、正负压测均无泄露现象。经对机组运行情况进行分析，在机组满负荷运行时水位偏差大，而在低负荷运行时水位偏差较小。通过对以上情况进行分析，怀疑平衡阀在高压情况下存在泄露情况，更换平衡阀后水位显示正常。并结合机组开停机机会定期对取样管及平衡阀管道进行冲洗，且更换质量可靠的进口三阀组。

3.3 故障分析三

#2机组2015年7月9日，机组运行过程中汽包水位1与汽包水位2、3一直偏差大报警（偏差达到100mm）。因汽包水位1安装在#2炉汽包左侧。对汽包水位运行历史数据进行分析，排除因锅炉燃烧情况对汽包水位不利因素（因炉膛火焰中心高度位置的不同影响汽包水位左右侧的偏差）。同时对汽包水位变送器进行校验及更换，问题依然无法解决。后对单室平衡容器进行测温，发现汽包水位1比汽包水位2、3低100°。最后检查发现因汽包水位1单室平衡容器冷凝水回流不畅，导致单室平衡容器温度偏低。根据《DL/T 5190.5一2004 电力建设施工及验收技术规范》水位计、水位平衡容器或变送器与汽包连接的取样管，一般应至少有1：100的斜度，汽侧取样管应向上向汽包方向倾斜，水侧取样管应向下向汽包方向倾斜。对取样管进行整改后，水位指示正常。同时定期对平衡容器进行测温检查。

4 结束语

汽包水位计是现代火电厂最重要的监视仪表之一，其测量准确与否直接影响汽包水位自动调节或汽包水位保护。汽包水位过高，降低了汽包内汽水分离器的分离效果，使供出的饱和蒸汽携带水分过多，含盐量也增多。由于蒸汽湿度大，过热蒸汽过热度降低，这不但降低了机组出力，而且容易造成汽机末几级叶片的水冲击，造成轴向推力过大使推力轴承磨损；盐量过多，使过热器和汽机流通部分结垢，使机组出力不足且易使受热面过热而造成爆管。汽包水位过低，则破坏了锅炉的汽水自然循环，致使水冷壁管被烧坏，严重缺水时还会发生爆管等事故。因此，通过总结汽包水位计曾经出现的问题，提出具体的防范措施，确保差压式水位计能真实准备反映水位的变化情况。

参考文献

[1]中华人民共和国电力行业标准.DL/T 5190.5-2004.电力建设施工及验收技术规范 第5部份：热工自动化[S].

[2]侯子良，刘吉川.锅炉汽包水位测量系统[Z].

[3]国家电力公司.防止电力生产事故的二十五项重点要求[Z].