火力发电机组凝汽器常见液位测量方式

摘要：在火力发电机组运行过程中，凝汽器、除氧器、低压加热器等负压及微正压容器的液位测量是否准确，直接关系到机组运行的可靠性及机组效率。该文主要针对广东惠州平海发电厂一期工程和福建国电南埔电厂扩建二期工程中凝汽器、低压加热器的液位的不同测量方式做一介绍并比较，为经后火力发电机组中的负压及微正压容器的液位测量的设计及安装作参考。

　　广东惠州平海发电厂一期1、2号2×1000MW超超临界燃煤机组工程，三大主机采用上海电气集团公司的产品， 机组的额定主蒸汽参数为27.56 MPa/605℃。配备的热控仪表种类繁多，较600MW机组超超临界燃煤机组相比，自动化程度更高，对仪表的安装更加规范。福建国电南埔发电厂扩建二期3、4号2×670MW超超临界燃煤机组工程，三大主机采用哈锅、哈汽、哈电集团公司的产品。虽然两工程中三大主机的厂家不同，但凝汽器、低加等容器的液位测量都不可缺少的。

　　1.平海发电厂一期工程机组中凝汽器、低压加热器水位通用测量

　　凝汽器、除氧器、低压加热器的水位测量的通用原理是利用水位—差压转换原理，通过差压变送器来测量高、低侧水位差压，经过DCS来进行差压—水位转换来实现凝汽器、除氧器水位的测量。本工程中凝汽器、除氧器、低压加热器等水位按照通用的测量方法进行设计和安装，在机组点火吹管及整套启动过程中，主要存在以下问题：

　　正常运行时，由于凝汽器处于高真空状态，单室平衡容器内的液面高度会随着时间的推移而降低，在DCS中显示液位高度比实际液位高度要高，从而对机组的稳定运行造成安全隐患;凝汽器凝结水箱共有6台液位变送器，其中一台变送器在正常投入后，短时间就变为坏点，经检查，为平衡门存在微小泄漏;除氧器液变送器设计有两台，两台液位变送器正常投入后，在DCS系统中显示趋势一致，但数值相差太大（相差300mm）。

　　针对以上问题，凝汽器凝结水箱液位测量原理（改进）如图二所示，取消单室平衡容器，并把原液位变送器的正、负压侧互换，并且上取样一次门后仪表管先向上弯制约1.5m左右再向下弯制与变送器相连接，这样可解决当凝结水箱液位高度超过上取样点（在HHH报警值之上）时，保证凝结水不会倒灌进负压侧仪表管。除氧器水箱液位变送器两台液位变送器显示相对误差较大，经现场检查为：单室平衡容器后的取样仪表管有一段约3m长的水平直管段，该管段的坡度不明显，未达到规范中要求的1:12，造成该管段内的空气无法全部排出（有气泡），单室平衡容器的基准液面降低，故该两台液位变送器在DCS系统中显示相对误差较大，且液位显示数值高于实际液位值。所以，将单室平衡容器后的水平仪表管进行改进，使其坡度大于1:12就可以达到测量要求。

　　在液位测量方案改进时，应注意以下问题：

　　根据凝汽器凝结水箱水位测量原理（改进后），由于变送器的仪表管只有正压侧仪表管（与下取样点相连的仪表管）内充满介质，负压侧仪表管内无介质，需要在仪表投运前对变送器迁移量程，迁移量程的大小取决于变送器安装的高度;在仪表投运前，需检查仪表管的严密性，特别是仪表接头、取样平衡门及排污阀门;所有液位等差压类变送器的取样仪表管在水平方向要有一定的坡度，坡度须大于1:12;若凝汽器液位变送器设计为双法兰隔膜式液位测量变送器，可按照图一 凝汽器凝结水箱水位测量原理进行安装，法兰安装于取样一次门后水平管段即可。

　　若液位测量变送器周围环境温度低于5℃时，须对仪表管加装伴热带，使得仪表管内的介质不会固化，从而保证仪表的正常测量。

　　图1 凝汽器凝结水箱水位测量原理（改进后）

　　经过改进，凝汽器凝结水箱6台液位变送器显示误差在10mm以内，除氧器水箱液位变送器显示误差在20mm以内，与就地磁翻板液位计示值比较，误差分别也在10mm和15mm以内，完全达到机组正常运行的要求。凝汽器凝结水箱液位变送器测量方案的改进，解决了凝汽器凝结水箱液位随着时间的推移，其显示数值较实际液位数值越来越大的问题。

　　2.南埔发电厂扩建二期工程机组中凝汽器、除氧器、低压加热器水位的测量方法

　　本工程中，凝汽器、低压加热器等的液位测量采用进口Eclipse导波雷达（单探杆）测量设备，输出4~20mA电流信号，对应所测容器的0水位和满水位。该装置安装方式较为简单，在Eclipse导波雷达仪表安装时，应注意以下几点：

　　7XD、7XR或7XT型探头仅用于安全切断/溢出工况，所有其他型号的导波雷达的安装，都应该保证被测介质的最高液面应低于雷达天线过程连接150mm，此情况包括使用立管等人为探头高度的工况;安装单杆探头（7X1、7X2或7XF）时，立管管径不应小于50mm，且不得有缩径;保护探头顶部连接的塑料帽在最后安装传感器之前，不要取走;在传感器的过程连接上下不要使用任何的密封黏合剂或TFE胶带，用Viton环密封;注意保护探头顶部的高频连接干燥清洁，必要时可用酒精擦拭，用棉签擦干;传感器和探头部分的连接，随手上紧后，再用扳手上紧1/4到1/2圈;接线：注意连接电源的正负极性，并且在电源和仪表两端分别接地。南埔电厂#3机组在进入酸洗、点火吹管阶段时，凝汽器水箱及低压加热器液位在调试过程中，只有7A、8A、低压加热器的液位在无介质状态时显示有液位，经检查，为导波雷达的探杆探头底部与立管侧面相接处，导致数据误报。将导波雷达液位计拆出后，对液位计底座进行校正（立管与立管上用于固定导波雷达液位计的底座保持同轴），重新安装后显示准确。

　　所以，导波雷达液位计安装过程中，一定要注意立管尺寸偏大，直径为80mm以上为宜，且材质一般为不锈钢材质。另外，由于探杆尺寸较长，一定要保证液位计的固定底座与立管同轴，防止探杆与立管壁相接触。

　　3.结束语

　　凝汽器、低压加热器等液位的测量方式较多，本文针对平海电厂一期工程和南埔电厂扩建二期工程中相应容器液位的测量作简单介绍并做比较，虽然两种测量方式都很成熟，都能保证机组正常运行，但利用导波雷达液位计测量方式较差压变送器测量方式而言，有着安装简单、漏点少、测量负压及微正压工况下的液位，其可靠性和稳定性高等优点，但成本相对较高。为以后同类工况液位的测量的设计及安装作参考。