除氧器水位測(cè)量失真的原因分析及處理

常英麗，常亞麗，卞和營，趙水平

(1.平頂山學(xué)院，河南 平頂山 467000； 2.平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467031)

除氧器水位測(cè)量失真的原因分析及處理

常英麗1，常亞麗2，卞和營1，趙水平2

(1.平頂山學(xué)院，河南 平頂山 467000； 2.平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467031)

某電廠在除氧器水位顯示正常情況下發(fā)生了給水泵氣化,針對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行深入分析,發(fā)現(xiàn)除氧器水位測(cè)量存在失真現(xiàn)象,進(jìn)而對(duì)除氧器水位測(cè)量存在問題進(jìn)行理論分析,找出了故障的原因，并為其他同類型機(jī)組的水位測(cè)量準(zhǔn)確度判斷提供了參考。

測(cè)量筒；水箱；水位測(cè)量；堵塞

0 引言

除氧器水位過低會(huì)導(dǎo)致給水泵氣化，給水流量降低，進(jìn)而危及到機(jī)組的安全運(yùn)行。在機(jī)組的運(yùn)行過程中，利用水位測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量除氧器水箱的水位，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水位的變化情況，便于及時(shí)采取措施，保證機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，除氧器水位測(cè)量的準(zhǔn)確性就顯得異常重要。

1 除氧器水位測(cè)量失真現(xiàn)象

1.1 水位測(cè)量原理

差壓式水位計(jì)是將水位的高低信號(hào)轉(zhuǎn)換為差壓信號(hào)來實(shí)現(xiàn)水位測(cè)量的[1]。水位-差壓轉(zhuǎn)換容器(雙室平衡容器)是儀表的感受部件，正壓管從平衡容器中引出，負(fù)壓管從水箱水側(cè)連通管中引出，平衡容器的水面高度是一定的，當(dāng)水面增高時(shí)，水便通過汽側(cè)連通管溢流進(jìn)入水箱，要降低時(shí)，由蒸汽冷凝水來補(bǔ)充。因此當(dāng)平衡容器中的水密度一定時(shí)，正壓管壓力為定值，負(fù)壓管是與水箱連通的，輸出壓力的變化反映了水箱水位的變化。測(cè)出的差壓信號(hào)再通過變送器將差壓值轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)傳輸?shù)椒稚⒖刂葡到y(tǒng)(DCS)進(jìn)行水位監(jiān)視。如圖1所示，水箱與測(cè)量筒相連，構(gòu)成了一個(gè)連通管。利用連通管的原理，水箱內(nèi)水位變化時(shí)，測(cè)量筒水位會(huì)同步發(fā)生變化，進(jìn)而正常監(jiān)視和調(diào)整水箱內(nèi)水位在允許范圍內(nèi)。

圖1 水位測(cè)量原理

1.2 測(cè)量水位失真現(xiàn)象

若除氧器水位測(cè)量系統(tǒng)出現(xiàn)了測(cè)量失真，則當(dāng)水箱水位超出了正常范圍時(shí)，測(cè)量水位仍然顯示正常，給機(jī)組的正常運(yùn)行埋下了重大隱患[2]。

事件發(fā)生前，某電廠該機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，負(fù)荷240 MW，#1，#2給水泵運(yùn)行，#3給水泵備用，除氧器水位投自動(dòng)調(diào)節(jié)。運(yùn)行人員在監(jiān)盤時(shí)發(fā)現(xiàn)總給水量擺動(dòng)且下降，#2給水泵入口流量大幅下降，立即將#1，#2給水泵勺管切至手動(dòng)控制，增加#2給水泵勺管至100%，觀察總給水量繼續(xù)下降，立即投入#3給水泵并停止#2給水泵運(yùn)行，關(guān)閉#2給水泵出口門，將#1，#3給水泵勺管均加至100%，總給水量繼續(xù)下降至330 t/h左右，相繼打跳#1，#2制粉系統(tǒng)，降低給煤機(jī)轉(zhuǎn)速，就地檢查#1，#2，#3給水泵前置泵入口壓力均低且泵體異音較大。上述現(xiàn)象表明，#1，#2，#3給水泵均發(fā)生了氣化。立即增加凝結(jié)水流量往除氧器補(bǔ)水，10 min后總給水流量逐漸上升至最大，泵體異音消失。調(diào)整#1，#3給水泵出力，總給水量維持600 t/h左右。其間檢查除氧器水位，正在下降過程中，但其測(cè)量值一直都在正常范圍內(nèi)，就地檢查翻板水位計(jì)水位，和DCS測(cè)量一致，無低水位開關(guān)量報(bào)警。

2 水位測(cè)量失真原因分析

2.1 思路分析

針對(duì)給水泵氣化現(xiàn)象，檢修人員打開#2給水泵入口濾網(wǎng)檢查，沒有發(fā)現(xiàn)異物。因此可以判斷，水泵氣化的原因就是除氧器水位真實(shí)降低。但無論是就地磁翻板水位計(jì)還是DCS遠(yuǎn)方測(cè)量值和水位開關(guān)量測(cè)量都顯示水位正常，因此需要對(duì)除氧器水位測(cè)量失真原因進(jìn)行分析檢查。

2.2 原因分析

如圖2所示，除氧器水位測(cè)量只有一個(gè)取樣管，磁翻板水位計(jì)和DCS遠(yuǎn)方測(cè)量變送器及水位開關(guān)都是從一個(gè)取樣測(cè)量筒上接出來的。根據(jù)檢修人員對(duì)變送器的檢查，確定變送器正常。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，除氧器水位測(cè)量慣性較大，水位實(shí)時(shí)顯示曲線兩個(gè)波峰間時(shí)間較長，有時(shí)可達(dá)3 h左右，而正常從凝結(jié)水流量開始變化反映到除氧器水位的變化上應(yīng)該在20 min以內(nèi)。因此，分析原因可能為除氧器水位測(cè)量筒下部堵塞，除氧器水箱和水位測(cè)量筒間進(jìn)出水時(shí)流量較小，測(cè)量筒水位變化緩慢，導(dǎo)致除氧器水位測(cè)量不能同水箱水位同步變化，甚至兩者的變化方向可能反向，測(cè)量出來的水位變化幅值比水箱實(shí)際變化幅值要小得多。因?yàn)闇y(cè)量筒下部堵塞，導(dǎo)致測(cè)量筒水位開始升高時(shí)，凝結(jié)水流量開始減小，大約20 min，除氧水箱的真實(shí)水位應(yīng)該開始下降。但在下降的過程中，因水箱水位仍比測(cè)量筒高，因此測(cè)量的水位仍處于上升過程，凝結(jié)水流量還是在減少。當(dāng)測(cè)量筒水位達(dá)到峰值時(shí)應(yīng)和水箱真實(shí)水位一致，此時(shí)它才會(huì)和水箱水位開始同時(shí)下降。但由于同樣原因，它的變化遠(yuǎn)比不上水箱水位的真實(shí)變化，其模擬曲線如圖3所示。因此，在水箱真實(shí)水位達(dá)到最低開始回頭時(shí)，測(cè)量筒顯示的水位卻仍在降低，直至測(cè)量水位達(dá)到低點(diǎn)時(shí)兩個(gè)水位才真實(shí)一致。因?yàn)槟Y(jié)水流量是跟隨測(cè)量水位自動(dòng)變化的，而測(cè)量筒水位的緩慢變化就導(dǎo)致了凝結(jié)水流量的大幅增加或減少，增加了一個(gè)測(cè)量周期的時(shí)間，表面看起來是系統(tǒng)慣性增大，但實(shí)際卻導(dǎo)致了除氧器水箱實(shí)際水位的大幅波動(dòng)，導(dǎo)致水位過高或過低，最終發(fā)生了給水泵氣化。

圖2 除氧器水位測(cè)量系統(tǒng)

圖3 除氧器水箱水位及水量模擬曲線

2.3 分析結(jié)論

由以上分析可知，除氧器水位測(cè)量失真的原因是由于測(cè)量筒下部堵塞。具體表現(xiàn)為水位測(cè)量負(fù)壓側(cè)取樣一次門前管路存在U型彎，有雜物進(jìn)入時(shí)不易排出，導(dǎo)致水位測(cè)量一次門前堵塞，使水位測(cè)量筒內(nèi)的水位變化比實(shí)際真實(shí)值滯后，磁翻板水位計(jì)與水位變送器測(cè)量同時(shí)遲緩，造成了水位測(cè)量失真。

3 解決方案及效果

退出除氧器水位自動(dòng)及保護(hù)，由運(yùn)行人員關(guān)閉水位測(cè)量筒取樣一次門，打開水位測(cè)量筒取樣一次門前排污門進(jìn)行排污，排污過程中發(fā)現(xiàn)水質(zhì)較差。在恢復(fù)措施后，水位測(cè)量值經(jīng)過十幾分鐘才趨于平穩(wěn)，但經(jīng)過排污后除氧器水位測(cè)量及自動(dòng)調(diào)節(jié)特性有了很大改善，水位測(cè)量變化周期由之前的3 h變?yōu)?0 min。排污前后水位測(cè)量對(duì)比情況如圖4所示。

圖4 除氧器水位測(cè)量筒排污前后水位變化趨勢(shì)對(duì)比

由以上試驗(yàn)可以看出，除氧器水位測(cè)量筒下部存在堵塞現(xiàn)象，經(jīng)排污后基本恢復(fù)正常。但因排污門不是裝在測(cè)量筒取樣管路的最底部，因此測(cè)量筒取樣管路內(nèi)雜質(zhì)不能完全排出，仍有堵塞現(xiàn)象(此點(diǎn)從測(cè)量筒充水時(shí)間較長可以看出)，但對(duì)水位測(cè)量已經(jīng)基本沒有影響。

4 預(yù)防措施

(1)利用機(jī)組停機(jī)檢修的機(jī)會(huì)由機(jī)務(wù)切開取樣一次門前管路檢查清污。

(2)在測(cè)量筒負(fù)壓側(cè)一次門前U型彎底部加裝排污門,每次啟動(dòng)前由運(yùn)行人員負(fù)責(zé)排污，熱工人員負(fù)責(zé)投退保護(hù)。

(3)再加裝一套水位測(cè)量裝置，以提高水位測(cè)量的可靠性。

(4)運(yùn)行人員加強(qiáng)除氧器水位的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)除氧器水位波動(dòng)周期加長時(shí)，應(yīng)該及時(shí)聯(lián)系檢修退出保護(hù)，進(jìn)行取樣管路排污，以保證除氧器水位測(cè)量的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)束語

通過對(duì)某電廠除氧器水位失真現(xiàn)象，對(duì)除氧器水位測(cè)量存在問題進(jìn)行理論分析,找出了故障發(fā)生的原因，并提出了解決方案和預(yù)防措施，為其他同類型機(jī)組的水位測(cè)量準(zhǔn)確度判斷提供了參考。

[1]陳思勤.凝汽器水位測(cè)量偏差的原因分析[J].華東電力,2006,34(6):81-82.

[2]錢成.火電廠汽包水位雙室平衡容器差壓式水位計(jì)測(cè)量案例分析[J].現(xiàn)代制造，2015(21):140-141.

TK 223

A

1674-1951(2017)12-0019-02

2017-06-28；

2017-11-01

河南省教育廳基金資助項(xiàng)目(14B470009)

(本文責(zé)編：齊琳)

常英麗(1972—)，女，河南葉縣人，工學(xué)碩士，從事機(jī)電類專業(yè)課的教學(xué)和研究方面的工作(E-mail:cyl001749@sohu.com)。常亞麗(1975—)，女，河南葉縣人，高級(jí)工程師，工學(xué)碩士，從事電廠技術(shù)管理方面的工作(E-mail:782878076@qq.com)。