导波雷达在600MW机组低加液位测量中的应用

2012-10-27郑锴

中国科技信息 2012年8期

关键词：导波变送器液位

郑锴

福建大唐国际宁德发电有限责任公司 355006

导波雷达在600MW机组低加液位测量中的应用

郑锴

福建大唐国际宁德发电有限责任公司 355006

目前国产600MW机组的高低加液位测量普遍采用双室平衡容器配差压变送器来测量液位，但处于7、8号低加这种真空环境下测量存在启动特性差，易受环境影响，维护量大等问题，新出现的导波雷达液位测量技术弥补了双室平衡容器的缺陷，它的特点及在7、8号低加应用改造后的效果表明，导波雷达在低加水位测量方面拥有无可比拟的优越性。福建大唐宁德电厂3号机组的7、8号低加水位测量在更换为导波雷达后，实现了低加水位测量的精确性及稳定性，同时也提高了经济效益。

7、8号低加；双室平衡容器；导波雷达

前言

在火力发电厂，设计要求液位测量是实际的水位值。目前大多数设计中，采用平衡容器配差压变送器测量。而低压加热器的结构、负压工作环境给测量方案带来挑战。许多新投产机组就将7、8号低加液位改造列入技改项目，大唐宁德电厂采用导波雷达改造低加液位计取得了很好的效果，值得其它同类型机组改造方案借鉴。

1 7、8号低加水位测量改造前存在的问题

宁德电厂600MW机组7、8号低加水位测量采用双室平衡容器配差压变送器测量，是具备自我补偿能力的水位测量装置。在平时的应用中双室平衡容器主要存在以下问题：

1.1 7、8号低加容器的压力变化影响水位测量准确性

因为低加汽侧工作在负压区，一旦有漏点吸入空气后导致低加汽侧蒸汽分压力下降，对应的饱和温度下降，凝结在平衡容器汽侧水室和变送器汽侧（正压端）表管内的凝结水少量蒸发，使变送器正压端静压力下降，而变送器水侧（负压端）与低加水侧连通不受影响，这样，变送器测得差压值变小，差压值变小测量水位值就变大，出现虚假水位。当低加全部或部分解列导致凝结水温度急降，引起低压加热器内部压力急降，进而平衡容器差压式水位值显示偏高且波动大，从而引起水位调节阀误动作，这在生产实践中常常遇到。

1.2 温度变化影响水位测量准确性

（a)差压变送器温度补偿采用取容器内平均温度，室外环境温差较大时，会导致容器内温度的变化，因此无法采用温度跟踪测量。

（b)环境温度变化影响变送器汽侧（正压端）表管内的凝结水凝结速度，温度低时快，温度高时慢，从而出现正压侧取样管内水位不能满度。温度变化每10℃影响测量出现误差2%。

（c)低加容器内温度的变化会使水的比重产生影响，出现测量误差。

1.3 启动特性差

每次启动都至少需要1小时，汽侧凝结水才能使正压管内水满，影响低加水位的监视与水位自动调节系统和水位保护的投入。

1.4 安装要求高

平衡容器差压原理配差压变送器测量，一般要求测量取点位置要好，否则将出现2%～5%的测量误差。

大唐宁德电厂3号机组投产后因双室平衡容器存在上述问题，导致7、8号低加水位自动投入率低，负荷波动时需要手动频繁调整，水位保护频繁动作，为此不得不保持事故疏水一定开度维持低加水位压低限运行，这必然导致高温蒸汽未经疏水冷却段而走短路回凝汽器，造成机组热耗增大。为此采取了多种方法处理均未解决上述问题。

2 导波雷达液位变送器的原理及特点

2.1 Magnetrol导波雷达液位变送器采用了TDR(时域反射) 原理。这种原理是由发生器产生一个沿导波杆(探头) 向下传送的电磁脉冲波，但遇到比先前传导介质(空气或蒸汽) 介电常数大的液体表面时脉冲被反射，再用超高速计时电路计算出脉冲波从发射到接受的传导时间，传导时间与电磁脉冲波速度乘积的一半即为液体表面到变送器底部的位移，从而实现对液位的精确测量。

2.2 Magnetrol导波雷达液位变送器对液位测量性能不受工艺条件的影响，如：

（a)压力：只要在耐压工作范围内，压力的变化或真空(负压) 不影响测量。饱和蒸汽工况可耐压11MPa.

（b)温度：只要在耐温工作范围内，温度的变化不影响测量。饱和蒸汽工况可耐温315C。

（c)比重：比重的变化不影响测量。

（d)介电常数：介电常数的变化不影响测量。

除却以上四点以外，Magnetrol导波雷达液位变送器液位测量还有其他的优秀性能：如无需现场校验，组态时无需改变液位且非常简单；由于采用时域反射原理，测量的将是实际的液位；电磁脉冲波的传导采用同轴金属杆，大大提高了测量精度，测量误差可达0.1%；安装可选用顶部安装和外筒侧装两种方式，等等。

综上所述，Magnetrol导波雷达液位变送器对负压工作环境下的低加和凝汽器水位测量带来了新的契机，同时给维护、安装、校验带来了极大方便。

3 7、8号低加液位计改造方案及改造后效果

3.1 7、8号低加的导波雷达液位改造方案

今年3号机组小修时完成7、8号低加的导波雷达液位计改造工作，改造后一定程度上减少了运行调整量，同时使得机组经济性有了明显的提高，实际安装原理为：该导波雷达液位计液位测量筒上分汽侧及水侧两个取样口，安装时需在低加容器上汽侧及水侧重新开孔，这样不但工作量大，且重新开孔易增加凝汽器真空泄露的可能性，为了减少工作量及提高系统运行的安全性，于是在原低加容器磁翻板液位计的汽侧及水侧取样管上各增加一个三通阀，将导波雷达液位计通过三通阀与磁翻板的取样管焊接在一起，这样就不需要在低加容器上另外开孔，减少了费用及工作量，同时也便于以后的维护。

3.2 改造后的效果比较

以7A低加为例，7A低加改造前的水位与疏水门的曲线见图1，7A低加改造后的水位与疏水门的曲线见图2。

对比改造前后低加水位与疏水门的开度变化，在改造前，低加水位测量受压力及温度等因素影响较大，水位发生波动时，疏水门无法对实际水位进行有效的调节，改造后，低加水位测量的干扰因素已被清除，低加水位与疏水门的曲线波动趋于一致，相对于改造前的曲线要稳定许多，可以实现低加水位的自动调节。