汽包云母水位计泄漏原因分析和操作注意事项

2016-07-03陈小光

中文信息 2016年1期

关键词：云母片水位计汽包

陈小光

（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古托克托 010206）

前言

汽包水位是汽包锅炉的重要参数之一，锅炉缺水将造成锅炉水循环破坏，从而使水冷壁损坏泄漏，甚至大面积爆管。锅炉满水将造成受热面、管道结垢、腐蚀，甚至汽轮机水冲击。在二十五项反措中明确规定汽包必须安装两种以上的水位计。云母水位计则普遍被使用。

一、设备介绍

云母水位计就是双色水位计，主要由红绿光源、云母片、玻璃棱镜组成，可以直接通过工业电视将水位显示到控制室。它其实就是连通器原理，再利用光在蒸汽中和在水中的折射率不同，使在水位计正面显示为：水面以下为绿色，水面以上为红色。从而达到显示水位，体现水位变化的目的。它的优点是：直观、可靠、观察距离大、较为清晰，使用时不受水质影响。缺点是：因水位计与汽包内温度差异，造成水的密度差别，使水位较实际水位偏低。通常采用将水位计0点人为下移的方法修正，但不精确，使得水位不准确。通常只作供运行人员参考使用。另一个缺点就是不完全是焊接工艺，有部分为螺栓紧固安装。而且云母片强度较特质钢材还是较弱，且容易腐蚀。成为锅炉承压部件中最为薄弱的设备，容易发生泄漏。因锅炉内汽、水压力较高，泄漏容易伤人，是锅炉最危险的部位之一。

二、云母水位计发生泄漏的原因

1.材质强度低。此类水位计需要大量透明材料显示水位。早期汽包水位计采用玻璃，现在随着锅炉压力不断升高，采用强度更高的云母。天然云母是一种矿物，它具有良好的隔热性、弹性和韧性。但强度比起锅炉其他部分的承压部件要逊色很多。特别是托电汽包水位计采用双列无盲区长窗式云母片。这样的水位计比牛眼式水位计显示清楚明了，无盲区。但增大云母片的面积，相应就增加了云母片所承受的压力（托电2号锅炉设计压力19.71MPa，最高负荷时汽包内压力为18MPa以上）。所以就成为薄弱环节，容易发生泄漏。

2.云母片容易结垢、腐蚀。因为云母片处在汽、水分界面处。因安装的需要水位计与汽包连接，而且很近。这样会发生很强烈的热传递，虽然云母片上达不到炉内压力下的饱和温度，但随着水位的波动，残留在云母片上的水也会蒸发，析出其中的盐分，从而发生结垢。长时间结垢就会造成云母片腐蚀，降低其强度，增加泄漏的可能。

3.热应力的作用。云母水位计泄漏有个规律，在冬季，环境温度较低的时候发生泄漏次数较多。上面提到过，水位计和汽包会发生强烈的热传递，水位计温度会很高。但云母片及其密封组件是直接暴露在空气中，热量散失很大，表面温度相对较低。而云母隔热性好，传热率低，且为提高其强度，云母片通常很厚。这样就是其内外表面温差很大，热应力很大。在冬季温度较低时热应力更大，故泄漏率高。另一方面机组在正常运行时为滑压运行，压力随负荷变化而变化。而汽包内的汽和水正处在饱和区，其温度随压力变化而变化。在不断变化的热应力和炉内压力的双重作用下，云母片及其密封组件会逐渐出现疲劳，强度降低，发生泄漏。热应力是云母水位计发生泄漏的最重要原因之一。水位计在进行冲洗和投停时，因云母片换热加剧，温度变化大发生泄漏。故操作时应特别注意，后面将介绍注意事项。

4.检修和安装工艺差。前面提到过，云母水位计不全部是焊接工艺。云母片的密封组件是螺栓紧固安装，而且数量很多。以托电2号炉水位计为例，两列云母片共计六组。在安装和检修时检修人员没有力矩扳手，只能凭经验紧固螺栓，质量很难保证。而且在安装和检修后没有进行热紧的工序（一般在投运后要进行两次热紧）。其次密封组件的质量问题，还有在安装时结合面没有清洁干净都是造成水位计泄漏的原因。在水位计发生泄漏绝大多数都是密封组件发生泄漏，可见检修和安装工艺影响最大。

三、解决办法

托电公司2号炉将原传统的云母水位计换为WDP型无盲区低偏差云母水位计。该型水位计在传统水位计的基础上在水位计水侧与锅炉下降管之间加装了热补偿管路。利用汽包与下降管之间的压力差，使水位计内的汽、水循环起来，提高了水位计内水的温度。（如图：1）其主要目的是为了提高水位计内水的温度，减小与汽包内水的密度差，从而提高水位计的准确性。另外，水位计内的汽、水循环起来对云母片起到加热的作用，降低了云母片的内外温差，降低了热应力。

普通云母水位计云母片为天然云母，由于其寿命短、耐腐蚀性差、耐热性能差等缺点造成了云母水位计频繁泄漏。该型水位计采用人工云母片，提高了云母片的质量。

该型水位计具有自冲效果。其原理是在水位计顶部加装了两个冷凝罐，与水位计汽侧相连通。一部分蒸汽进入冷凝罐被冷却凝结，顺水位计窗口内表面流下来，达到冲洗水位计的目的，使水位计不易结垢。免除了水位计日常的冲洗工作，减少了水位计热应力的剧烈变化，降低了发生泄漏的几率。

另外，提高安装和检修工艺质量是解决水位计泄漏最重要的工作。提高检修水平，完善工艺流程，还有很多工作要做。

该型水位计的缺点是，其热补偿管路需进行流量调整。因热补偿管路与水位计水侧相连，会降低水侧压力，使水位显示偏低。托电2号炉在更换为此水位计，在使用一段时间后，补偿管路阀门内漏，造成云母水位计显示较平衡容器水位计显示水位低10-15CM。

四、操作的注意事项

汽包水位计容易发生泄漏，且压力高，是运行人员最不愿意操作的设备。应注意以下问题：

1.操作前准备

1.1 选择操作地点，操作时应站在水位计的侧面，水位计最薄弱的地方是其正面的云母片及其密封组件，操作时要远离这些位置。最好能在这些部位与操作者之间布置一些遮挡物。

1.2 防护用品。操作者应穿戴防烫服，戴防烫手套。有人认为汽包压力那么高，若发生泄漏这些东西根本起不到任何作用。但实际上发生泄漏往往会因其他设备阻挡，加之我们提前选择侧面、远离容易泄漏部位的地点操作，高压蒸汽不会直接作用到操作者身上，烫伤是最可能的危险。

1.3 选择好退路，发生泄漏时不要惊慌。操作前应选择好退路，但现场实际情况往往没有退避空间，应进行改造。最重要的是发生泄漏时不要惊慌。一般操作汽包水位计的时候操作者会比较紧张，而且汽包水位计发生泄漏时噪音会很大，对人的心理冲击很大。若仓惶避让，有可能造成磕碰伤害，甚至高空坠落。其实发生泄漏时，高压蒸汽流速相当快，人的反应时间根本避让不开。若发生泄漏时，操作者没有受到伤害，就短时间内不会有危险，要按选择好的路线，从容退避。

2.热态投运。检修后水位计的温度很低，热态投运过快，会使云母片及其密封组件在很大的热应力作用下，再次发生泄漏。这也是为什么水位计容易在投运操作和冲洗操作后发生泄漏的主要原因。热态投运应注意充分预暖，一般要在15分钟以上。而且预暖时门不能开的太大，以防换热过于强烈。预暖后应对云母片进行测温，结合当时汽包压力，计算汽、水温度，判断是否能够投运。另外投运时应先全开二次门，再交替开启一次门。为什么先全开二次门，这与二次门的结构有关系（如图：2）。