除氧器水位测量失真的原因分析及处理

2018-01-06常英丽常亚丽卞和营赵水平

综合智慧能源 2017年12期

关键词：水位计除氧器平顶山

常英丽，常亚丽，卞和营，赵水平

(1.平顶山学院，河南平顶山 467000； 2.平顶山姚孟发电有限责任公司，河南平顶山 467031)

除氧器水位测量失真的原因分析及处理

常英丽1，常亚丽2，卞和营1，赵水平2

(1.平顶山学院，河南平顶山 467000； 2.平顶山姚孟发电有限责任公司，河南平顶山 467031)

某电厂在除氧器水位显示正常情况下发生了给水泵气化,针对这一现象进行深入分析,发现除氧器水位测量存在失真现象,进而对除氧器水位测量存在问题进行理论分析,找出了故障的原因，并为其他同类型机组的水位测量准确度判断提供了参考。

测量筒；水箱；水位测量；堵塞

0 引言

除氧器水位过低会导致给水泵气化，给水流量降低，进而危及到机组的安全运行。在机组的运行过程中，利用水位测量系统测量除氧器水箱的水位，实时监测水位的变化情况，便于及时采取措施，保证机组的安全经济运行。因此，除氧器水位测量的准确性就显得异常重要。

1 除氧器水位测量失真现象

1.1 水位测量原理

差压式水位计是将水位的高低信号转换为差压信号来实现水位测量的[1]。水位-差压转换容器(双室平衡容器)是仪表的感受部件，正压管从平衡容器中引出，负压管从水箱水侧连通管中引出，平衡容器的水面高度是一定的，当水面增高时，水便通过汽侧连通管溢流进入水箱，要降低时，由蒸汽冷凝水来补充。因此当平衡容器中的水密度一定时，正压管压力为定值，负压管是与水箱连通的，输出压力的变化反映了水箱水位的变化。测出的差压信号再通过变送器将差压值转变成电流信号传输到分散控制系统(DCS)进行水位监视。如图1所示，水箱与测量筒相连，构成了一个连通管。利用连通管的原理，水箱内水位变化时，测量筒水位会同步发生变化，进而正常监视和调整水箱内水位在允许范围内。

图1 水位测量原理

1.2 测量水位失真现象

若除氧器水位测量系统出现了测量失真，则当水箱水位超出了正常范围时，测量水位仍然显示正常，给机组的正常运行埋下了重大隐患[2]。

事件发生前，某电厂该机组运行稳定，负荷240 MW，#1，#2给水泵运行，#3给水泵备用，除氧器水位投自动调节。运行人员在监盘时发现总给水量摆动且下降，#2给水泵入口流量大幅下降，立即将#1，#2给水泵勺管切至手动控制，增加#2给水泵勺管至100%，观察总给水量继续下降，立即投入#3给水泵并停止#2给水泵运行，关闭#2给水泵出口门，将#1，#3给水泵勺管均加至100%，总给水量继续下降至330 t/h左右，相继打跳#1，#2制粉系统，降低给煤机转速，就地检查#1，#2，#3给水泵前置泵入口压力均低且泵体异音较大。上述现象表明，#1，#2，#3给水泵均发生了气化。立即增加凝结水流量往除氧器补水，10 min后总给水流量逐渐上升至最大，泵体异音消失。调整#1，#3给水泵出力，总给水量维持600 t/h左右。其间检查除氧器水位，正在下降过程中，但其测量值一直都在正常范围内，就地检查翻板水位计水位，和DCS测量一致，无低水位开关量报警。

2 水位测量失真原因分析

2.1 思路分析

针对给水泵气化现象，检修人员打开#2给水泵入口滤网检查，没有发现异物。因此可以判断，水泵气化的原因就是除氧器水位真实降低。但无论是就地磁翻板水位计还是DCS远方测量值和水位开关量测量都显示水位正常，因此需要对除氧器水位测量失真原因进行分析检查。

2.2 原因分析

如图2所示，除氧器水位测量只有一个取样管，磁翻板水位计和DCS远方测量变送器及水位开关都是从一个取样测量筒上接出来的。根据检修人员对变送器的检查，确定变送器正常。进一步分析发现，除氧器水位测量惯性较大，水位实时显示曲线两个波峰间时间较长，有时可达3 h左右，而正常从凝结水流量开始变化反映到除氧器水位的变化上应该在20 min以内。因此，分析原因可能为除氧器水位测量筒下部堵塞，除氧器水箱和水位测量筒间进出水时流量较小，测量筒水位变化缓慢，导致除氧器水位测量不能同水箱水位同步变化，甚至两者的变化方向可能反向，测量出来的水位变化幅值比水箱实际变化幅值要小得多。因为测量筒下部堵塞，导致测量筒水位开始升高时，凝结水流量开始减小，大约20 min，除氧水箱的真实水位应该开始下降。但在下降的过程中，因水箱水位仍比测量筒高，因此测量的水位仍处于上升过程，凝结水流量还是在减少。当测量筒水位达到峰值时应和水箱真实水位一致，此时它才会和水箱水位开始同时下降。但由于同样原因，它的变化远比不上水箱水位的真实变化，其模拟曲线如图3所示。因此，在水箱真实水位达到最低开始回头时，测量筒显示的水位却仍在降低，直至测量水位达到低点时两个水位才真实一致。因为凝结水流量是跟随测量水位自动变化的，而测量筒水位的缓慢变化就导致了凝结水流量的大幅增加或减少，增加了一个测量周期的时间，表面看起来是系统惯性增大，但实际却导致了除氧器水箱实际水位的大幅波动，导致水位过高或过低，最终发生了给水泵气化。

图2 除氧器水位测量系统

图3 除氧器水箱水位及水量模拟曲线

2.3 分析结论

由以上分析可知，除氧器水位测量失真的原因是由于测量筒下部堵塞。具体表现为水位测量负压侧取样一次门前管路存在U型弯，有杂物进入时不易排出，导致水位测量一次门前堵塞，使水位测量筒内的水位变化比实际真实值滞后，磁翻板水位计与水位变送器测量同时迟缓，造成了水位测量失真。

3 解决方案及效果

退出除氧器水位自动及保护，由运行人员关闭水位测量筒取样一次门，打开水位测量筒取样一次门前排污门进行排污，排污过程中发现水质较差。在恢复措施后，水位测量值经过十几分钟才趋于平稳，但经过排污后除氧器水位测量及自动调节特性有了很大改善，水位测量变化周期由之前的3 h变为20 min。排污前后水位测量对比情况如图4所示。