汽包水位變送器指示異常分析

　　一、汽包水位變送器測量原理
　　
　　發電廠汽包水位測量多采用差壓式液位變送器，其測量原理如圖1所示，汽側壓力P1、水側壓力P2，由下列方程可得汽、水側差壓：　　
　　當變送器安裝位置固定后，汽、水測高度成為定值，變化的參數為各段汽、水的密度和汽包內實際水位。在外界環境相對穩定的情況下，汽、水側引出管至變送器內的液體密度也相對穩定，變化的參數就只是汽包內汽、水密度和實際水位。通過對汽包壓力的修正，可減小汽包內汽、水密度變化對變送器測量的影響，從而使變送器測量的差壓能夠直接反映汽包水位變化。為防止變送器指示異常影響汽包水位調節和保護控制，一般配置冗余的3套變送器，安裝在汽包兩側。　　
　　三河發電公司鍋爐汽包配置了6套水位變送器，汽包兩側分別安裝3套（圖2）。一側的水位變送器共用一對汽水引出管，分成3路分別連接3套水位變送器，變送器測量輸出值送至DCS，經汽包壓力、溫度修正后用于水位調節控制。
　　
　　二、外界環境變化對水位測量的影響
　　
　　在機組正常運行中，汽包水位相對穩定時，由于外界環境的變化可能會引起個別水位變送器測量值偏離實際水位值，影響水位調節控制，甚至引起水位保護誤動。
　　
　　（1）2005年7月25日22時50分，汽包水位1號、2號變送器測量指示值逐漸升高，給水流量逐漸減小，其它水位測點的測量指示值則逐漸降低，電視雙色水位計指示也逐漸下降，經檢查發現水位變送器封閉小間頂部漏雨至變送器連接管路上。
　　
　　（2）為防止因水位變送器管路保溫不嚴造成冬季凍結，在管路保溫內鋪設了伴熱電纜，當溫度低于設定值時伴熱電源自動投入。2002年11月17時20分，1號、3號水位變送器測量指示值逐漸升高并趨于穩定，且一側3個變送器的測量值偏差增大，當將水位變送器電伴熱投入后，變送器測量指示值正常。
　　
　　（3）2005年12月4日7時，2號機組6個汽包水位變送器測量指示值逐漸降低，zui低達到-145mm。經檢查發現汽側取樣管凍結。
　　
　　（4）2005年2月，由于冬季降溫，2號機組2個汽包水位變送器測量指示值逐漸升高，zui低達到150mm。該2個變送器測量輸出值被用于水位調節控制，致使給水調節控制發出快速降低給水流量指令。
　　
　　由上述現象可知，在汽包水位正常時，部分水位變送器由于連接管路受外界環境影響使測量輸出偏離正常值，但同樣的原因引起的現象卻不一定相同。例如，同樣是由于連接管路凍結，水位變送器測量值卻有升有降。
　　
　　從式（2）可得出，當汽包水位、壓力不變時，汽包內汽、水的密度亦不變。當外界環境發生變化時，由于水位變送器連接管路保溫不嚴，造成管路內水的密度發生變化，將會影響水位變送器的測量輸出值（表1）。　　
　　三、減小外界環境對水位測量影響的措施
　　
　　（1）對汽包汽、水側取樣管、取樣閥門和連通管均應良好保溫，引到差壓變送器的2根管子應平行敷設共同保溫，并根據需要采取防凍、防雨措施。
　　
　　（2）對差壓式水位測量裝置進行溫度修正所選取的參比水柱平均溫度應根據外部環境溫度確定，并且應定期根據外部環境溫度變化對修正回路進行設定。
　　
　　（3）定期將額定汽壓下差壓式水位測量裝置零水位與就地水位表的零水位進行比較，若其偏差過大，應以額定汽壓下就地水位表的零水位為基準，校正差壓式水位測量裝置的零水位。
　　
　　四、結語
　　
　　針對汽包水位變送器出現的異常現象，對汽包水位變送器取樣管路采取加強保溫和伴熱處理。同時，對汽包水位變送器柜進行了封閉，有效地防止了雨雪、大風天氣對變送器測量的影響。通過對汽水側連接管路處外界環境變化對變送器測量輸出影響的分析，使運行人員能夠根據水位指示值變化趨勢確定故障原因，及時采取措施，縮短故障時間，保證機組的安全運行。