火力發電機組凝汽器水位測量的改進措施

　　一、容器水位測量的一般原理

　　
　　如圖1所示，有以下差壓計算公式：
　　
　　△P=P+—P-=（P2+ρH1g）-（P1+ρHg）
　　
　　其中△P為差壓變送器測量到的差壓值，ρ為一定溫度和壓力下水的密度，g為重力加速度，P1和P2分別為負壓側和正壓側水平面上的空間壓力，H為容器中實際水位的高度，H1為參比水柱的高度。
　　
　　容器及其管路成形之后，H1即固定不變，P1和P2空間只要始終相通即空間壓力相等，這樣上述差壓計算公式可以變換為：
　　
　　P＝ρg（H1－H）
　　
　　其中△P可以通過差壓變送器測量得到，ρ、g和H1都是已知數，運用現代計算機技術很容易就可以計算出H值，即容器實際水位高度。
　　
　　二、凝汽器水位傳統測量方法存在的問題
　　
　　火力發電機組凝汽器水位是一個重要的參數。傳統的凝汽器水位測量如圖2所示，一般是設計安裝2套這樣的水位測量系統，每一套水位測量系統包括有正負壓側取樣管的2個一次閥門，來自注水管（引自凝結水泵出口）的1個注水閥門，三閥組中的2個二次閥門和1個平衡閥門，差壓變送器上的2個排污閥門，共計8個手動閥門，還有2個活接頭。　　
　　這種相互冗余配置的2套水位測量系統，相互之間經常出現100-300mm的大偏差，與就地玻璃水位計指示的實際水位也相差甚遠，機組啟停過程中尤其嚴重，集控室的運行操作人員無法準確監控凝汽器水位，影響機組安全運行。檢修維護人員經常長時間維護或者消缺，校驗差壓變送器、注水、排污、用固體油或者各種膠水密封閥門和接頭的結合面，忙碌了老半天好不容易調準了，凝汽器真空一波動或者取樣管道出現大一點的振動等等，就前功盡棄了。
　　
　　三、原因分析
　　
　　經過實際檢查和理論分析，上述傳統凝汽器水位測量存在問題的主要原因有以下幾個方面：
　　
　　3.1正壓側水封影響水位測量
　　
　　凝汽器水位正壓側取樣管取樣口接近凝汽器的冷凝區，不正常運行工況下，未冷凝的蒸汽會進入正壓側取樣管水平段。由于管徑?。―14×2或者D12×1）或者管內有臟物雜質等，管內蒸汽冷凝后不流回凝汽器而在水平段形成水封，造成測量偏差，水位測點變化遲緩等現象。
　　
　　3.2系統泄漏影響水位測量
　　
　　注水管道引自凝結水泵出口，壓力將近3MPa，只要注水閥門有一點點內漏（微小內漏很難判斷出來），額外增大正壓側壓力或者充滿正壓側取樣管水平段，水位測量就會大大偏低。
　　
　　機組在運行過程中，凝汽器處于真空狀態，真空達-90KPa多。傳統的測量系統有8個手動閥門，還有2個活接頭，經常需要排污或者注水，手動閥門擰來擰去，難免出現泄漏，任何一個閥門或者接頭的結合面，哪怕是極微弱的泄漏，對水位測量的影響都很大。
　　
　　3.3真空波動影響水位測量
　　
　　真空波動對正壓側水平面有一定的影響，短時間內真空迅速升高，正壓側水平面往往會降低，如果管路有泄漏，影響就會更大。
　　
　　另外，熱力系統的汽水損失和水的熱膨脹等也會影響水位測量。
　　
　　四、改進方法和效果
　　
　　如圖3所示，將取樣管管徑加大，換用D22×3的不銹鋼管，一次閥門換用D20的，消除水封形成的可能。變送器采用帶遠傳密封裝置的差壓變送器，省去了6個閥門和2個活接頭，由2個法蘭膜片感應上下壓力形成差壓。這樣就不需要經常注水、排污、既防止泄漏，又大大減少了檢修維護人員的工作量。　　
　　實踐證明改進后的2套水位測量系統相互差距不到10mm，與就地水位計相差zui大不到30mm，而且一直穩定可靠，滿足凝汽器水位測量技術要求，效果很好。