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導波雷達液位計在電廠低加凝氣水位測量中的問

作者:江蘇創輝自動化儀表有限公司
導波雷達液位計在電廠低加凝氣水位測量中出現的問題原因分析及改造實施方法
一、運行狀況和存在問題:
1.運行過程中,差壓變送器測量精度較差,正常情況下6、7、8號低加及凝汽器處于微負壓和負壓狀態下運行,設備運行前需對測量平衡容器進行注水。增加人工工作量。自運行以來,6、78號低加及凝汽器液位變送器缺陷次数较多,主要包括液位反馈至DCs画面后液位较高、不准确,液位随真空变化产生跳变。例如7号低加液位變送器远传值为超量程,无法检测水位,无法对低加疏水阀进行自动控制,现仅靠单只導波雷達液位計控制液位,如果導波雷達液位計故障,将无法远方监控液位,无法实现低加疏水自动,造成低加满水或者失水事故造成液位开关动作,强制退出低加运行。将直接影响机组给水热经济性,导致低加退出后,甚至对机组安全稳定运行造成威胁。
2.影響運行盤控人員監視判斷機組6、7、8號低加及機組凝汽器水位,對于凝氣器及低加液位控制無法達到自動控制效果。
3.差壓變送器液位不准确偏差大,例如凝汽器液位计如果出现液位變送器液位模拟信号三取二低低将导致凝结水泵跳闸,直接导致机组主给水流量低低保护动作,机组MFT动作,导致机组停运。对机组安全经济运行构成威胁。
 
二、存在的問題所造成的威脅
1.在機組運行時,如果取樣管路憋空氣、積汙或者微滲漏將直接影響測量准確性,造成6、7、8號低加及#1機組凝汽器水位自動調節、水位保護失靈和無法正常監視,將直接影響機組的安全運行。
2.機組運行時,如果出現液位偏差大,檢修不容易處理,處理過程中,因液位參與調節及保護,給檢修工作造成很大不便及風險。
3.低压加热器液位不准确,影响液位自动调节,现在仅靠单支導波雷達液位計做液位控制,如果出現低加液位波動或跳變,將影響液位調節閥自動調節,造成水位波動,影響低加熱效率,影響機組熱經濟性。
4.凝汽器無論是水位過高或者是過低都會給汽輪機組本身的真空造成一定的影響。而在機組經濟運行中,真空是非常重要的一個參數。若是真空降低,那麽排氣壓力便會得到升高,汽輪機總題的焓降將會有一定的減少。若是進氣量不發生變化,那麽機組的壓力會有一定的下降,若是真空下降的時候想要保持滿負荷運行的模式,那麽便必須增加蒸汽流量,可能會導致汽輪機出現前幾級過負荷的清理。若是真空惡化的比較嚴重,那麽排氣室的溫度會有一定的增加,會導致機組中心出現變化,産生的振動會比較的大,對發電機組的運行安全會造成嚴重的影響。
 
三、真空環境測量液位方法及方式介紹。
6、7、8號低加及機組凝汽器水位其差壓液位計的測量原理及方法在此做簡單介紹:
1.機組6、7、8號低加及#1機組凝汽器容器式測量的一般原理有以下差壓計算公式
△P=P+-P-=(P2+pH1g)-(P1+p Hg)
其中△P为差壓變送器测量到的差压值,p为一定温度和压力下水的密度,g为重力加速度,P1和P2分别为负压侧和正压侧水平面上的空间压力,H为容器中实际水位的高度,H1为参比水柱的高度。
容器及其管路成形之後,H1即固定不變,P和P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
以變換爲:
△P=pg(H1-H)
其中△P可以通過差壓變送器測量得到,p、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。H=H1-△P/pg
 
2.本廠凝汽器及低加液位測量方法
在火力发电机组中,凝汽器以及低价水位是非常重要的一个参数,在火力发电厂中,凝汽器和低嫁谁位测量的时候,都是根据设计安装好的3套水位测量系统进行的。每个系统中都有包含了正负压侧取样管的两个一次阀门、三阀组中包含了两个二次阀门、注水管处的一个注水阀门、差壓變送器上包含的两个排污阀门,一共包含了八个手动阀门,此外还包含了两个活接头。在这三套水位测量系统中,配置是相互冗余的,系统之间往往会出现十厘米到三十厘米的误差,其和就地玻璃水位计指示出来的实际水位差别是比较大的,特别是在机组启停的时候,这种现象更加的严重,这便导致了集控室的操作人员对凝汽器的水位监视不够准确,这对机组的安全运行是非常不利的。检修维护人员往往需要长时间的进行维护,忙碌了老半天好不容易调准了,凝汽器真空一波动或者取样管道出现大一点的振动等等,就前功尽弃了。
 
3.測量異常原因分析
通過理論分析以及實際的檢查,上面描述的凝汽器進行水位測量的時候存在問題的原因主要包含了下面幾點:
(1)進行水位測量的時候受到正壓側水封的影響比較大
一般情況下,凝汽器的水位正壓側取樣管的取樣口和凝汽器冷凝區比較的靠近,若是在不正常運行的時候,沒有經過冷凝的蒸汽便會進入到正壓側取樣管的水平段中去。並且由于管徑比較的小,或者是管道內部有雜質或者髒物,管道內部的蒸汽在冷凝結束之後不會流回到凝汽器中去,而是在水平段位置形
成水封,這會對水位測量造成一定的影響
(2)系統泄漏會對水位測量造成一定的影響
注水管道是在凝結水泵出口引出的,其壓力接近3MPa,若是注水閥門中出現點的內漏,那麽正壓側壓力便會有定的增加,或者其會充滿正壓側取樣管的水平段,進行水位測量的時候,其數值和正常數之比,便會比較的低。在機組運行的時候,凝汽器的狀態應該是真空的,其真空應該超過-90KPa以往的測量系統包含了八個手動的閥門和兩個活接頭,經常需要注水或者排汙,並且手動閥門使用的過程中,很容易導致泄漏的出現,其中任何一個閥門出現點點的泄漏,都會給水位測量造成嚴重的影響。
(3)真空波動會對水位測量造成影響
真空波動會影響到正壓側水平面,若是短時間內出現真空升高迅速的情況,那麽正壓側水平面便會出現降低的情況若是出現管道泄漏,那麽影響會更加的大
此外,在進行水位測量的時候還會受到熱力系統的水的熱膨脹以及汽水損失的影響。
 
4.導波雷達液位計的原理及特點
(1)导波雷达物位测量的原理导波雷達物位計进行界面的测量不受负荷变化的影响,和真空变化的影响,具有老系统不能相比的界面测量效果导波雷达物位测量技术是微波物位计的种变型.是采用TDR时域反射原理进行工作。通常采用脉冲波方式工作,与微波物位计不同点在于微波脉冲不是通过空间传播,而是通过一根(或两根)从罐顶伸入,直达罐底的导波体传播,导波体可以是金属硬杆或柔性金属缆绳,微波脉冲沿导波杆或缆绳外测向下传播电磁脉冲波,当电磁波在被测物料表面上被反射将会沿着导波杆反射回去,被天线(压电晶体)接收,由发射脉冲到接收到回波脉冲的时间差即可计算传播的距离。它可以测量的范围包括液体和固体物位.以及非导电液体与导电液体的分界面。
(2)導波雷達物位測量的特點
①電磁波信號沿導波杆傳輸可消除假回波信號,減少信號的丟失。
②整個測量裝置無活動部件,無機械磨損。
③安裝調試方便
④不受大氣情況和介質密度變化的影響。
⑤适用于高温、高压的物位测量,導波雷達液位計能做到耐高压345MPa(20℃),同时耐高温高压的可达到200℃(29MPa)、450oC(13.5MPa)。
⑥測量無“死區”精度高,全線性化。
⑦測量範圍從06m到30.5m。
 
5.國內電廠技術交流結果
宁海电厂、台山电厂等国产兄弟企业,及其他电厂改造成功案例。并已经将本厂#机组凝汽器液位變送器3支更换为導波雷達液位計,测量准确性得到了提高,且日常维护量小;通过与導波雷達液位計一些技术专业人员沟通,在其他电厂及现场实际应用效果较好,可行性高,可确保改造后的液位监测效果。
 
6.設備進行改造方案及實施方法
在原#机组凝汽器水位取样一次门后拆除原差壓變送器取样管及差壓變送器,在取样一次门后焊接安装导波雷达液位測量筒和液位计3台,安装位置在0米凝汽器原差压测量装置一次门后;在原6、7、8号低加水位取样一次门后拆除原差壓變送器取样管及差壓變送器,在取样一次门后焊接安装导波雷达液位。测量筒和液位计6台,安装位置在64米原6、7、8号低加差压水位变送器上下取样一次门后。通过电缆线管配设及电缆走线,将原差壓變送器信号电缆,走至新装導波雷達液位計接线并做回路测试,供货厂商技术人员到厂配合调试及技术支持。测量稳定性好,可排污排除杂质。真空情况对于導波雷達液位計测量无影响。
 
7.雷達波液位計改造總結
液位計經改造後,能較准確的測量機組6、7、8號低加及凝汽器水位,便于運行監盤人員監視液位。保證機組安全、穩定運行。能提高設備自動投入率,提高自動調節品質,從而優化設備運行,保證低加液位正常,符合設計要求,低加液位控制正常,凝汽器液位控制正常,可以保證凝汽器真空適合穩定,提高低加熱效率,提高給水溫度,從而節約機組燃煤成綜上所述,以上方案在穩定性和應用性較適合,對于現場低加及凝汽器穩定提供了可靠保障,有利于機組運行的安全性、穩定性及經濟性。另外可減少日常維護量及維護時間,節約保養廠日常維護人力及物力成本。
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