汽轮机凝汽器液位测量改进方案

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摘要:通过分析汽轮机凝汽器液位测量中出现的问题，提出改进的方案，介绍测量的原理及测量的优势所在。

关键词:液位测量；差压式液位计；导波雷达物位计

中图分类号：TK26文献标识码： A

1 前言

汽轮机凝汽器的任务有两个：一是在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空，以增加汽轮机蒸汽的可用焓降，提高汽轮机的热效率；二是将汽轮机排汽凝结成水，送回锅炉中重复使用。凝结器的工作是否正常直接影响到汽轮发电机机组的安全运行，而保证凝结器能够正常工作的重要参数就是维持并保证凝结器的水位在规定范围内变化，水位太高或太低都影响到汽轮机组的真空，真空是影响机组经济运行的主要参数之一，真空降低，即排汽压力升高，汽轮机总的焓降将减少，在进汽量不变的情况下，机组压力将下降，如果真空下降时要维持满负荷运行，蒸汽流量必须增加，可能引起汽轮机前几级过负荷。真空严重恶化时，排汽室温度升高，还会引起机组中心变化，从而产生较大的振动．直接危及到发电机组的安全运行。由此可见，凝结器水位控制与测量是确保汽轮机组安全运行的关键参数之一。

2 改进的原因

汽轮机凝汽器水界面测量在老机组上均采用了差压法测量界面的测量原理，该测量方案使用情况很不理想，测量液面高度由于受负荷变化和漏真空的影响波动较大，与实际液面有较大的误差，难以实现液位的自动控制。因此该测量方案急待于进一步改进。

3 在用的测量方案的分析

老机组汽轮鼓风机凝结水位控制与测量系统中，我们都是采用传统的差压式液位测量的原理进行测量的，其测量原理如图1所示

图1 凝汽器水位差压式量原理示意图

其测量计算公式为：

h=P／ρgH×100％

h---被测液面高度的百分数

P---变送器测量值

H---为界面测量范围

ρ---凝结水的密度

由式中可以看出,在水的密度固定不变的情况下，液面h与P成线性关系，通过差压变送器测量出P，即可得出界面的高度。

由于凝结器本体是真空的容器，大家知道，要在真空的容器中引出水位的压差信号,对导压管线、管接件及阀门的密封性能要求是十分严格的,只要有一处密封性能达不到要求，整个测量系统的平衡就无法建立，差压信号就无法得到，即使有差压信号也是虚假的，尤其是在真空状态下，系统的泄漏点是很难查到的,有时一个泄漏点一查就是一两个星期甚至一个月．更有甚者会因找不到泄漏点只好停机组，将整个测量控制系统的管线及阀门全部换掉，这样不仅造成人力和财力的浪费，还不断地威胁着机组的安全运行。长期以来我们经过多次整改，效果都不理想，首先把取压管线尽可能缩短，尽可能减少阀门及管接件,甚至把水位测量的差压变送器直接装在凝结器上，效果都不理想。明知道是漏真空引起，但用多种方式查找漏点，耗费许多人力物力就是找不到泄漏点。

4 改进方案

在借鉴兄弟电厂成功经验和做法的基础上．大胆采用导波雷达技术用于凝结器的水位测量与控制。

4.1 导波雷达物位测量的原理

导波雷达物位计进行界面的测量不受负荷变化和真空变化的影响，具有老系统无法比拟的界面测量效果，导波雷达物位测量技术是微波物位计的一种变型，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。安装示意图如图2所示。

图2 导波雷达水位计安装示意图

4.2 导波雷达物位测量的特点

a 电磁波信号沿导波杆传输可消除假回波信号，减少信号的丢失。

b 整个测量装置无活动部件，无机械磨损。

c 安装调试方便。

d 不受大气情况和介质密度变化的影响。

e 适用于高温、高压的物位测量，导波雷达液位计能做到耐高压34．5MPa(20℃),同时耐高温高压的可达到200℃(29MPa)、450℃(13.5MPa)。

f 测量无“死区”精度高，全线性化。

g 测量范围从0.6m到3O.5m。

5 结束语

导波雷达液位计在二期#3汽轮发电机组上通过近半年的试运行收到良好的效果，是前面几台机组在同系统下无法比拟的效果，该测量调节系统调试时间最短，收到的效果最好，满足了生产工艺对该系统的要求，这也为我们对老机组仪控系统的改造指明了方向。