陈热#8锅炉汽包水位测量系统改造
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摘要：针对天津陈塘热电有限公司300MW机组#8锅炉各汽包水位运行中偏差大，水位自动不能正常投入的问题，改造安装技术先进、测量准确的内置差压水位计及1台大量程差压水位计，替代原外置单室平衡容器测量等装置。改造后，各水位计运行中相互之间偏差稳态时不超过20mm，瞬态时不超过30mm，启炉时即可投入汽包水位保护，解决了水位相互之间偏差大问题，提高了锅炉的安全性和经济性。
关键词：锅炉 汽包 水位测量 改造
1.前言
锅炉运行中，当汽包水位超出正常运行范围时，将发出报警信号、保护系统将立即采取必要的保护措施，以确保锅炉和汽轮机的安全。#8炉各汽包水位运行中存在水位取样相互之间偏差大，单台取样经常波动的问题，对于水位自动的正常投入带来影响，运行操作人员操做难度大，安全运行存在重大隐患。经计算，以300MW机组假定在锅炉汽包水位达到水位保护系统所设定的低三保护值后，在锅炉完全断水、机组满负荷运行的状态下，其汽包存水量最多能使机组维持运行20秒钟。为了落实国电发589号文“关于印发的通知” 和国电发（2001）95号“关于印发《国家电力公司电站锅炉汽包水位测量系统配置、安装和使用若干规定（试行）》的通知”，保证汽包水位测量的准确性和可靠性，防止锅炉汽包缺水、满水重大事故，有效地提高锅炉安全运行水平，确保主设备的安全，针对#8锅炉汽包水位测量系统的具体问题，必须进行汽包水位测量系统改进。
2.设备概况
#8锅炉系东方锅炉厂生产的DG1025/18.2-II6锅炉，汽包内径为Φ1800mm，汽包封头上装设有水位监视用的就地无盲区双色水位计两台，筒身装设长春锅炉程控设备仪表股份有限公司产外置单室平衡容器4只（其中1只为满水平衡容器），汽包DCS水位保护逻辑采用三取二逻辑。
3.技术改造方案
利用#8炉检修机会进行水位测量系统改造，保留两台云母水位计；拆除汽包4只外置单室平衡容器测量装置；重新配置技术先进、测量准确的河北秦皇岛华电测控设备有限公司产3台DNZ内置差压水位计及1台DNZQ大量程差压水位计，铺设内置式平衡容器差压至变送器管路； DCS系统水位组态；系统的静态、动态调试。改造后各水位计位置见下图。
4.项目实施
4.1汽包水位内置平衡容器测量汽包水位特点
（1）精度高，不受汽包内谁欠饱和以及外置平衡容器参比水柱温度变化的影响，变送器所测得的差压值P为汽段参比水柱（饱和水）和相同高度的饱和汽静压之差，这一点与以往的任何一种外置式平衡容器不同，而采用外置式平衡容器测量汽包水位不仅受平衡容器下参比水柱温度变化的影响，而且由于补偿公式是假定汽包内水是饱和状态下推算出来，而实际上汽包内的水是欠饱和的，而且随着负荷变化欠饱和度也是变化的，由此可见，内置平衡容器的测量精确度远比外置式平衡容器要高。
（2）由于汽包的汽侧取样管上焊接有冷凝罐，可以及时向平衡容器中补充冷凝后的饱和水，因而可以保证锅炉点火不久就可投入汽包水位测量及保护。
（3）具有防止内装平衡容器故障的后备措施，当内装平衡容器出现意外时，可将正压表管与冷凝罐的备用正压取样管相连，这样可以方便转换到改进型外置式单室平衡容器继续工作。
4.2水位测量补偿公式
4.2.1差压水位计补偿公式
#8炉一个全量程差压变送器的量程设为 2100 毫米水柱，三个标准差压变送器的量程设为 800 毫米水柱。变送器量程应大于实测的参比水柱，且与DCS内的量程设定一致。
#1（B右）标准差压水位计（内置/外置）参比水柱高度为 0.716/0.763 米
#2（B左）标准差压水位计（内置/外置）参比水柱高度为 0.706/0.781米
#3（A右）标准差压水位计（内置/外置）参比水柱高度为 0.716 /0.784米
#4 （A左）全量程差压水位计（内置/外置）参比水柱高度为 1.271 / 2.070米
4.2.2内置差压水位计补偿公式
外置备用差压水位计补偿公式
4.3内置式单室平衡容器的安装（参照下图）
（1）拆除汽包汽、水侧取样管保温，将汽、水侧取样管沿着它与汽包接管的第一道焊缝处割下。
（2）焊接变径件、焊接汽侧高压截止门，门杆应水平安装。
（3）安装外部冷凝罐。焊接汽侧管路及冷凝罐时，应适当倾斜，以利于冷凝罐中冷凝的水沿插管流入汽包内的平衡罐。
（4）安装水侧插管、三通及变径部分：将插管、三通焊接好，然后将插管沿水侧取样管插入汽包内，将三通与水侧取样管焊接好，应保证三通为水平位置，在三通后焊接变径件。
（5） 安装汽包内水侧取样器
（6）安装汽包内的平衡罐：将插管在汽包内从水侧管向上穿出，与平衡罐表管焊接。焊接时使平衡罐端口水平，并保证其测量高度。
（7）安装汽包外正压、负压侧取样管上一次门、变径件和表管，并在正压侧变径件后安装等径三通件及阀门。
4.4全量程内置式单室平衡容器的安装
（1）拆除汽包汽、水侧取样管保温，将汽、水侧取样管沿着它与汽包接管的第一道焊缝处割下，并在原汽侧焊接堵头。
（2）在汽包端头对空排气管重新开孔并在汽包内部插入管焊接加强座、焊接汽侧高压截止门，门杆应水平安装。
（3）安装外部冷凝罐。焊接汽侧管路及冷凝罐时，应适当倾斜，以利于冷凝罐中冷凝的水沿插管流入汽包内的平衡罐。
（4）安装水侧插管、三通及变径部分：将插管、三通焊接好，然后将插管沿水侧取样管插入汽包内，将三通与水侧取样管焊接好，应保证三通为水平位置，在三通后焊接变径件。
（5）安装汽包内水侧取样器。
（6）安装汽包内的平衡罐 ：将插管在汽包内从水侧管向上穿出，与平衡罐表管焊接。焊接时使平衡罐端口水平，并保证其测量高度。
（7）安装汽包外正压、负压侧取样管上一次门、变径件和表管，并在正压侧变径件后安装等径三通件及阀门。
5. 内置式差压汽包水位计投运说明
（1）内置式差压水位计投入运行时，汽侧一二次门、负压侧一二次门、正压侧一二次门全开，外置备用一二次门关闭。
（2）备用外置式差压水位计投入运行时，汽侧一二次门、负压侧一二次门、外置备用一二次门全开，正压侧一二次门关闭。
6.结束语
#8炉改造采用新型内置式单室水位测量装置，锅炉正常运行中各汽包水位测量装置间的示值偏差小于30mm，锅炉启动时就可投入汽包水位保护，降低运行调整工作量；从根本上解决了汽包水位计测量误差大的问题，避免因汽包缺水、满水引起的机组设备损坏，消除安全隐患。实践证明本次技术改造是成功的，公司决定推广此经验，在检修中将对#9炉外置式单室水位测量装置进行改造。■
参考文献
[1] 侯子良，刘吉川，侯云浩，等.锅炉汽包水位测量系统[M].北京：中国电力出版社， 2005.
[2] 宋益纯.锅炉启动初期汽包水位检测仪表故障原因分析及防范措施[EB/OL]（2007-6-9）[2007-12-18]