京能集团+内蒙古京泰发电有限责任公司 内蒙古自治区 鄂尔多斯市 010300
摘要：通过对某厂低压加热器液位高Ⅲ值开关量不正常动作过程进行观察，在不同工况下对低压加热器系统汽侧温度、压力、水侧出入口温度、凝结水温度等相关参数进行长时间记录，分析了因系统热力学特性导致的液位跳变现象。同时对低压加热器开关量液位测量装置及取样系统进行了安装工艺对比，分析了由于取样管路部分的原因导致的液位测量值不准确的原因，并对取样装置测量桶外壁、取样管路、阀门等多处的温度在不同工况下进行多次测量，利用热力学知识分析取样系统、测量装置内可能出现的汽化造成的沸腾现象，从而导致实际液位跳变，使得开关量液位不正常动作。
关键字：低压加热器；液位测量装置；取样管路；汽化；
0 引言
目前各发电厂高、低压加热器液位开关均采用浮球/浮筒式液位测量装置，基本测量原理为：上升的液面将浮球或弹簧提升式沉筒浮起，带动磁力短管上升至磁场区，吸引并触发电路或气路开关（发出液位到达信号）。液面下降时，次序相反，电路或气路开关被释开（发出液位下降信号）。磁力滑块（通过密封套筒）将永久磁铁和开关组件与过程液面隔离，避免磁铁腐蚀和磁力碎屑堆积。磁力运动传输消除了由机械装置弯曲运动传输带来的疲劳，损坏及过早失效等问题。
某厂高、低压加热器液位开关均使用SOR机械式液位开关（浮球式），动作过程为：浮球与一根机械连杆固定在一起，液面上升至浮球，浮力使连杆上升，磁力短管升入密封套筒中，磁力短管的向上运动是在外部永久磁铁 产生的磁场内。磁力把外部磁铁吸向磁力短管， 牢固地吸附在密封套管上，此时，微动开关被触发。液面下降时各次序相反。磁力短管下落至磁场外，复位弹簧将外部磁铁拽离密封套筒，微动开关复位。
SOR液位开关安装时，管道、阀门、拐角的内径尺寸必须大于或等于 1"（25.4mm），罐体上安装 3～4 只液位开关时， 主管道内径尺寸必须大于或等于2"（50.8mm），每个分管道只允许有一个拐角，每只开关连接腔体底部过程接口的分管道在腔体中心线下6"～12"（150mm～300mm）。安装必须符合要求，否则会出现液位测量不准确，测量值跳变，液位开关不正常动作等现象。
1 过程分析
某厂5号低加自A级检修完后先后多次出现液位低、液位高开关报警现象。根据液位高Ⅲ1、高Ⅲ2同时报警的故障现象，首先怀疑模拟量测量装置存在问题。热控人员将模拟量远传液位计拆除检查，对测量元件内部冲洗检查，打开排污门对平衡容器进行排污，接线紧固、绝缘检查，未发现设备异常，分别针对磁翻板液位计和远传模拟量液位计、液位开关进行实际上水试验，在试验过程中（机组负荷166MW--235MW），模拟量远传液位计与就地磁翻板液位计相差20mm，属于正常偏差范围，均指示正常。当水位上升至155时（本次5号低加解列水位），开关并未动作，指示正常，水位稳定之后继续操作上水。水位稳定之后继续操作上水，当水位上升至331mm时水位高Ⅱ、高Ⅲ1、高Ⅲ2液位开关动作，5号低加解列，开关动作值符合定值要求，开关动作正常，保护动作正常。
稳定运行一段时间后，5号低加液位开关再次报警，热控人员又一次对5号低加进行开关检查，包括：平衡容器排污、接线紧固、开关机械部分检查。检查确认开关没有问题之后进行实际上水试验（机组负荷215MW--208MW），在确认就地磁翻板液位计与远传液位计均指示正常的情况下，开始操作上水，水位从90mm升至220mm，开关正常，模拟量液位计指示正常，判断时依据明显。
2 原因分析
图1 低压加热器液位测量装置示意图
1.综合分析液位开关报警信息以及液位开关工作原理，基本可以得到是水侧（负压侧）取样一次门前管路回水不畅导致液位开关散热不好，液位开关内温度高于相同压力下水的饱和温度，从而使得液位开关内液面与低加实际液位不符。
2.液位低开关报警原因为：当液位低开关取样二次门全开时，汽测（正压侧）压力大于水侧（负压侧）压力，导致浮球向下移动（浮球的移动区间只有1cm—2cm），触发液位低开关报警。经过反复试验，只要开大汽侧（正压侧）二次门，液位低开关就会报警。关小汽侧（正压侧）二次门后液位低开关正常，液位正常下降时，开关也能正常动作。
3.液位高开关报警原因（只出现在300MW负荷以上）为：随着负荷的升高，5段抽汽压力升高，当压力达到147℃对应的饱和压力时，此时液位高开关内会出现蒸汽凝结成水，水正常情形下应该通过水侧取样管路回流到低加，回水不畅会导致液位上升，同时饱和温度下会存在凝结和汽化共存的状态，测量筒内会存在汽泡，导致整个液面升高将液位高开关顶起，导致液位高Ⅲ1、液位高Ⅲ2开关报警。该现象为偶然出现，只有抽汽压力达到测量筒内液体压力时才会出现。
4.开关取样管路中一二次门都应该全开，液位开关水侧取样管路一次门处管路温度约二三十度，这也验证了液位开关之前的不正常动作是由回水不畅引起的。完全打开液位低、液位高Ⅲ1、液位高Ⅲ2三个液位开关的汽侧二次门，液位低又发生报警。为降低三个液位开关测量筒处的温度，遂拆除液位开关和二次门之间管道处的保温。保温拆除后液位开关报警彻底消失。
3 待解决问题
1.液位开关水侧取样管路在加热器最底部，向下引出，加热器常年运行，底部怀疑集聚了杂物，可能堵塞在管路中，尽管热控专业在投入高、低加液位计、开关时都进行了排污，但是由于取样管路是下向下再水平、再向上，卡涩在一次门前后的杂物无法从取样系统中正向排除。
2.由于以前未测量三个液位开关测量筒处的温度，自交换两台机组低加液位计、液位开关后未再报警，判定为对应高负荷下5段抽汽压力下饱和蒸汽温度低于测量筒处温度（机组小修未来得及进行测量）。
3.利用检修机会对5号低压加热器液位测量装置取样部分进行改造，减少取样管路弯头数量、中间焊口，确保取样系统畅通无阻力。
4 结论
1.关小液位开关正压侧取样二次门，这样的危险因素是可能导致液位真正高时动作存在延时，会导致汽轮机进水，存在安全隐患。
2.利用检修期间，检查底部是否有杂物，然后投入高低加。
3.机组停运时，检查取样装置一次门前后管路是否有堵塞
参考文献
[1] 美国SOR公司.SOR机械式液位开关中文说明书[M].北京：SOR北京代表处，2011.10
[2] GE新华控制工程公司.GEK-114712 控制器和驱动软件用户手册－算法块V1.0[M].上海：GE新华控制工程公司，2007.24
[3] GE新华控制工程公司.GEK-114707 HMI软件用户手册 Vol. I-工程师站软件V1.0[M].上海：GE新华控制工程公司，2007.10
[4] 美国SOR公司.普通SOR液位开关安装手册（简易版）[M].北京：SOR北京代表处，2011.10
论文作者:史民科,王义俊,焦满德,胡海波,陶玉鑫
论文发表刊物:《电力技术》2016年第6期
论文发表时间:2016/10/17
标签：液位论文; 测量论文; 管路论文; 加热器论文; 磁力论文; 动作论文; 温度论文; 《电力技术》2016年第6期论文;