汽包水位高精度取样电极传感器及其应用new.doc

1、1汽 包 水 位 高 精 度 取 样 电 极 传 感 器 及 其 应 用 1高 澎 1， 滕 会 英 2， 傅 刚 3， 荆 予 华 4(1.淮 安 维 信 仪 器 仪 表 公 司 ， 江 苏 淮 安 223001； 2. 衡 丰 发 电 有 限 公 司 ， 河 北 衡 水 053000；3.马 头 发 电 总 厂 ， 河 北 邯 郸 056044； 4.焦 作 发 电 厂 ， 河 南 焦 作 473056； )摘 要 ： 简 述 汽 包 现 用 几 种 水 位 表 缺 陷 , 介 绍 GJT-2000 汽 包 水 位 高 精 度 取 样 电 极 传 感器 真 实 取 样 、 可 靠 传 感

2、原 理 及 其 用 于 汽 包 水 位 监 视 基 准 表 和 水 位 停 炉 保 护 的 思 路 ， 并介 绍 该 产 品 在 电 厂 的 实 际 应 用 效 果 和 性 能 测 试 情 况 。关 键 词 ： 锅 炉 ； 汽 包 水 位 ； 高 精 度 取 样 ； 电 极 传 感 器 ； 1 锅 炉 汽 包 现 用 水 位 表 缺 陷云 母 水 位 计 （ 水 位 TV） 0 水 位 负 误 差 在 汽 包 压 力 为 18.40 19.60 MPa 时 达 到 150 mm， 已 不 能 用 来 校 核 差 压 水 位 计 。 降 低 仪 表 安 装 0 位 （ 或 下 移 刻 度 标 尺

3、 ） 虽 能 实 现 0 位定 点 校 正 ， 但 在 汽 包 水 位 升 高 接 近 满 水 停 炉 值 时 读 数 依 然 偏 低 很 多 ， 接 近 缺 水 停 炉 值 时 反而 偏 高 150 mm， 将 会 干 扰 运 行 人 员 的 事 故 水 位 判 断 ， 影 响 果 断 手 动 停 炉 。 此 表 量 程 一 般 不能 覆 盖 满 、 缺 水 停 炉 定 值 ， 在 水 位 极 高 或 极 低 时 已 失 去 监 视 作 用 。 水 位 TV 显 示 不 清 晰 ，牛 眼 式 水 位 计 盲 区 大 ， 均 不 利 于 准 确 监 视 。由 于 平 衡 容 器 “水 位 差

4、压 ”转 换 不 稳 定 ， 正 负 压 脉 冲 管 路 产 生 附 加 差 压 ， 差 压 水 位计 易 出 现 较 大 辐 度 “0 飘 ”。 如 压 力 与 环 境 温 度 修 正 误 差 超 差 或 者 出 错 ， 将 使 指 示 严 重 失 真 。所 以 ， 在 规 定 差 压 水 位 计 为 监 视 基 准 表 时 ， 不 得 不 再 规 定 以 就 地 水 位 计 为 准 ， 定 期 （ 每 班 ）对 其 核 对 、 校 正 。差 压 水 位 计 易 实 现 0 位 上 下 小 范 围 内 的 准 确 测 量 和 监 督 ， 故 主 要 用 于 汽 包 水 位 自 调 系统 ，

5、“0 飘 ” 引 起 自 调 失 控 的 不 安 全 后 果 较 小 ， 运 行 人 员 易 于 处 理 。 但 用 于 水 位 停 炉 保 护则 问 题 严 重 得 多 。 保 护 动 作 测 量 值 接 近 量 程 上 下 限 ， 较 大 辐 度 “0 飘 ”将 可 能 导 致 保 护 动作 超 前 （ 误 动 ） 或 滞 后 （ 拒 动 ） 。 因 此 ， 不 得 不 规 定 以 水 位 实 际 传 动 法 校 验 保 护 动 作 实 测值 。 但 差 压 式 水 位 保 护 水 位 传 动 校 验 性 能 很 差 ， 校 验 问 题 多 。 在 滑 参 数 停 炉 前 用 汽 包 上

6、水法 进 行 实 际 高 水 位 传 动 校 验 的 风 险 大 。 锅 炉 启 动 前 或 停 炉 前 校 验 ， 只 能 检 验 冷 态 或 低 压 热态 的 高 低 保 护 动 作 实 测 值 误 差 。 对 高 压 运 行 状 态 下 保 护 实 际 动 作 而 言 ， 由 于 实 测 值 误 差 可能 很 大 ， 故 校 验 准 确 性 很 模 糊 ， 只 能 证 明 继 电 信 号 传 动 正 确 性 和 定 值 准 确 性 。 由 于 一 次 测量 不 稳 定 ， 很 多 电 厂 102 5t/h 锅 炉 在 点 火 升 压 、 升 负 荷 阶 段 不 敢 贸 然 投 入 保 护

7、 ， 一 般 要 等负 荷 升 至 额 定 负 荷 的 40% 50%时 才 投 入 保 护 。 显 然 不 利 于 “锅 炉 水 位 保 护 未 投 入 ， 严 禁锅 炉 启 动 ”规 定 的 贯 彻 执 行 。收 稿 日 期 ： 2002-02-20； 修 回 日 期 ： 2002-07-作者简介：高澎（1974），男，江苏睢宁人，工程师，从事火电厂热工自动化研究工作。刊 登 于中国电力2002 年 10 期2电 接 点 水 位 计 在 其 量 程 内 有 水 即 可 稳 定 测 量 ， 检 测 可 信 ， 即 便 某 点 显 示 有 误 ， 仍 可 根 据其 余 点 判 断 水 位 ，

8、显 示 直 观 醒 目 。 故 30 多 年 来 用 于 监 视 主 表 、 差 压 水 位 计 核 对 和 保 护 报警 。 但 随 着 使 用 压 力 增 高 ， 传 感 器 （ 测 量 筒 ） 取 样 负 误 差 增 大 ， 亚 临 界 压 力 下 负 误 差 在0 位 可 达 150 mm， 高 水 位 停 炉 值 可 达 250 mm。 在 监 控 保 护 系 统 中 已 失 去 使 用 价 值 。 不 能 用于 停 炉 保 护 是 因 为 ： 高 水 位 动 作 严 重 滞 后 ， 饱 和 蒸 汽 早 已 严 重 带 水 ， 可 视 为 保 护 拒 动 ； 电极 机 械 密 封 泄

9、 漏 率 高 ， 水 质 差 ， 电 极 易 污 染 ， 需 经 常 排 污 冲 洗 ， 增 加 保 护 切 投 次 数 和 故 障率 。大 量 程 电 接 点 水 位 计 供 停 炉 后 汽 包 满 水 冷 却 上 水 操 作 和 满 水 监 视 ， 供 缺 水 停 炉 后 具 体 水位 事 故 值 监 视 以 便 判 断 能 否 补 水 及 时 恢 复 运 行 。 但 测 量 筒 在 锅 炉 运 行 时 “满 水 ”或 “缺水 ”必 须 解 列 ， 停 炉 后 又 需 及 时 恢 复 测 量 ， 使 用 不 方 便 。显 然 ， 要 有 效 防 止 锅 炉 满 水 、 缺 水 事 故 ，

10、需 要 有 更 准 确 、 更 可 靠 的 汽 包 水 位 表 。 为 此 ，淮 安 维 信 仪 器 仪 表 公 司 选 定 电 接 点 测 量 筒 为 技 术 突 破 点 ， 研 制 出 GJT-2000 系 列 汽 包 水 位高 精 度 取 样 电 极 传 感 器 （ 即 测 量 筒 ） 。 该 专 利 产 品 已 在 几 家 电 厂 作 为 监 视 基 准 表 和 保 护 仪表 成 功 运 行 ， 并 通 过 了 河 南 、 河 北 省 电 力 公 司 技 术 鉴 定 。2 高 精 度 取 样 电 极 传 感 器 关 键 技 术 原 理GJT-2000A 高 精 度 取 样 电 极 测

11、量 筒 采 用 综 合 技 术 ， 实 现 全 工 况 真 实 取 样 、 高 可 靠 性 测 量传 感 。 原 理 示 意 见 图 1。2.1 高 精 度 取 样利 用 传 热 学 原 理 使 水 样 平 均 温 度 逼 近 汽 包 内 饱 和 水 温 ， 取 样 水 柱 逼 近 汽 包 内 水 位 ， 使 电极 如 同 在 汽 包 内 部 一 样 检 测 ， 实 现 水 位 高 精 度 测 量 。2.1.1 加 热 水 样在 测 量 筒 内 部 设 置 笼 式 内 加 热 器 ， 利 用 饱 和 汽 加 热 水 样 。 加 热 器 由 不 同 传 热 元 件 构 成 。加 热 方 式 有

12、内 热 和 外 热 。 内 热 既 有 水 柱 径 向 传 热 元 件 ， 又 有 轴 向 分 层 传 热 元 件 。 加 热 器上 口 敞 开 ， 来 自 汽 侧 取 样 管 的 饱 和 蒸 汽 进 入 加 热 器 ， 像 汽 笼 一 样 加 热 水 柱 。 传 热 方 式 与结 构 设 计 既 有 利 于 增 加 加 热 面 积 （ GJT-2000 设 计 可 做 到 加 热 面 积 是 筒 体 散 热 面 积 的 1.4倍 ） ， 又 有 利 于 热 交 换 。饱 和 蒸 汽 在 加 热 器 中 放 出 汽 化 潜 热 ， 其 凝 结 水 由 排 水 管 引 至 下 降 管 ， 以 下

13、 降 管 与 汽 包 为一 侧 ， 以 排 水 管 与 加 热 器 为 另 一 侧 构 成 连 通 器 。 裸 露 的 排 水 管 中 平 均 水 温 低 于 下 降 管 水 温 ，水 位 则 低 于 下 降 管 侧 。 连 通 点 标 高 愈 低 ， 压 力 愈 高 ， 水 位 差 愈 大 。 为 保 证 排 水 管 侧 水 位 不会 升 至 加 热 段 而 减 小 加 热 面 积 ， 要 求 连 通 点 选 在 汽 包 中 心 线 下 15 m。 这 样 可 使 压 力 为6.0 MPa 时 ， 排 水 管 中 水 位 在 加 热 器 之 下 0.5 m， 当 压 力 低 于 1.0 MP

14、a 时 水 位 才 会 接 近 加热 器 底 部 影 响 加 热 ， 而 1.0 MPa 以 下 压 力 时 的 取 样 误 差 很 小 ， 可 忽 略 不 计 。 所 以 ， 加 热 系统 能 适 应 锅 炉 变 参 数 运 行 ， 保 证 全 工 况 真 实 取 样 。2.1.2 加 大 水 样 中 饱 和 水 含 量设 置 冷 凝 器 使 新 型 测 量 筒 比 普 通 测 量 筒 高 出 许 多 ， 这 是 专 利 产 品 最 重 要 的 外 形 特 征 。 来自 汽 侧 取 样 管 的 饱 和 蒸 汽 在 冷 凝 器 中 冷 凝 ， 大 量 凝 结 水 （ 温 度 为 饱 和 水 温

15、 ） 沿 壁 而 下 ， 分区 收 集 ， 由 布 置 在 饱 和 蒸 汽 中 的 数 根 疏 水 管 在 不 同 深 度 疏 至 水 样 中 ， 将 低 温 水 样 置 换 出 测3量 筒 。 亦 可 认 为 新 凝 结 水 加 大 了 水 样 中 饱 和 水 含 量 ， 提 高 了 水 样 平 均 温 度 。 高 倍 率 置 换 可有 效 提 高 水 柱 温 度 ， 并 使 之 上 下 均 匀 分 布 。 经 计 算 ， 由 于 冷 凝 器 冷 凝 ， 在 汽 侧 取 样 管 中 引起 流 速 增 加 很 小 ， 取 样 附 加 误 差 可 小 至 忽 略 不 计 。 之 所 以 采 用

16、笼 式 内 加 热 器 ， 是 为 利 用 汽侧 筒 体 散 热 产 生 的 凝 结 水 ， 进 一 步 减 小 取 样 误 差 和 加 强 水 质 自 优 化 功 能 。以 上 2 种 技 术 的 综 合 使 进 入 水 样 的 热 流 密 度 比 普 通 测 量 筒 大 得 多 ， 热 平 衡 过 渡 过 程 时 间短 。 当 压 力 变 化 引 起 汽 包 内 水 位 变 化 时 ， 热 流 密 度 随 之 变 化 ， 水 样 温 度 变 化 快 ， 故 取 样 对压 力 变 化 动 态 响 应 快 。 大 量 凝 结 水 的 生 成 ， 在 水 侧 取 样 管 中 形 成 连 续 流

17、向 汽 包 的 高 温 水 流 。当 汽 包 水 位 大 幅 度 升 高 时 返 回 测 量 筒 的 水 样 少 ， 且 水 温 与 饱 和 温 度 相 差 小 ， 故 对 汽 包 水 位升 高 的 取 样 动 态 误 差 小 。 笼 式 内 加 热 器 在 测 量 筒 内 占 有 相 当 大 比 例 的 空 间 ， 与 旧 型 测 量 筒相 比 ， 水 柱 截 面 积 小 得 多 ， 故 对 汽 包 水 位 变 化 响 应 快 。GJT-2000 测 量 筒 内 有 稳 定 热 源 ， 故 对 取 样 管 道 长 度 、 截 面 、 测 量 筒 现 场 布 置 等 安 装 要求 宽 松 于

18、旧 型 测 量 筒 。2.2. 高 可 靠 性 测 量 传 感2.2.1 准 确 取 样 的 稳 定 性 与 可 靠 性利 用 加 热 器 和 冷 凝 器 在 一 次 取 样 环 节 消 除 汽 包 压 力 和 环 境 温 度 的 影 响 ， 其 可 靠 性 与 稳 定性 显 然 是 差 压 水 位 计 采 用 压 力 非 线 性 修 正 、 环 境 温 度 定 点 补 偿 所 不 及 的 。2.2.2 水 质 自 优 化设 置 冷 凝 器 除 提 高 水 样 温 度 外 ， 更 重 要 的 作 用 是 实 现 取 样 水 质 自 优 化 。 大 量 纯 净 水 进 入水 室 ， 将 水 质

19、较 差 的 旧 水 样 压 至 汽 包 ， 形 成 自 动 净 化 置 换 回 路 ， 水 样 为 “活 水 ”。 设 计 置换 倍 率 可 高 达 20 次 h， 故 水 质 自 优 化 功 能 强 。 GJT-2000 测 量 筒 的 独 特 优 点 是 ： （ 1）免 排 污 。 水 质 好 ， 减 轻 了 对 电 极 的 污 染 。 初 装 彻 底 冲 洗 后 ， 在 3 4a 大 修 周 期 内 免 排 污 ，既 减 少 了 维 护 量 ， 又 可 避 免 热 态 排 污 加 快 电 极 寿 命 损 耗 ， 减 少 由 此 而 引 起 的 保 护 切 投 次 数 。（ 2） 可 增

20、大 水 样 电 阻 率 ， 利 于 减 小 工 作 电 流 ， 减 缓 电 极 的 电 腐 蚀 而 延 长 寿 命 。 （ 3） 水 质稳 定 ， 水 样 上 下 水 阻 率 分 布 较 均 匀 ， 利 于 提 高 二 次 仪 表 测 量 的 稳 定 性 ， 不 必 经 常 调 整 仪 表临 界 水 阻 。 （ 4） 水 侧 取 样 管 中 有 连 续 流 向 汽 包 的 高 温 水 流 ， 当 汽 包 水 位 大 幅 度 升 降 时 ， 电极 承 受 的 热 冲 击 较 小 。2.2.3 电 极 装 置 组 件 特 点RDJ-2000 型 柔 性 自 密 封 电 极 组 件 是 GJT-20

21、00 测 量 筒 另 一 重 要 外 形 技 术 特 征 。 电 极 安装 机 械 密 封 原 理 是 利 用 筒 内 压 力 增 加 密 封 紧 力 ， 自 紧 力 与 压 力 成 正 比 ， 压 力 愈 高 ， 自 紧 力愈 大 。 加 上 安 装 预 紧 力 ， 有 足 够 紧 力 保 证 密 封 不 泄 漏 。 电 极 冷 态 可 靠 密 封 试 验 压 力 可 达40 MPa。 柔 性 密 封 材 料 可 耐 1000 高 温 ， 承 压 强 度 高 ， 回 弹 性 能 与 热 紧 性 能 好 。 电 极 带 有拆 卸 螺 纹 ， 拆 卸 方 便 ， 一 般 女 工 即 可 操 作

22、。 而 国 内 外 现 用 电 极 组 件 的 密 封 紧 力 随 压 力 增 加而 减 小 ， 需 要 预 紧 力 很 大 ， 加 之 采 用 硬 靠 机 械 密 封 ， 密 封 可 靠 性 低 ， 热 紧 性 能 差 。 RDJ-2000 电 极 安 装 有 2 3仰 角 ， 可 防 止 电 极 挂 水 与 水 渍 。2.2.4 保 护 报 警 性 能由 于 测 量 筒 内 水 柱 平 均 温 度 、 相 对 标 高 与 汽 包 内 饱 和 水 一 致 ， 报 警 电 极 如 同 在 汽 包 内 部定 点 检 测 一 样 ， 取 样 水 质 又 优 于 汽 包 内 饱 和 水 ， 故 仪

23、表 全 工 况 报 警 准 确 性 、 稳 定 性 、 可 信4度 之 高 ， 是 差 压 式 水 位 报 警 无 法 达 到 的 。锅 炉 运 行 中 ， 不 需 升 降 汽 包 水 位 即 可 进 行 测 量 筒 “满 水 和 缺 水 实 际 传 动 校 验 ”。 关 闭水 侧 取 样 截 门 后 ， 测 量 筒 内 水 位 逐 渐 上 升 ， 几 分 钟 （ 额 定 工 况 下 ） 后 可 “满 水 ”。 关 闭 排水 门 ， 缓 慢 开 启 排 污 门 ， 水 位 逐 渐 下 降 至 “缺 水 ”。 其 间 仪 表 应 发 出 高 低 1、 2、 3 值 报 警信 号 。 因 此 ，

24、水 位 保 护 实 际 传 动 校 验 快 、 准 、 易 行 ， 并 可 在 锅 炉 运 行 中 定 期 校 验 。 此 独 特性 能 使 电 接 点 水 位 计 最 适 用 于 停 炉 保 护 。2.3 大 量 程 全 工 况 电 极 传 感 器GJT-2000B 汽 包 水 位 大 量 程 全 工 况 电 极 传 感 器 是 GJT-2000A 型 测 量 筒 性 能 的 扩 展 。 如欲 监 视 汽 包 全 满 水 ， 则 增 加 1 个 汽 侧 取 样 管 ， 在 汽 包 集 汽 导 管 上 取 样 ， 测 量 筒 有 3 个 取样 管 ； 如 欲 监 视 汽 包 全 满 水 和 全

25、 缺 水 ， 再 增 加 1 个 水 侧 取 样 管 ， 在 下 降 管 取 样 ， 测 量 筒 有4 个 取 样 管 。 特 殊 的 取 样 系 统 设 计 消 除 了 汽 、 水 流 干 扰 。 测 量 筒 不 仅 适 用 于 停 炉 后 ， 在 锅 炉运 行 时 也 能 和 主 表 一 样 准 确 取 样 ， 在 水 位 事 故 被 迫 停 炉 时 在 主 表 量 程 之 外 可 监 测 到 具 体 水位 事 故 值 ， 以 便 事 故 分 析 与 处 理 。3 电 测 二 次 表GJT-2000 型 测 量 筒 可 与 各 种 二 次 电 测 仪 表 相 配 套 ， 但 要 求 检 测

26、 临 界 水 阻 不 小 于 300 K 。 GJT-2000 型 电 极 传 感 器 与 配 套 研 发 的 DS 2000全 智 能 化 电 测 仪 表 组 成 GD2K 新 型 电 接 点 水 位 计 测 量 系统 （ 见 图 2） 。采 用 16 位 CPU 全 智 能 控 制 的 就 地 表 、 远 程 表 以 双 绞屏 蔽 线 相 连 ， 按 RS485 网 络 协 议 双 向 通 信 ， 组 成DS 2000 电 测 单 元 。 测 量 筒 从 汽 包 内 高 精 度 取 出 测 量 水柱 ， 就 地 表 通 过 多 芯 高 温 线 巡 回 检 测 电 极 对 地 电 阻 变 量

27、 ，进 行 数 据 处 理 定 出 汽 水 界 面 ， 输 出 4 20 mA 阶 梯 模 拟量 和 报 警 开 关 量 ， 并 进 行 自 身 故 障 和 电 极 开 路 、 短 路 、 污 染 等 项 目 诊 断 ， 实 时 数 字 显 示 水位 和 诊 断 结 果 ， 并 将 检 测 数 据 处 理 结 果 传 输 给 远 程 表 。 远 程 表 将 所 得 到 的 数 据 再 处 理 ， 以数 字 与 光 柱 双 重 显 示 水 位 ， 输 出 阶 梯 模 拟 量 和 开 关 量 ， 显 示 诊 断 结 果 ， 仪 表 自 身 有 灯 光 与不 同 频 率 音 响 2 种 方 式 报

28、警 。 汽 水 阻 阈 值 、 诊 断 阈 值 、 报 警 点 、 报 警 回 差 等 工 作 参 数 均 可通 过 就 地 表 和 远 程 表 软 件 设 定 或 修 改 ， 并 相 互 刷 新 。 就 地 表 还 可 作 为 DCS 的 智 能 前 端 ， 按RS485 网 络 协 议 与 DCS 双 向 通 信 ， 以 大 屏 幕 上 固 定 窗 口 显 示 检 测 信 息 ， 开 关 量 用 于 DCS保 护 系 统 。 DS 2000 对 电 极 与 水 质 诊 断 可 进 一 步 提 高 传 感 器 可 靠 性 。4 工 业 应 用4.1 应 用 概 况1996 1998 年 ，

29、GJT-2000 测 量 筒 首 次 应 用 于 江 苏 华 能 淮 阴 电 厂 2 台 670 t/h 锅 炉 。经 一 系 列 改 进 完 善 后 ， 从 1999 年 起 推 广 用 于 河 北 马 头 、 河 南 焦 作 、 江 苏 徐 州 等 电 厂 多 台 超高 压 锅 炉 。 2000 年 GJT-2000 与 DS-2000 电 测 仪 表 成 套 ， 首 次 用 于 河 北 衡 水 电 厂 2 台1025 t/h 亚 临 界 锅 炉 。 现 已 有 57 台 GJT-2000 系 列 测 量 筒 投 运 。4.2 深 化 应 用 思 路5上 述 应 用 并 非 测 量 筒 简

30、 单 更 换 ， 而 是 以 电 接 点 水 位 计 测 量 系 统 改 进 为 中 心 ， 在 DCS 技术 支 持 下 对 汽 包 水 位 监 控 系 统 进 行 一 体 化 技 术 改 造 1 。 充 分 发 挥 GJT-2000A 型 测 量 筒 高精 度 高 可 靠 性 检 测 性 能 ， 电 接 点 水 位 计 用 作 监 视 主 表 （ 基 准 表 ） 和 保 护 仪 表 ， 用 于 差 压 水位 计 校 核 与 调 整 。为 构 成 可 靠 的 人 机 停 炉 双 重 保 安 系 统 ， 冗 余 设 置 3 套 电 接 点 水 位 计 以 便 运 行 人 员 仪 表诊 断 ，

31、按 “三 取 二 ”判 据 快 速 判 断 事 故 水 位 ， 果 断 手 动 停 炉 。 每 个 表 计 高 低 水 位 6 个 开 关量 ， 分 别 用 于 停 炉 保 护 、 联 锁 、 热 工 信 号 报 警 系 统 的 6 个 “三 取 二 ” 信 号 网 络 。鉴 于 电 接 点 水 位 计 在 监 控 保 护 系 统 中 的 重 要 地 位 ， 必 须 保 证 测 量 筒 在 最 佳 部 位 独 立 取 样 ，最 大 限 度 减 小 汽 、 水 流 干 扰 ， 使 取 样 真 实 、 稳 定 、 可 靠 。 鉴 于 国 内 外 控 制 标 准 规 定 强 调 保护 与 自 动 调

32、 节 冗 余 信 号 “应 在 地 理 上 和 功 能 上 分 开 ， 用 于 控 制 系 统 的 传 感 器 不 应 用 于 安 全系 统 ” 2 ， 则 必 须 解 决 汽 包 封 头 水 位 测 孔 数 量 不 足 问 题 。 马 头 、 焦 作 、 淮 阴 、 徐 州 等 电 厂为 避 免 保 护 “三 取 二 ”与 自 调 “三 选 中 ”信 号 合 用 测 孔 或 合 用 差 压 变 送 器 信 号 ， 采 用 淮 安维 信 仪 器 仪 表 公 司 的 “汽 包 水 位 多 测 孔 接 管 ”专 利 技 术 ， 没 有 在 汽 包 上 重 新 开 孔 而 增 加 了4 对 测 孔

33、， 避 免 信 号 “危 险 集 中 ”， 保 证 测 量 筒 在汽 包 封 头 取样。 衡 水 电 厂 采 取 屏 蔽 措 施 ，解 决 了 汽 包 内 给 水 管 连 接 法 兰 泄 漏 严 重 干 扰 取 样 的 问 题 。国 内 外 控 制 标 准 没 有 强 调 保 护 与 监 视 系 统 分 开 ， 电 接 点 水 位 计 与 自 动 调 节 无 关 ， 开 关 量用 于 保 护 可 视 为 保 护 专 用 仪 表 ， 还 可 使 运 行 人 员 及 时 发 现 信 号 源 故 障 及 时 处 理 ， 对 提 高 可靠 性 有 利 。4.3 运 行 与 测 试 情 况4.3.1 测

34、 量 筒 取 样 独 立 性云母水位计和测量筒连接在同一对多测孔接管上。华能淮阴电厂进行了取样独立性专题试验，结果是云母水位计冲洗时形成最强干扰，电接点水位计显示不变，表明多测孔接管技术保证了测量筒取样独立性。4.3.2 升 降 水 位 时 水 位 计 对 比 试 验1997 年 4 月 27 日 ， 华 能 淮 阴 电 厂 在 2 号 炉 进 行 了 该 项 试 验 。 2 号 炉 汽 包 甲 封 头 安 装 甲电 接 点 水 位 计 （ 配 套 GJT-2000A） 和 云 母 水 位 计 ， 乙 封 头 安 装 乙 电 接 点 水 位 计 （ 配 套 旧 型测 量 筒 ） 和 满 水 电

35、 接 点 水 位 计 （ 配 套 GJT-2000B， 在 +300 mm -300 mm 之 间 相 邻 电 极 中 心距 为 50 mm， 分 辨 率 低 于 主 表 。 ） 。汽 包 水 位 升 降 时 水 位 表 示 值 见 表 1。 表 中序 号 1、 5 为 正 常 “0 水 位 ”运 行 时 观 察 记 录值 ， 其 余 为 水 位 升 降 试 验 记 录 值 。 数 据 分 析可 见 ， 普 通 测 量 筒 和 云 母 水 位 表 比 GJT-2000A、 GJT-2000B 测 量 筒 取 样 低 80 100 mm， 与 计 算 值 -90 mm 相 接 近 。焦 作 、

36、马 头 电 厂 亦 进 行 了 新 旧 测 量 筒 运 行取 样 对 比 。 焦 作 电 厂 4 号 炉 新 旧 测 量 筒 分 置汽 包 2 封 头 ， 马 头 电 厂 6 号 炉 则 在 同 一 封 头 。表 1 升降水位时几种水位计示值对比试验序号 锅筒压力MPa甲电接点水位计/mm乙电接点水位计/mm满水水位计/mm云母水位计/mm1 15 +100 0 +100 -302 15 +100 +20 +100 03 15 +100 +40 +150 +104 15 +150 +60 +50 +305 15 +100 0 +100 -206 15 +80 -20 +50 -507 15 +

37、60 -40 +5 0 -608 15 +20 -80 0 -1109 15 0 -80 0 -11010 15.5 -20 -100 -50 -12011 15.5 -40 -150 -50 -13012 15.5 -60 -150 -100 -15013 15.5 -80 -200 -1006在 接 近 额 定 压 力 下 ， 旧 型 测 量 筒 比 新 型 测 量 筒 取 样 约 低 100 mm。 取 样 对 比 表 明 新 型 测 量筒 取 样 已 接 近 汽 包 内 真 实 水 位 。4.3.3 测 量 水 柱 温 度2000 年 12 月 29 日 ， 河 南 省 电 力 试 验

38、 研 究 所 在 焦 作 电 厂 6 号 炉 实 测 取 样 水 柱 温 度 。 用电 极 式 热 偶 套 管 代 替 GJT-2000A 测 量 筒 -100 点 电 极 ， 以 铠 装 热 电 偶 测 量 水 柱 温 度 为342.10 ， 测 试 时 汽 包 压 力 14.93 MPa， 对 应 饱 和 水 温 度 342.12 ， 实 测 值 比 饱 和 水 温度 仅 低 0.02 。 而 普 通 测 量 筒 -100 点 水 柱 温 度 理 论 计 算 值 为 283 ， 比 饱 和 水 温 度 低59 。 GJT 2000A 测 量 筒 内 水 柱 温 度 上 下 分 布 均 匀

39、， 可 见 取 样 水 温 已 完 全 逼 近 饱 和 水 温 度 ，水 位 取 样 真 实 。4.3.4 筒 体 外 表 温 度 测 量2001 年 9 月 ， 在 衡 水 电 厂 用 红 外 线 测 温 仪 测 量 筒 体 外 表 温 度 ， 汽 侧 和 水 侧 温 度 一 致 。距 测 量 筒 约 200 mm 处 水 侧 取 样 管 温 度 比 汽 侧 仅 低 1 3 （ 因 水 侧 散 热 所 致 ） ， 表 明 水 柱温 度 为 饱 和 水 温 度 。4.3.5 测 量 筒 运 行 概 况均 为 主 表 的 3 套 电 接 点 水 位 计 显 示 差 值 基 本 在 30 mm 之

40、 内 。 自 点 火 起 就 可 靠 地 投 入 了水 位 停 炉 保 护 ， 避 免 了 不 投 保 护 而 违 章 启 动 锅 炉 的 不 安 全 现 象 。 水 位 停 炉 保 护 未 发 生 拒 动与 误 动 。 淮 阴 电 厂 最 早 投 运 的 测 量 筒 至 今 已 5 a 多 从 未 排 污 过 ， 水 质 依 然 良 好 。 冬 季 未 发生 排 水 管 冻 管 故 障 。 RDJ-2000 电 极 组 件 未 发 生 机 械 密 封 泄 漏 。 DS-2000 电 测 仪 表 运 行 可 靠 。淮 阴 、 焦 作 电 厂 安 装 3 取 样 管 测 量 筒 ， 马 头 电

41、厂 安 装 4 取 样 管 测 量 筒 ， 在锅炉运行时大 量 程 仪 表 示值和主表基本一致。4.3.6 工 业 试 用 中 发 生 问 题 与 处 理电 极 头 部 传 统 工 艺 焊 缝 太 窄 仅 有 0.5 mm， 因 汽 水 流 冲 刷 和 腐 蚀 ， 1 个 大 修 周 期 内 有 极个 别 电 极 焊 缝 泄 漏 。 现 已 将 焊 缝 增 加 到 2 mm， 可 有 效 提 高 电 极 平 均 寿 命 。 极 少 数 自 密 封 电极 组 件 发 生 过 配 合 质 量 不 良 问 题 ， 如 最 早 几 台 压 盖 为 20G 锅 炉 钢 ， 改 为 45 号 钢 后 即

42、解 决了 不 易 拆 卸 问 题 ； 个 别 电 极 拆 卸 螺 纹 与 拆 卸 螺 母 配 合 不 良 影 响 电 极 拆 卸 ， 通 过 严 格 质 量 管理 也 已 解 决 。 DS 2000 远 程 表 在 试 运 初 期 出 现 过 个 别 并 联 发 光 二 极 管 烧 坏 故 障 ， 在 保 证 足够 亮 度 前 提 下 调 小 工 作 电 流 则 避 免 了 此 类 故 障 。 至 于 个 别 锅 炉 电 接 点 水 位 表 显 示 偏 差 较 大 ，经 现 场 诊 断 是 由 于 燃 烧 偏 斜 和 汽 包 内 设 备 异 常 所 引 起 。4.3.7 解 决 了 严 重 高

43、 水 位 运 行 问 题改 造 前 因 电 接 点 水 位 计 有 100 mm 负 误 差 ， 导 致 汽 包 内 水 位 高 100 mm 运 行 ， 影 响 饱 和蒸 汽 品 质 。 河 南 省 电 力 试 验 研 究 所 在 焦 作 电 厂 3 号 锅 炉 （ HG-670t/h） 进 行 了 水 位 高 低 与汽 水 品 质 对 比 试 验 。高 水 位 工 况 为 +100 mm， 相 当 于 改 前 仪 表 显 示 0 水 位 工 况 ， 此 时 水 位 已 几 乎 淹 没 旋风分离器汽水混合物进口管，影响分离效果； 低 水 位 工 况 为 -75 mm， 此 时 水 位 在 进

44、口管下边缘，最有利于汽水粗分离 3。- 75 mm 工 况 5 次 采 样 化 验 ， 饱 和 蒸 汽 电 导 ( s/cm)分 别 为2.2、 1.8、 1.6、 1.5、 1.6， 平 均 值 为 1.7。 +100 mm 水 位 工 况 4 次 采 样 ， 电 导 分 别 为74、 6、 6、 6， 平 均 值 为 5.5。 炉 水 sio2含 量 均 为 0.1mg/I 。 电 导 增 加 3.8， 表 明 在 炉 水品 质 未 变 情 况 下 ， 高 水 位 运 行 使 饱 和 蒸 汽 品 质 明 显 变 差 。 改 造 后 ， 高 水 位 运 行 问 题 迎 刃 而解 。4.3.8

45、 准 确 核 对 CRT 差 压 水 位 计几 家 电 厂 均 以 新 型 电 接 点 水 位 计 为 准 ， 在 不 同 压 力 下 核 对 、 校 正 差 压 水 位 计 0 位 。 具体 方 法 是 ： 电 接 点 水 位 计 显 示 由 0 变 为 +15 瞬 间 ， 由 电 极 头 半 径 为 5 mm 可 知 汽 包 内 水 位约 为 +10 mm； 由 +100 变 为 +150 瞬 间 ， 可 知 水 位 约 为 +145 mm； 由 0 变 为 -15 瞬 间 ， 由 于 电极 挂 水 约 3 mm， 可 知 水 位 约 为 -7 mm。 故 可 在 较 大 量 程 范 围

46、内 、 不 同 压 力 下 以 推 算 值 准 确核 对 差 压 水 位 计 示 值 。5 评 价2000 年 12 月 29 日 ， 河 南 省 电 力 公 司 组 织 鉴 定 委 员 会 对 焦 作 电 厂 GJT-2000 测 量 筒 应用 改 造 进 行 了 技 术 鉴 定 4 。 河 北 省 电 力 公 司 于 2002 年 4 月 6 日 亦 对 马 头 电 厂 的 改 造 进行 了 正 式 技 术 鉴 定 。 通 过 评 审 ， 鉴 定 委 员 一 致 认 为 ， GJT-2000 测 量 筒 与 汽 包 水 位 测 孔 改造 设 计 新 颖 ， 测 量 准 确 度 高 ， 运

47、行 可 靠 ， 达 到 了 国 内 领 先 水 平 ， 为 防 止 锅 炉 满 水 缺 水 事 故提 供 了 可 靠 的 技 术 保 证 。参 考 文 献 ： 1 李 刘 军 ， 高 维 信 ， 傅 刚 ， 荆 予 华 . 汽 包 水 位 监 控 保 护 一 次 测 量 系 统 改 进 J. 电 力 安 全 技 术 ，2002， （ 4） ： 28-30. 2 张 晋 斌 ， 张 徐 亮 . 火 电 厂 安 全 保 护 系 统 设 计 探 讨 J. 中 国 电 力 ， 1998， （ 5） ： 69 71 3 林宗虎，陈立勋. 锅内过程M. 西 安 ： 西安交通大学出版社，1990. 4 邹

48、文 华 . 汽 包 水 位 高 精 度 及 多 测 孔 接 管 测 量 装 置 通 过 鉴 定 J.中 国 电 力 ， 2001， （ 4） :50. 5 陈文明. 高压锅炉就地水位计严重误差的消除J. 电力技术，1982，(12)：3842.GAO Peng1, TENG Hui-ying2, FU Gang3, JING Yu-hua4(1.Huaianweixin Instrument Gauge Co., Ltd., Huaian223001, China; 2.Hengfeng Power Co., Ltd., Hengshui053000, China; 3.Matou Power Plant, Handan056044, China; 4.Jiaozuo Power Plant, Jiaozuo473056, China)