文档介绍：600MW直冷机组汽包水位采用内置式平衡容器测量技术的改造
发表时间:2008-6-12
作者:李民,秦治国
摘要:
国电电力大同发电有限责任公司装机容量2×600MW直接空冷机组,其中7号机组于2005年4月投产,8号机组于同年8月发电。机组的主设备为:东方锅炉(集团)股份有限公司的DG2026/Ⅱ)-2型亚临界一次再热固态排渣自然循环汽包炉;哈尔滨汽轮机有限公司的NZK600-;哈尔滨电机厂有限责任公司的QFSN-600-2YHG静态励磁发电机。原设计每台锅炉的汽包两侧共安装了6台水位测量装置,其中3台作为汽包水位的显示、记录的传感器和汽包水位自动调节系统中的反馈信号;另外3台通过三选二的判断逻辑方案,作为汽包水位保护系统的检测信号。
    但是7、8号机组从投产以来,水位测量装置存在3个突出问题:①在长期运行过程中,水位测量装置的零位会产生大幅度飘移,可靠性低;②水位测量装置的输出信号彼此之间存在较大偏差,以致汽包给水自动调节系统的自动运动方式时常切除,给运行操作人员对汽包水位的控制带来困难;③由于水位测量装置的信号频繁大幅度波动,造成汽包水位保护系统的可靠性下降。2006年1月14日19:21:17,7号机组汽包水位高Ⅲ值保护信号误发;2006年7月19日10:11:45,8号机组汽包水位低Ⅲ值保护信号误动,造成锅炉跳闸、机组解列。
    锅炉水位的正常运行非常重要,《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》:汽包锅炉水位保护是锅炉启动的必备条件之一,水位保护不完整时严禁启动。因此有必要对原设计的水位测量装置及系统存在的测量误差进行详细的分析,并加以必要的改进。
一、对水位测量装置的分析
工作原理
    水位测量装置是根据水位一差压转换的原理工作的,图1为水位测量装置工作原理。在测量过程中,正压侧p+保持恒定,负压侧p-随汽包水位的变化而变化。由水位测量装置将汽包水位的变化转换成成差压△p的变化,并通过差压变送器输出4~20mA信号,指示汽包水位的高度。
               
    水位测量装置的输出差压△p为
                
式中,L为以水联通管为起点的正压头水面高度,m;HW为以水联通管为起点的汽包水面高度,m;ρ1为正压室水的密度,kg/m3;ρ′为汽包内饱和水密度,kg/m3;ρ″为汽包内饱和蒸汽密度,kg/m3。
误差分析
   (1)原水位测量装置为老式单室平衡容器,因参比水柱L受环境温度的变化影响较大,造成ρ1也随之变化。正负压取样管路稍有温差,就会对△p产生无法估算的附加差压,引起测量不稳定,零位飘移幅度大。
   (2)由于测量筒内的水温要低于汽包内的水温,其ρ1高于炉水的ρ′,从而使水位低于汽包内的实际水位,因而存在较大的测量误差,而且误差的规律较难掌握。
   (3)从图1不难看出,由于汽包内是具有一定温度和压力的汽及水,它们的ρ′、ρ″是随汽包温度、压力的改变而变化,并且蒸汽的密度ρ″不像空气那样小得可以忽略,因此同样也会引起较大的测量误差。
二、改造方案
    针对原水位测量装置存在的问题,经过多次调研,公司采用了