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锅炉暖风器疏水箱液位计测量方式的改造过程

发布时间:2018-07-06   点击次数:

摘要:介绍了锅炉暖风器疏水箱液位计由过去的单室平衡容器及差压变送器的测量方式向智能式电容液位计测量方式的改造过程,与同行兄弟单位互相学习。
1、概述
锡林热电厂2×300MW机组位于内蒙古自治区锡林浩特市境内,当地平均海拔高度988.5m,冬季最低气温达-42℃,夏季最高气温为+39℃。一期#1、2锅炉(型号:HG-1056/17.5-HM35)是哈尔滨锅炉厂有限责任公司采用美国ABB-CE公司引进技术设计制造的,配两台300MW空冷发电机组的亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉。设计燃用煤种为褐煤。在锅炉的最大连续蒸发量1 056t/h时,机组电负荷为329.635MW;机组额定电负荷300MW时,锅炉的额定蒸发量为1 007.85t/h。采用中速磨煤机直吹式制粉系统、四角切圆燃烧、固态排渣方式。过热蒸汽温度采用二级喷水减温调节,再热蒸汽温度调节方式采用摆动燃烧器调节。锅炉采用全钢结构构架,高强螺栓连接,连接件接触面采用喷砂处理工艺,提高了连接结合面间的摩擦系数,锅炉为紧身封闭布置结构。
2、暖风器系统技术数据
2.1 暖风器规范
2.2暖风器疏水扩容器

2.3暖风器疏水泵
3、暖风器介绍
3.1 暖风器的作用及原理
为了提高进入空预器的二次风温度,以减少由于大量冷风进入空预器的受热面造成结露、积灰而产生腐蚀,在二次风空预器进口处A、B侧各设置了一台暖风器。在机组启动阶段,暖风器以辅助蒸汽为热源,对二次风进行预热,在正常运行时应切至机组的四级抽汽。从辅汽母管或四级抽汽来的蒸汽通过位于暖风器进口的调节阀后进入暖风器A、B,疏水排至暖风器疏水箱,在通过暖风器疏水泵回收至除氧器。
为了在投运暖风器的初期对暖风器进行充分的冲洗,设置了暖风器疏水直接排地沟的管路。暖风器投运时应先关闭疏水至疏水箱的回路,打开直接排地沟阀门,对暖风器和有关管道进行冲洗,防止暖风器内的杂质进入暖风器疏水箱。
暖风器投入后,暖风器内的杂质会造成疏水水质变差,因此暖风器疏水箱疏水直接排地沟。当暖风器内冲洗完成后,将暖风器的疏水由直接排地沟切至排疏水箱,对疏水箱进行冲洗,疏水箱疏水排地沟。对疏水箱冲洗完成,经化验水质合格后,疏水可回收至除氧器。与所有的加热器一样,蒸汽在凝结过程中总会产生部分不凝结气体,为防止不凝结气体的积聚,在暖风器疏水箱的顶部至排汽装置设置了排汽管路,通过排气管路上的节流孔板同排气装置相连。在暖风器投运时应确保该回路畅通,以保证暖风器能正常疏水,提高暖风器的投运效果。
3.2 暖风器在运行中易出现的问题
暖风器本身主要是因疏水不畅会导致内部积水,从而引发水击、噪声、振动等一系列问题,造成暖风器焊缝、涨接处开裂而泄漏。
暖风器疏水箱水位计的故障一方面可能会造成疏水箱的满水甚至向暖风器的倒灌,造成暖风器水击和振动的问题;另一方面可能会造成疏水箱无水,导致疏水泵空转危害泵的安全。锡林热电厂正是由于暖风器疏水箱液位计在运行中存在问题,才考虑拿出改造方案的。
4、暖风器疏水箱液位计改造
4.1 运行中存在的问题
用单室平衡容器及差压变送器的测量方式时,由于平衡容器小,当运行工况发生变化时,变送器测得的液位波动很严重,使得暖风器疏水箱的液位调整一直不能投入自动运行,运行人员需要定时去就地查看水位,虽然没有导致暖风器本身出现问题,但是加大了运行人员的工作量。为此提出改造暖风器疏水箱液位计。
4.2 原来的暖风器疏水箱液位测量方式介绍
自从机组投入运行以来,暖风器疏水箱液位一直采用的是单室平衡容器及差压变送器的测量方式。
4.2.1 单室平衡容器及差压变送器的测量方式介绍
4.2.1.1 单室平衡容器。单室平衡容器的任务是测量P-、P+两侧的压力值送到差压变送器。
4.2.1.2 差压式变送器。差压式变送器是大型火电机组上最常用的液位计。它是通过来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上,通过膜片内的密封液传导至测量元件上,测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器,经过放大等处理变为标准电信号输出。
4.2.1.3 单室平衡容器的特点。优点:①测量偏差小;②信号稳定,跟随及时,能及时的反馈容器内的真实水位;③寿命长。缺点:①受环境影响较大,参比水柱温度不均匀,无法实时量化标定;②冬季、夏季,白天照射、环境风向等影响较大;③只有保证参比水柱温度恒定,才能达到平衡容器的测量效果。
4.3 改造后的暖风器疏水箱液位测量方式介绍
经过改造,采用智能电容液位计来测量暖风器疏水箱液位。
4.3.1 智能电容液位计工作原理。电容式液位计是根据电容的变化来实现液位高度测量的液位仪表,电容式液位计的主要构件包括容式物位传感器和检测电容的线路。电容式液位计在测量时是将一根金属棒探入被测量容器的溶液中,将金属棒作为电容的一极,将容器壁作为电容的另一极。
电容式液位计在工作时,两个电极之间分别处于两种介质之中,而这两种介质的介电常数肯定是不同的,液体的介电常数ε1和气体的介电常数ε2之间存在一个差,这样同一段距离中ε1与ε2的比例不同,加和的结果也不同。
电容式液位计测量时,假设ε1>ε2,那么当液位升高时,ε1占据的比例增大而ε2占据的比例减小,两个电极之间的总的介电常数值也就会随之增大,而电容量也就会相应增加,通过对电容量增加值的测算就可以得到液位高度值。
电容液位计的测量主要就是依赖两个电极之间的电容量变化,也就是说电容液位计的灵敏度是取决于两个介质气体和液体的介电常数的差值。电容液位计的测量必须保证两个介质的介电常数保持一致,否则介电常数的变化会直接导致误差的产生。电容液位计的金属棒电极都覆盖有绝缘层,这样可以避免因被测量介质具有导电性而产生的测量误差和安全隐患。电容液位计的体积较小,适用于一些高压介质的液位测量。电容液位计还具有远传和调节的配套功能。
4.3.2 智能电容液位计特点。它的主要优点为:传感器无机械可动部分,结构简单、可靠;精确度高;检测端消耗电能小,动态响应快;维护方便,寿命长。缺点是被测液体的介电常数不稳定会引起误差。电容式液位计一般用于调节池、清水池等的液位测量。
5、改造后的效果
改造后的液位测量,液位数据稳定准确,通过对PID控制器的参数调整,已经投入自动运行。通过改造,明显减少了运行人员的劳动量,提高了工作效率。

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