摘要：介紹了鍋爐暖風(fēng)器疏水箱液位計由過去的單室平衡容器及差壓變送器的測量方式向智能式電容液位計測量方式的改造過程，與同行兄弟單位互相學(xué)習(xí)。

1、概述

錫林熱電廠2×300MW機(jī)組位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特市境內(nèi)，當(dāng)?shù)仄骄０胃叨?88.5m，冬季*低氣溫達(dá)-42℃，夏季*高氣溫為+39℃。一期#1、2鍋爐(型號：HG-1056/17.5-HM35)是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司采用美國ABB-CE公司引進(jìn)技術(shù)設(shè)計制造的，配兩臺300MW空冷發(fā)電機(jī)組的亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐。設(shè)計燃用煤種為褐煤。在鍋爐的*大連續(xù)蒸發(fā)量1 056t/h時，機(jī)組電負(fù)荷為329.635MW；機(jī)組額定電負(fù)荷300MW時，鍋爐的額定蒸發(fā)量為1 007.85t/h。采用中速磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)、四角切圓燃燒、固態(tài)排渣方式。過熱蒸汽溫度采用二級噴水減溫調(diào)節(jié)，再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)方式采用擺動燃燒器調(diào)節(jié)。鍋爐采用全鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架，高強(qiáng)螺栓連接，連接件接觸面采用噴砂處理工藝，提高了連接結(jié)合面間的摩擦系數(shù)，鍋爐為緊身封閉布置結(jié)構(gòu)。

2、暖風(fēng)器系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)

2.1 暖風(fēng)器規(guī)范

2.2暖風(fēng)器疏水?dāng)U容器

2.3暖風(fēng)器疏水泵

3、暖風(fēng)器介紹

3.1 暖風(fēng)器的作用及原理

為了提高進(jìn)入空預(yù)器的二次風(fēng)溫度，以減少由于大量冷風(fēng)進(jìn)入空預(yù)器的受熱面造成結(jié)露、積灰而產(chǎn)生腐蝕，在二次風(fēng)空預(yù)器進(jìn)口處A、B側(cè)各設(shè)置了一臺暖風(fēng)器。在機(jī)組啟動階段，暖風(fēng)器以輔助蒸汽為熱源，對二次風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，在正常運(yùn)行時應(yīng)切至機(jī)組的四級抽汽。從輔汽母管或四級抽汽來的蒸汽通過位于暖風(fēng)器進(jìn)口的調(diào)節(jié)閥后進(jìn)入暖風(fēng)器A、B，疏水排至暖風(fēng)器疏水箱，在通過暖風(fēng)器疏水泵回收至除氧器。

為了在投運(yùn)暖風(fēng)器的初期對暖風(fēng)器進(jìn)行充分的沖洗，設(shè)置了暖風(fēng)器疏水直接排地溝的管路。暖風(fēng)器投運(yùn)時應(yīng)先關(guān)閉疏水至疏水箱的回路，打開直接排地溝閥門，對暖風(fēng)器和有關(guān)管道進(jìn)行沖洗，防止暖風(fēng)器內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)入暖風(fēng)器疏水箱。

暖風(fēng)器投入后，暖風(fēng)器內(nèi)的雜質(zhì)會造成疏水水質(zhì)變差，因此暖風(fēng)器疏水箱疏水直接排地溝。當(dāng)暖風(fēng)器內(nèi)沖洗完成后，將暖風(fēng)器的疏水由直接排地溝切至排疏水箱，對疏水箱進(jìn)行沖洗，疏水箱疏水排地溝。對疏水箱沖洗完成，經(jīng)化驗(yàn)水質(zhì)合格后，疏水可回收至除氧器。與所有的加熱器一樣，蒸汽在凝結(jié)過程中總會產(chǎn)生部分不凝結(jié)氣體，為防止不凝結(jié)氣體的積聚，在暖風(fēng)器疏水箱的頂部至排汽裝置設(shè)置了排汽管路，通過排氣管路上的節(jié)流孔板同排氣裝置相連。在暖風(fēng)器投運(yùn)時應(yīng)確保該回路暢通，以保證暖風(fēng)器能正常疏水，提高暖風(fēng)器的投運(yùn)效果。

3.2 暖風(fēng)器在運(yùn)行中易出現(xiàn)的問題

暖風(fēng)器本身主要是因疏水不暢會導(dǎo)致內(nèi)部積水，從而引發(fā)水擊、噪聲、振動等一系列問題，造成暖風(fēng)器焊縫、漲接處開裂而泄漏。

暖風(fēng)器疏水箱水位計的故障一方面可能會造成疏水箱的滿水甚至向暖風(fēng)器的倒灌，造成暖風(fēng)器水擊和振動的問題；另一方面可能會造成疏水箱無水，導(dǎo)致疏水泵空轉(zhuǎn)危害泵的安全。錫林熱電廠正是由于暖風(fēng)器疏水箱液位計在運(yùn)行中存在問題,才考慮拿出改造方案的。

4、暖風(fēng)器疏水箱液位計改造

4.1 運(yùn)行中存在的問題

用單室平衡容器及差壓變送器的測量方式時，由于平衡容器小，當(dāng)運(yùn)行工況發(fā)生變化時，變送器測得的液位波動很嚴(yán)重，使得暖風(fēng)器疏水箱的液位調(diào)整一直不能投入自動運(yùn)行，運(yùn)行人員需要定時去就地查看水位，雖然沒有導(dǎo)致暖風(fēng)器本身出現(xiàn)問題，但是加大了運(yùn)行人員的工作量。為此提出改造暖風(fēng)器疏水箱液位計。

4.2 原來的暖風(fēng)器疏水箱液位測量方式介紹

自從機(jī)組投入運(yùn)行以來，暖風(fēng)器疏水箱液位一直采用的是單室平衡容器及差壓變送器的測量方式。

4.2.1 單室平衡容器及差壓變送器的測量方式介紹

4.2.1.1 單室平衡容器。單室平衡容器的任務(wù)是測量P-、P+兩側(cè)的壓力值送到差壓變送器。

4.2.1.2 差壓式變送器。差壓式變送器是大型火電機(jī)組上*常用的液位計。它是通過來自雙側(cè)導(dǎo)壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的電信號傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號輸出。

4.2.1.3 單室平衡容器的特點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：①測量偏差小；②信號穩(wěn)定，跟隨及時，能及時的反饋容器內(nèi)的真實(shí)水位；③壽命長。缺點(diǎn)：①受環(huán)境影響較大，參比水柱溫度不均勻，無法實(shí)時量化標(biāo)定；②冬季、夏季，白天照射、環(huán)境風(fēng)向等影響較大；③只有保證參比水柱溫度恒定，才能達(dá)到平衡容器的測量效果。

4.3 改造后的暖風(fēng)器疏水箱液位測量方式介紹

經(jīng)過改造，采用智能電容液位計來測量暖風(fēng)器疏水箱液位。

4.3.1 智能電容液位計工作原理。電容式液位計是根據(jù)電容的變化來實(shí)現(xiàn)液位高度測量的液位儀表，電容式液位計的主要構(gòu)件包括容式物位傳感器和檢測電容的線路。電容式液位計在測量時是將一根金屬棒探入被測量容器的溶液中，將金屬棒作為電容的一*，將容器壁作為電容的另一*。

電容式液位計在工作時，兩個電*之間分別處于兩種介質(zhì)之中，而這兩種介質(zhì)的介電常數(shù)肯定是不同的，液體的介電常數(shù)ε1和氣體的介電常數(shù)ε2之間存在一個差，這樣同一段距離中ε1與ε2的比例不同，加和的結(jié)果也不同。

電容式液位計測量時，假設(shè)ε1>ε2，那么當(dāng)液位升高時，ε1占據(jù)的比例增大而ε2占據(jù)的比例減小，兩個電*之間的總的介電常數(shù)值也就會隨之增大，而電容量也就會相應(yīng)增加，通過對電容量增加值的測算就可以得到液位高度值。

電容液位計的測量主要就是依賴兩個電*之間的電容量變化，也就是說電容液位計的靈敏度是取決于兩個介質(zhì)氣體和液體的介電常數(shù)的差值。電容液位計的測量必須保證兩個介質(zhì)的介電常數(shù)保持一致，否則介電常數(shù)的變化會直接導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。電容液位計的金屬棒電*都覆蓋有絕緣層，這樣可以避免因被測量介質(zhì)具有導(dǎo)電性而產(chǎn)生的測量誤差和安全隱患。電容液位計的體積較小，適用于一些高壓介質(zhì)的液位測量。電容液位計還具有遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié)的配套功能。

4.3.2 智能電容液位計特點(diǎn)。它的主要優(yōu)點(diǎn)為：傳感器無機(jī)械可動部分，結(jié)構(gòu)簡單、可靠；精確度高；檢測端消耗電能小，動態(tài)響應(yīng)快；維護(hù)方便，壽命長。缺點(diǎn)是被測液體的介電常數(shù)不穩(wěn)定會引起誤差。電容式液位計一般用于調(diào)節(jié)池、清水池等的液位測量。

5、改造后的效果

改造后的液位測量，液位數(shù)據(jù)穩(wěn)定準(zhǔn)確，通過對PID控制器的參數(shù)調(diào)整，已經(jīng)投入自動運(yùn)行。通過改造，明顯減少了運(yùn)行人員的勞動量，提高了工作效率。