摘要：介紹了鍋爐暖風(fēng)器疏水箱液位計(jì)由過去的單室平衡容器及差壓變送器的測(cè)量方式向智能式電容液位計(jì)測(cè)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(hào)：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(jì)制造的，配兩臺(tái)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(jì)燃用煤種為褐煤。在鍋爐的*大連續(xù)蒸發(fā)量1 056t/h時(shí)，機(jī)組電負(fù)荷為329.635MW；機(jī)組額定電負(fù)荷300MW時(shí)，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(jí)噴水減溫調(diào)節(jié)，再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)方式采用擺動(dòng)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(tái)暖風(fēng)器。在機(jī)組啟動(dòng)階段，暖風(fēng)器以輔助蒸汽為熱源，對(duì)二次風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，在正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)切至機(jī)組的四級(jí)抽汽。從輔汽母管或四級(jí)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(duì)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(shí)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(duì)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(huì)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(duì)疏水箱進(jìn)行沖洗，疏水箱疏水排地溝。對(duì)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(huì)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(shí)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(huì)導(dǎo)致內(nèi)部積水，從而引發(fā)水擊、噪聲、振動(dòng)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(jì)的故障一方面可能會(huì)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(dòng)的問題；另一方面可能會(huì)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(jì)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(jì)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(cè)量方式時(shí)，由于平衡容器小，當(dāng)運(yùn)行工況發(fā)生變化時(shí)，變送器測(cè)得的液位波動(dòng)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(dòng)運(yùn)行，運(yùn)行人員需要定時(shí)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(jì)。

4.2 原來的暖風(fēng)器疏水箱液位測(cè)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(cè)量方式。

4.2.1 單室平衡容器及差壓變送器的測(cè)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(cè)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(jì)。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(cè)量元件上，測(cè)量元件將測(cè)得的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。

4.2.1.3 單室平衡容器的特點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：①測(cè)量偏差小；②信號(hào)穩(wěn)定，跟隨及時(shí)，能及時(shí)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(shí)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(cè)量效果。

4.3 改造后的暖風(fēng)器疏水箱液位測(cè)量方式介紹

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

4.3.1 智能電容液位計(jì)工作原理。電容式液位計(jì)是根據(jù)電容的變化來實(shí)現(xiàn)液位高度測(cè)量的液位儀表，電容式液位計(jì)的主要構(gòu)件包括容式物位傳感器和檢測(cè)電容的線路。電容式液位計(jì)在測(cè)量時(shí)是將一根金屬棒探入被測(cè)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(jì)在工作時(shí)，兩個(gè)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(gè)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(jì)測(cè)量時(shí)，假設(shè)ε1>ε2，那么當(dāng)液位升高時(shí)，ε1占據(jù)的比例增大而ε2占據(jù)的比例減小，兩個(gè)電*之間的總的介電常數(shù)值也就會(huì)隨之增大，而電容量也就會(huì)相應(yīng)增加，通過對(duì)電容量增加值的測(cè)算就可以得到液位高度值。

電容液位計(jì)的測(cè)量主要就是依賴兩個(gè)電*之間的電容量變化，也就是說電容液位計(jì)的靈敏度是取決于兩個(gè)介質(zhì)氣體和液體的介電常數(shù)的差值。電容液位計(jì)的測(cè)量必須保證兩個(gè)介質(zhì)的介電常數(shù)保持一致，否則介電常數(shù)的變化會(huì)直接導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。電容液位計(jì)的金屬棒電*都覆蓋有絕緣層，這樣可以避免因被測(cè)量介質(zhì)具有導(dǎo)電性而產(chǎn)生的測(cè)量誤差和安全隱患。電容液位計(jì)的體積較小，適用于一些高壓介質(zhì)的液位測(cè)量。電容液位計(jì)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(jì)特點(diǎn)。它的主要優(yōu)點(diǎn)為：傳感器無機(jī)械可動(dòng)部分，結(jié)構(gòu)簡單、可靠；精確度高；檢測(cè)端消耗電能小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；維護(hù)方便，壽命長。缺點(diǎn)是被測(cè)液體的介電常數(shù)不穩(wěn)定會(huì)引起誤差。電容式液位計(jì)一般用于調(diào)節(jié)池、清水池等的液位測(cè)量。

5、改造后的效果

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