汽轮机凝汽器水位信号测量方法的改进

汽轮机凝汽器液位测量改进方案摘要:通过分析汽轮机凝汽器液位测量中出现的问题，提出改进的方案，介绍测量的原理及测量的优势所在。

关键词:液位测量；差压式液位计；导波雷达物位计1 前言汽轮机凝汽器的任务有两个：一是在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空，以增加汽轮机蒸汽的可用焓降，提高汽轮机的热效率；二是将汽轮机排汽凝结成水，送回锅炉中重复使用。

凝结器的工作是否正常直接影响到汽轮发电机机组的安全运行，而保证凝结器能够正常工作的重要参数就是维持并保证凝结器的水位在规定范围内变化，水位太高或太低都影响到汽轮机组的真空，真空是影响机组经济运行的主要参数之一，真空降低，即排汽压力升高，汽轮机总的焓降将减少，在进汽量不变的情况下，机组压力将下降，如果真空下降时要维持满负荷运行，蒸汽流量必须增加，可能引起汽轮机前几级过负荷。

真空严重恶化时，排汽室温度升高，还会引起机组中心变化，从而产生较大的振动．直接危及到发电机组的安全运行。

由此可见，凝结器水位控制与测量是确保汽轮机组安全运行的关键参数之一。

2 改进的原因汽轮机凝汽器水界面测量在老机组上均采用了差压法测量界面的测量原理，该测量方案使用情况很不理想，测量液面高度由于受负荷变化和漏真空的影响波动较大，与实际液面有较大的误差，难以实现液位的自动控制。

因此该测量方案急待于进一步改进。

3 在用的测量方案的分析老机组汽轮鼓风机凝结水位控制与测量系统中，我们都是采用传统的差压式液位测量的原理进行测量的，其测量原理如图1所示图1 凝汽器水位差压式量原理示意图其测量计算公式为：h=△P／ρgH×100％h---被测液面高度的百分数△P---变送器测量值H---为界面测量范围ρ---凝结水的密度由式中可以看出,在水的密度固定不变的情况下，液面h与△P成线性关系，通过差压变送器测量出△P，即可得出界面的高度。

由于凝结器本体是真空的容器，大家知道，要在真空的容器中引出水位的压差信号,对导压管线、管接件及阀门的密封性能要求是十分严格的,只要有一处密封性能达不到要求，整个测量系统的平衡就无法建立，差压信号就无法得到，即使有差压信号也是虚假的，尤其是在真空状态下，系统的泄漏点是很难查到的,有时一个泄漏点一查就是一两个星期甚至一个月．更有甚者会因找不到泄漏点只好停机组，将整个测量控制系统的管线及阀门全部换掉，这样不仅造成人力和财力的浪费，还不断地威胁着机组的安全运行。

300MW机组凝汽器水位测量探讨摘要：本文介绍了湛江电力有限公司300MW机组凝汽器水位测量不准的主要原因，并根据机组凝汽器实际情况，对凝汽器水位通用测量方法进行了改造，使改造后的凝汽器水位能正常投入运行，保证了机组安全稳定运行。

关键词：凝汽器差压式水位变送器雷达液位计安装一、存在问题及分析湛江电力有限公司四台300MW机组凝汽器水位测量采用传统的差压测量方法，它是利用水位—差压转换原理，将凝汽器内水与正压管水位差通过差压变送器转换为4～20mA标准信号传给DCS系统，由DCS系统通过逻辑计算再标定水位，以实现凝汽器水位的测量，原理如图1：图1 凝汽器水位测量原理图（改造前）按照图1测量凝汽器水位的安装方法，主要存在以下问题：1、凝汽器水位测量取样管路系统为负压系统，若取样管路系统稍有泄漏，凝汽器水位将无法测量，而取样管路系统阀门和仪表的接口多，增加了泄漏的可能性，查找漏点相对较难。

2、凝汽器水位排污系统看起来非常合理，但多次排污后，排污门稍有内漏都会影响到水位测量。

3、凝汽器水位变送器排污后，正压管再累积满水形成恒定正压水柱比较困难。

根据以上分析，造成凝汽器水位测量不准的原因主要是测量系统受真空环境影响所致，只要使用不受真空影响的测量方法，适用水介质，就能准确测量凝汽器水位。

可供选择的设备有超声波液位计、雷达液位计、电接点式液位计等。

二、改造设备选型电接点式液位计有价格便宜，安装简单等优点，但电极容易损坏，重新安装比较困难，容易泄漏，虽然不会影响到水位测量，但会损害凝汽器真空，有害机组运行安全。

超声波液位计的优点比较轻便，在干净环境下测量比较准确，但在密封容器内测量，探头镜片容易受水雾污染，影响测量。

雷达液位计安装简单，维护方便快捷，具有先进电子技术，只要安装准确，测量几乎不受外界影响，缺点就是价格相对较昂贵。

根据查阅的各种液位说明资料和使用情况比较得出：选用雷达液位计相对合适。

三、改造实施我厂分别于2004年、2006年对＃1～＃4机组的凝汽器水位测量进行了改造，效果明显，几乎零维护，不用在考虑真空影响测量的问题，凝汽器水位自动调节也顺利投入，厂家现场技术服务也比较全面。

凝汽器水位测量装置优化摘要：本文介绍了一种凝汽器水位测量装置，包括凝汽器，差压变送器；凝汽器包括装有水的凝气水箱，其技术特点为：凝气水箱的上端面上设有上端口，凝气水箱的下端面上设有下端口，上端口通过正压管连接到差压变送器的正压端，下端口通过负压管连接到差压变送器的负压端，所述负压管包括相连接的竖管段与横管段，竖管段内套接有与之滑动配合的进水管，进水管的的顶端固接有可以浮在水面的浮块，进水管顶端紧靠浮块的位置设有多个与进水管内腔相通的进水口。

优化后新型装置避免了水蒸气、杂质对水位检测的影响，减少了工作人员对装置运维检修的投入，增加了凝汽器水位检测的准确性、稳定性、安全性。

关键词：凝汽器；水位；测量；差压变送器；浮块；1 优化前现状发电厂机组一般安装有凝汽器水位测量测点，采用传统的差压测量方法，利用水位—差压转换原理，将凝汽器内水与正压管水位差通过差压变送器转换为4～20mA标准信号传给DCS系统，由DCS系统通过逻辑计算再标定水位，以实现凝汽器水位的测量，上述方式中，正压管内会进入水蒸气，水蒸气会冷凝到正压管内。

差压变送器另一端连接的负压管需连接在凝汽器罐体的底端才能为差压变送器提供最大的检测量程，冷凝器内液体的杂质会沉淀到底面上，从而对负压管形成阻塞，从而影响装置的使用，凝汽器压差出现大的波动时会损害差压变送器。

2 优化后装置介绍针对上述不足优化了一种凝汽器水位检测装置，本实用新型采用差压测量原理，避免了水蒸气、杂质对水位检测的影响，减少了工作人员对装置运维检修的投入，增加了凝汽器水位检测的准确性、稳定性、安全性。

差压变送器通过正压管、负压管连接到凝汽水箱上，正压管接通凝汽水箱的空气，负压管用于接通凝汽水箱内凝结的水（以下成为水），差压变送器的正压端与负压端在差压变送器内形成压力差数据，工作人员对压力差数据处理即可得到水位数据，竖管段竖直固接在下端口上，竖管段与横管段相连接，横管段连接在差压变送器的负压端上，进水管为竖直管状且滑动套装在竖管段管腔内，进水管的上段部分位于凝汽水箱内，进水管的上端侧壁设有多个进水口，水通过进水管进入到负压管内，进水管的顶端固接有浮块，浮块具备一定的浮力，可以浮在水面上，随着水位变化，浮块始终浮在水面上且水始终可以通过进水口进入到负压管内，进水口能够远离水底位置，防止水底沉积的杂质进入到进水管内造成阻塞而影响差压变送器的使用。

凝汽器水位测量的改进及新方法摘要:论述凝汽器在特殊的工作环境中利用差压变送器测量凝汽器水位所遇到的问题以及相应改进措施，结合目前仍然存在的缺点，通过分析汽轮机凝汽器液面测量中出现的问题，介绍测量的原理及测量的优势所在，选择取适合凝汽器水位实用测量系统。

关键词:凝汽器水位液面测量差压式液位计导波雷达物位计维持汽轮机凝汽器水位在正常允许范围内对确保机组安全、经济运行起到重要作用。

汽轮机凝汽器的任务有两个：一是在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空。

以增加汽轮机蒸汽的可用焓降。

提高汽轮机的热效率；二是将汽轮机排汽凝结成水，送回锅炉中重复使用。

凝结器的工作是否正常直接影响到汽轮发电机的运行。

而保证凝结器能够正常工作的重要参数就是维持并保证凝结器的水位在规定范围变化。

水位太高或太低都影响到汽轮机组的真空，真空是影响机组经济运行的主要参数之一。

由此可见。

凝结器水位控制与测量是确保汽轮机组安全运行的关键参数之一。

无论发生哪种异常工况都会直接影响到机组的经济性和安全性。

在火力发电厂凝汽式机组中，遵循物理学重度测量原理，应用电子式差压变送器测量凝汽器水位一直是普遍采用的方法。

1、水位测量仪表的物理特性用差压变送器测量诸如锅炉汽包水位、汽机高加水位或除氧器水位(测量系统见图1)都是在蒸汽侧信号取样管上安装冷凝器来建立一个恒定的基准压头。

根据热力学原理，冷凝器凝结水的速度与压力容器的工作温度、压力以及环境温度有关。

容器内的压力、温度越高，饱和蒸汽和水的比容越小。

与环境温度相比，压力容器温度越高，冷凝器恒定压头建立的越快、保持得越稳定。

如果承压容器的温度比环境温度高得不多或几乎相等，冷凝器就很难贮存到水或根本不会有水．也就无法产生恒定的压头。

所以，在额定工况下启动锅炉汽包水位表比除氧器水位表要快得多。

与工作在正压的容器不同，汽轮机凝汽器的运行工况有其自身的特殊性，凝汽器内部工质的变化是利用循环冷却水把汽轮机低压缸排汽热量带走，将蒸汽凝结为水的过程．工作压力低于大气压力，也就是我们通常所说的真空状态，因此有两方面的因素对凝汽器水位测量仪表正压侧冷凝器聚集冷凝水造成不利影响。

凝汽器水位测量系统的改进
王全育
【期刊名称】《电力安全技术》
【年(卷),期】2008(010)002
【摘要】凝汽器水位的准确测量对于机组的安全经济运行极为重要,尤其是在机组启停过程中,运行参数变化较大,对水位的严密监视更为重要。

【总页数】2页(P47-48)
【作者】王全育
【作者单位】湛江发电厂,广东,湛江,524099
【正文语种】中文
【中图分类】TK26
【相关文献】
1.汽轮机凝汽器水位测量系统改造 [J], 赵强;贺新民
2.汽轮机凝汽器水位信号测量方法的改进 [J], 袁昕
3.凝汽器与除氧器水位调节模糊控制功能模块的改进 [J], 马燕;王伟
4.凝汽器与除氧器水位调节模糊控制功能模块的改进 [J], 马燕;王伟
5.凝汽器真空测量系统分析与改进 [J], 张海涛
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凝汽器水位测量偏差的原因分析及处理蔺虎（伊犁第二火电厂新疆伊犁835311)摘要：介绍了1次作为真空容器的凝汽器的水位测量偏差缺陷消除的过程。

由于常规的消缺办法无法奏效，通过观察总结出隐含规律，并依据理论分析和公式计算找出故障范围和原因，在不影响机组安全运行的基础上消除了缺陷。

关键词：真空容器；水位测量；泄漏；堵塞真空容器水位的测量容易受到测量环境的影响，是容器水位测量的难点。

发生在伊犁第二火电厂的凝汽器水位测量故障，表现为偏差时大时小，检修人员经过排查分析，最终找到问题的结症。

l 故障现象从2007年6月份起，运行人员发现1号机组凝汽器水位测量系统数值与就地玻璃管水位计不符，通常偏大～不等，100mm 300起初判断是差压变送器测量有偏差，对变送器和测量筒体进行了清洗，重新进行校验投入使用，但问题依旧。

多次现场检查，未发现变送器存在故障，甚至更换新的液位变送器，仍未解决问题。

2故障分析2．1传统的真空查漏根据故障现象，判断是测量装置或测量系统存在问题，还是整套真空系统本身存在问题。

(1)检查凝汽器水位控制系统是否正常运行凝汽器水位有一套独立的放水控制装置，正常放水由安装在凝汽器系统上的凝结水总门控制（如图一所示）。

观察发现就地玻璃管水位计显示液体同水位开关控制过程相符，当液位高至时，凝结水总mm 1200门正常开大；当液位低至时，凝结mm 500水总门关小。

整个控制过程非常有规律，不受负荷及其他外界因素的影响。

至除氧器图一凝汽器水位控制示意图(2)检查测量中可能存在的问题当水位偏差至时，对测量系统mm 300进隔绝，直接测量简体中的水位，结果发现水位确实比就地水位计高出，由此mm 300排除了变送器本身的问题，而考虑为测量系统存在问题。

(3)经验处理根据以往用差压变送器测量水位的经验，我们认为测量系统真空泄漏，以前就一直被这个问题困扰，充满测量管道内的水由于有泄漏点而被凝汽器内的真空吸掉，造成水位测量值偏大。

机组检修后汽包水位实时性准确性研究改进摘要：通过分析锅炉汽包水位的测量方式，从而优化回路，解决运行过程中，水位异常的问题，防止机组因水位测量故障而引起的机组误动，提高机组运行的可靠性。

关键词：差压式水位计，实时性1、概述锅炉汽包水位测量对于锅炉的安全运行极为重要，锅炉运行中，我们是通过水位测量系统来监视和控制汽包水位的。

当汽包水位超出正常运行范围时，报警系统将发出报警信号，保护系统将立即采取必要的保护措施，以确保锅炉和汽轮机的安全。

因此，汽包水位测量系统是锅炉安全运行的极端重要的系统。

2、测量原理分析目前我厂主要采用云母（玻璃）水位计、电接点水位计、差压式水位计三种形式测量锅炉汽包水位。

三种水位测量方式的特点：2.1云母水位计云母水位计是玻璃水位计的一种, 实际上就是一根连通管。

利用优质云母片作观察窗，直观的观察汽包水位，属于直读式液位计。

优点：结构简单直接反映汽包水位，使用直观、方便可靠，在液位测量中得到广泛应用。

缺点：液位显示信号不够清晰只能就地监视不能远传和记录。

2.2电接点液位计利用容器内汽、水介质的电阻率相差极大的性质来测量汽包水位。

在被测液位金属容器上,根据要求的测量范围安装一组电极。

电极均用绝缘材料(常用聚四氟乙烯)与容器绝缘,并用导线与灯泡连接,接上安全电压(36V或24V),电源的另一端与容器相连接.当液位上升到某一电极时, 因被测介质是导电液体,电路形成通路,此电极上的灯泡点亮,从而达到测量液位的目的。

优点：指示值受汽包压力变化的影响较小，并能方便地远传液位信号。

缺点：指示不连续。

2.3差压式液位计压力可用液柱高度来表示；反之，液柱高度(即液位)也可用压力(或差压)来表示。

将液压高度变化转换成差压变化来测量水位，静压液位计就是以这一原理为基础的液位测量仪表。

差压式水位计准确测量汽包水位的关键是水位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平衡容器实现的。

锅炉汽包水位的正确显示是保证机组运行的一项重要指标，我厂三种的汽包水位的测量方式，其中只有差压式水位计能够在集控室准确的监视真实水位。

凝汽器水位测量系统存在问题分析及改进建议作者：潘年涛来源：《科学与财富》2015年第36期摘要：针对某公司2×300MW火电机组汽轮机凝汽器水位经常出现测量误差、异常波动，出现问题后又难以彻底消除等情况进行了分析，找出存在问题的原因所在，并提出针对性的改进建议。

关键词：凝汽器水位差压变送器误差一、概述火力发电机组汽轮机凝汽器水位多数是采用差压式变送器测量，其原理是根据测量汽侧、水侧之间的差压值即水柱的高度的方式来反映凝汽器水位的。

在现场实际使用过程中，这种测量方式存在许多问题，处理起来比较难，主要原因是测量系统所处的工作环境的特殊性，即真空环境，难以彻底解决经常出现的误差大、波动大等问题，给运行人员监视凝汽器水位造成较大的影响，也给凝汽器水位自动调节系统造成较大的偏差，增加检修维护人员的工作量，给机组正常运行带来不安全隐患。

某电厂2×300MW火电机组汽轮机凝汽器水位采用的就是差压式变送器测量方式，在使用过程中存在较多的问题，如二台变送器之间偏差较大，单台变送器出现偏差大及异常波动等情况，虽然每次都做过查漏、用密封胶及油漆密封、排污、注水等，但都收效不大。

问题出在测量系统取样及管道系统结构及安装等方面的不合理性，如果加以适当改进和完善，将会得到明显改善。

二、凝汽器差压式变送器水位测量系统存在问题分析#1、#2机组汽轮机凝汽器差压式变送器水位测量系统如图1、图2所示：存在问题分析：1、#1、#2机凝汽器差压式水位变送器水侧取样点位置不合理，位于凝汽器底部，汽轮机长期运行或凝汽器经过检修以后，凝汽器底部会堆积较多的污泥和金属渣质，这些污泥和金属渣质会慢慢的注入水侧取样口，落进取样管内，并堆积在一次阀门前，时间长了，会慢慢的把水侧取样管堵住，从而导致差压式水位变送器测得的水位值变化越来越缓慢，当取样管完全被堵死后，变送器将无法测得水柱高度的变化。

2、#1机凝汽器差压式水位变送器正负压侧均安装有一个排污门，看似便于排污，实际上在机组正常运行中进行操作时排污效果不佳，反而该排污门时不时的出现内漏情况，发现内漏后只能把出口管口堵死，一般情况是不提倡安装该排污门的。

汽包水位测量系统改进及应用【摘要】本文介绍了金桥热电厂#1炉汽包水位测量改进前后的系统工作原理和特点, 及为解决原系统受汽包压力、环境温度等不确定性较大因素的影响，造成测量误差大且难以补偿及电接点泄漏、云母片结垢的问题而进行的一次测量系统改进及最后的运行效果。

【关键词】汽包；水位；测量；改造0.概述金桥热电厂2×300MW机组工程采用东方锅炉厂生产的DG1025/18.2-Ⅱ6型锅炉，亚临界、一次中间再热、自然循环单汽包、单炉膛、平衡通风，摆动燃烧器四角切园燃烧，固态排渣煤粉炉。

共安装老式单室平衡容器差压式水位计四套、老式电接点水位计和双色水位计各两套。

1.原水位计分析1.1老式单室平衡容器测量误差简要分析正、负压管输出的压差值△P按下式计算：△P=P+-P_=L(ρa-ρs)g-H(ρw-ρs)g式中：ρa——参比水柱(P+侧水柱)的密度ρw——汽包内饱和水密度ρs——汽包内饱和蒸汽密度H——汽包内实际水位这里饱和蒸汽和饱和水的密度（ρs、ρw）是汽包压力Ｐ的单值非线性函数，通过测量汽包压力可以得到，而参比水柱中水的平均密度ρa通常是按50℃时水的密度来计算的，而实际的ρa具有很大的不确定性与50℃时水的密度相差很大是造成测量误差的主要原因之一。

参比水柱平均温度对水位测量的影响表(40℃为基准)从上表可知，如果参比水柱的设定温度值为40℃，当其达到80℃时，其水位测量附加正误差33.2mm；当参比水柱温度达到130℃时，其水位测量附加正误差高达108mm。

老式单室平衡容器结构和安装上存在问题，正压管由底部垂直向下引出，造成参比水柱自上而下较大的温差，参比水柱温度不确定会造成较大测量误差。

虽然对原差压水位计进行过技术修正，但由于原来的整个水位测量系统均存在问题，没有准确可信的现场基准水位计可依据，因而其修正也是盲目的。

存在严重的事故隐患。

1.2老式连通器原理水位计测量误差简要分析联通管式水位计的显示水柱高度H’可按下式计算：H’=■=H式中H——汽包实际水位高度H’——水位计的显示值ρs——汽包内饱和蒸汽密度ρw——汽包内饱和水密度ρa——水位计测量管内水柱的平均密度由于水位计管内的凝结水置换较慢，温度低于汽包内饱和水的温度较多，因此，ρa比ρw大的多，水位计示值偏差：△H=H’-H=-■H由上式可以看出，原老式电接点、云母汽包水位计显示的水柱值不仅低于锅炉汽包内的实际水位较大，而且受汽包内的压力、水位、压力变化速率以及水位计环境条件等诸多因素影响，水位计显示值和汽包内实际水位间不是一个确定的、一一对应的关系，而这一偏差在汽包零水位时可达50-200mm，就是同一台无盲区云母水位计的两个测量管中的水位在0水位附近相差10-20mm，水位越高误差越大，水位越低误差越小。