凝汽器水位测量偏差的原因分析及处理
汽轮机凝汽器液位测量改进方案
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
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。
凝汽器水位测量故障现象与分析
凝汽器水位测量故障现象与分析发布时间：2022-06-27T02:42:58.674Z 来源：《中国电业与能源》2022年第4期作者：刘成华1 [导读] 本文介绍了国产 600MW 机组凝汽器水位常用的测量装置，对测量中所存在的问题进行了总结和分析。
刘成华11.内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司, 内蒙古自治区呼伦贝尔市 021025摘要：本文介绍了国产 600MW 机组凝汽器水位常用的测量装置，对测量中所存在的问题进行了总结和分析。
针对水位测量容易存在偏差的问题，本文给出了两种优化测量方案，采用改进式分段电容液位计和导波雷达测量装置测量，结合作者的经验分别给出了分段式电容液位计的自动补偿原理，导波雷达的测量原理、系统组成进行了介绍，并在现场进行了应用。
实践表明，导波雷达的测量方法效果良好，水位测量值稳定且偏差很小，水位自动控制投入状态良好，测点的可靠性提高，维护工作量减少。
关键词：水位;导波雷达; 偏差; 原因分析; 自动控制中图分类号：TP216+.1引言容器液位测量故障的具体分析方法由于凝汽器的水位异常会对机组造成严重的后果，所以凝汽器水位的测量在电厂运行中是非常重要的参数，保证水位测量的正确对机组的安全运行有重要意义。
本文将分别对水位测量原理、系统组成和产生偏差的原因及处理方法做详细的介绍和讨论。
1 现行凝汽器水位计的测量原理及其局限性1.1设备概况某电厂凝汽器液位采用的是三台北京科普斯特自动化仪表有限公司生产的CPA-3000系列智能产品，一台磁翻式液位做就地指示。
凝汽器的运行主要是检测和维持运行水位，凝汽器输水接纳空间内应预先灌入由储水箱来的凝结水，然后进行在循环，运行时凝汽器热井的正常水位维持在高度2200mm（距离排汽装置底板）附近，此水位能够满足机组最大工况下，疏水空间的凝结水及疏水的容量要求，为了保证安全运行，不允许水位过高或过低，当水位空间超过正常水位范围时，远传液位计就能发出信号，提醒运行人员采取措施予以消除。
循环水温温度偏差分析
#2机凝汽器出水温度偏差原因分析我厂#2机启动进入2010年12月份后，凝汽器A、B侧出水温度间断出现偏差，经过一段时间，凝汽器出水偏差会在很短时间恢复。
一般情况下，A侧温度高于B侧。
出现偏差后，A、B侧凝汽器出水温度偏差介于4-7℃间，同时凝汽器真空会下降1-2Kpa,经查看画面敏感参数综合趋势及检查分析知，在出现偏差及偏差消除前后，一般没有运行操作，其他参数也没有明显变化，#1机组运行中也出现过类似情况，尤其是冬季。
针对偏差产生的原因，发电部组织检查系统，进行了一些调整试验：1、凝汽器水室放空气怀疑凝汽器A、B侧出水偏差由进水室聚集空气造成凝汽器换热不良引起，对A、B侧凝汽器水室进行多次排空气，每次均没有空气排出。
排除凝汽器进水室聚集空气引起循环水出水温度偏差影响。
2、凝汽器A、B侧进水量分配不均在凝汽器出水产生偏差后，对凝汽器两侧进水系统阀门管道进行检查，没有发现进水量分配不均影响因素，另外经过一定时间后，偏差会消失，说明进水分配不均影响也可排除。
3、抽汽系统检查运行中进行了射水抽气器切换，对凝汽器出水温度偏差没有影响，经检查A、B 侧四个抽空气口温度有明显差异，实测为：A侧#1抽汽口温度为10℃左右，#2抽汽口温度为10℃左右，B侧#1抽汽口温度为10℃左右，#2抽汽口温度为18℃左右，针对此情况，我们进行了空气门活动试验，将A侧#2空气门缓慢关闭至全关，机组真空没有明显变化，继续关闭B侧#1空气门至全关，真空没有明显变化，关闭B侧#2空气门时，机组真空开始下降。
说明A侧#1、2空气管、B 侧#1空气管在凝汽器出水温度偏差情况下，可能抽汽量很小。
当凝汽器循环水出水温差消失后，经测量A侧#1、2抽汽口、B侧#1、2抽汽口温度基本为12℃左右，说明四个空气门门芯正常，并不是个别门芯脱落造成。
其他影响凝汽器出水温度偏差原因如凝汽器半边钢管结垢影响、真空严密性影响也都可以排除。
针对是机组真空影响凝汽器出水温度偏差，还是凝汽器出水温度偏差影响机组真空，我们认为是凝汽器出水温度偏差影响机组真空可能性大。
300MW机组凝结器水位异常检测跟踪情况分析
300MW机组凝结器水位异常检测跟踪情况分析磁浮子液位计介绍：又称磁翻柱液位计。
结构基于旁通管原理，主导管内的液位和容器设备内的液位高度一致，根据阿基米德定理，磁性浮子在液位中产生的浮力和重力平衡，浮子浮在液面上，当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合驱动指示器内的红白翻柱翻转180度，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，液位下降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红白界位处容器内介质液位的实际高度，从而显示现象的液位。
一、运行事件经过：负荷211MW，A、B、D磨，汽泵，#1凝泵运行。
凝汽器水位DCS显示880MM，低II值报警，电流32A，变频器开度70，凝结水流量530T/H。
19:15开始加负荷，19:16就地检查发现凝泵声音异常、出口压力波动，检查盘上#1凝结水泵电流上升至53A,变频器开度92.8，凝结水流量536T/H。
凝结水压力一直未增加（除氧器上水门未操作），并发生波动。
DCS上立刻补充到900MM以后，低II值信号消失，凝泵逐渐恢复正常。
就地水位计在DCS水位上升到1000MM仍无变化。
二、运行原因分析：接班凝汽器水位低报压力开关在检修，无参考意义，盘上水位又出现实际水位与显示水位不符，就地水位计没有变化值。
凝汽器水位显示880MM时,实际水位已偏低，造成凝结水泵进空气出力下降，三、检测情况跟踪：1.磁浮子液位计的运行特征：#4机凝结器就地显示水位计，为上、下两个1M左右的水位计组成现成水位标高。
设备使用的是磁浮子翻板液位计，磁浮子翻板液位计面板显示“红色”为水位，“白色”显示无水位，其优点是：显示清晰，有别于传统水位计易结垢显示不清楚，缺点是：组成磁浮子翻板液位计单元的小磁块容易磁性反向，表现为红、白交错的显示情况。
2.进检查测试情况：设备管理部、热机检修热工，对#4机凝结器就地水位计进行检查测试情况如下：1)上、下水位计均由检修唐亮在隔离情况下冲洗，水位计磁浮工作情况正常，有水时显示为“红色”，无水时显示为“白色”。
凝汽器水位测量的改进及新方法
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。
凝汽器端差的原因
凝汽器端差的原因
凝汽器端差是指凝汽器两端所测压力值之差。
主要原因有以下几个方面:
1. 流动摩擦损失
凝汽器内部蒸汽流动会产生一定的摩擦损失,导致端差的存在。
蒸汽流速越高,管路曲折程度越大,摩擦损失就越大,端差也就越大。
2. 凝汽器管束堵塞
如果凝汽器管束严重堵塞,会使蒸汽流动受阻,造成局部流速加快,引起较大的压降。
因此,管束严重结垢或有异物堵塞,都会增大端差值。
3. 凝液头损失
凝汽器出口端存在一定凝液头,会造成相应的静压头损失,从而增大端差。
凝液头越高,端差就越大。
4. 非对称布置
如果凝汽器出入口布置不合理,存在明显的几何非对称性,也会增加局部流动阻力,引起较大端差。
5. 结构缺陷
凝汽器内部如果存在结构畸形或焊缝突起等缺陷,也会使局部阻力增大,从而增大端差。
综合以上因素,控制工艺流程、加强清理和检修,优化结构布置等措施,
都有利于减小凝汽器端差,提高整体运行效率。
凝结器端差处理
凝汽器端差大的原因及处理建议凝汽器的端差的大小与凝汽器冷却水入口温度、凝汽器单位面积蒸汽负荷、凝汽器铜管的表面洁净度，凝汽器内的漏入空气量以及冷却水在管内的流速及流量有关。
一个清洁的凝汽器，在一定的循环水温度和循环水量及单位蒸汽负荷下就有一定的端差值指标，一般端差值指标是当循环水量增加，冷却水出口温度愈低，端差愈大，反之亦然；单位蒸汽负荷愈大，端差愈大，反之亦然。
实际运行中，若端差值比端差指标值高得太多，则表明凝汽器冷却表面铜管污脏，致使导热条件恶化。
一、端差增加的原因有：1、凝汽器不锈钢管水侧或汽侧结垢；2、凝汽器真空系统泄露等原因造成的真空度低；3、冷却水管堵塞换热面积减少；4、凝汽器循环水流量不足压力偏低；5、凝汽器集水井水位高，淹没铜管；6、凝汽器水侧上部积空气未排出；7、抽气器及射水泵出力低。
8、后轴封汽调整不及时造成后轴封供汽过高，造成排气温度高。
建议：根据以上端差增加原因进行排查。
利用停机的机会可进行以下工作：1、利用汽测注水的方法进行真空系统泄漏检查。
2、利用高压清洗设备进行凝结器清理，清理不锈钢管的堵塞及淤泥。
3、检查试验抽气器出力。
运行中可进行：1、如不锈钢管堵塞或有淤泥利用增加胶球冲洗时间的办法进行处理。
2、根据水质情况向在冷却水中加入一些化学药品，以杀死冷却水中的微生物，减少一些澡类物质在传热表面的附着、繁衍；进一步的处理是除去水中的一些盐类物质，减少结垢。
3、如不锈钢管结垢还可用冲金刚砂球的方法处理。
具体办法：每天上午单侧每次加球300个金刚砂胶球冲洗1.5小时，倒另一侧冲洗1.5小时，下午和上午一样，观察端差，如果降到4-5度左右换平时用的胶球冲洗。
注意：如果冲金刚砂胶球收球率必须达到95％以上；不锈钢管落实好确实结垢。
4、抽气器应维持在正常、高效的状态下工作，以使凝汽器中的空气尽量维持在低限。
5、调节好凝结器汽测水位，使水位不能淹没铜管；6、经常打开凝结器检放空气门，检查凝结器水室中是否存有空气。
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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。
对整个测量系统进行了全面排查，对排污门包括排污闷头进行密封处理，对水侧真空侧一次门和所有的焊口用牛油封堵，整个测量简体电涂满了牛油，但水位测量偏差故障依旧存在。
2．2运用理论计算的方法查找故障点
传统的真空查漏的方法并没有查找到故障点，需要依靠更为科学的排查方法。
(1)水位测量的偏差大小同凝汽器的真空度的关系
凝汽器满水的象征：凝汽器热水井水位升高，过冷却度增大，真空逐渐下降。
经过几天的连续观察，发现水位测量的偏差大小同凝汽器的真空度有密切关系，通常机组负荷较低真空度较高时，水位测量的
偏差小；机组负荷较高真空度较低时，水位测量的偏差大。
水位测量值正常数据在～之间。
500mm 1200(2)水位测量的理论计算方法
图二凝汽器水位测量系统示意图水位测量的原理公式如下：
2
2221111H g P H g P ρρ+=+式中，——相应容器中液面上的压力1P 2P (单位：)
Pa ，——相应容器中液体的密度(单
1ρ2ρ位：)
3/m kg ，——相应容器中液体的重力加速
1g 2g 度。
通常整套测量系统若无泄漏或堵塞，则
，，，由此得到21P P =21ρρ=21g g =。
21H H =一般情况下，和这两个参数都是相同ρg 的，只有和可能因测量系统原因会导1P 2P 致不等。
因此可以推导出以下结论：
若，则；若，则
21P P 〉21H H 〈21P P 〈。
21H H 〉(3)排除测量容器真空泄漏的可能
如果测量容器非密封容器，测量系统中有泄漏点，可能存在以下两种情况。
1)当泄漏点在真空侧，测量容器中的水位会始终比凝汽器水位低，即，则
21P P 〈；
21H H 〉2)当泄漏点在水侧，测量容器中的水位则比凝汽器水位高，但较小时，水位偏差大，
2P 较大时，水位偏差小。
这两种情况和图
2P 二显示的凝汽器水位测量值与负荷、真空的关系并不相符，因此可以排除泄漏的可能性。
(4)测量偏差的原因是测量系统真空侧一次门堵塞
计算可知，当比偏大时，
1P 2P kPa 1.0比偏高。
2H 1H mm 100如果，说明测量筒体真空侧一次门21P P ≠不正常，可能被杂质堵塞，当系统真空度降低时，，杂质将一次门通径完全堵住，
21P P 〉导致两侧水面的真空度不同，测量筒体的真空度高；当系统真空度升高到时，杂21P P 〈质被凝汽器侧真空暂时吸开，一次门通径未完全堵住，两侧压力一致，水位测量无偏差。
3处理过程及结果
疏通测量简体真空侧一次门成为解决问题的关键，但运行中将一次门拆开会导致系统真空泄漏，危及机组安全。
受故障现象的启发，既然当系统真空在负荷低时就能将杂质暂时吸开，如果一次门两侧压力偏差更大时，是否就能将杂质永久冲走?将水位变送器拆掉，就能使一次门的一侧暴露在大气压力中，此时再开启一次门，巨大的压差就能达到以上目的，而且这一过程时间很短，不会对系统真空造成威胁。
试验证实，以上方法切实可行，消除了故障点，凝汽器水位测量不再存在偏差，经过多日观察证实故障现象彻底消除。
收稿日期：2010-03-5。