赵秀鹏
濮阳宏业生物质能有限公司 河南省濮阳市 456750
摘要：以高温高压生物质直燃流化床汽包液位计为例分析水位计工作原理，特别是电接点液位计常见故障及原因，并重点对电接点水位计运行稳定性的影响因素进行分析，特别不易为人注意的水、汽侧导管的影响，并提出解决问题办法，付诸于实践成功解决该问题。
关键词：安全附件;汽包水位计：工作原理：锅炉监察规程：影响因素和故障原因分析探讨与实践;导气管
菏泽鲁华华成生物电力有限公司1×30MW发电项目，配套130t/h高温高压流化床锅炉。该项目于2018年12月29日并网发电。在试运行及之后很长一段时间，电接点液位计、差压液位计处于失效状态，双色水位计由于受光源和摄像等影响，在集控室观察水位也极为困难，极大影响了锅炉安全运行，为此，做了大量工作才是问题得以解决。
该锅炉汽包内径Ф1600mm，厚度为90mm，封头厚度为90mm，筒身长约10200mm，全长约 12850 mm，材料为P355GH。汽包正常水位在汽包中心线以下180mm，最高水位和最低水位离正常水位各50mm。汽包内采用单段蒸发,系统布置有旋风分离器、清洗孔板和顶部百叶窗等内部设备。沿汽包筒壁长度方向设置有两套双色液位计于汽包两端；与之相邻布置有两台电接点液位计；在汽包中间布置有智能液位计；在其两侧布置有两台差压液位计。
汽包液位计是锅炉三大安全附件之一，水位计不准确，可能导致水位事故发生，造成人身、设备安全事故。所以，无论工业锅炉还是电站锅炉，无论多少压力等级锅炉，都对锅炉水位计有明确的设计、使用要求。特别是电站锅炉由于其容量大、投资大、损坏后果严重，对水位计更是要求严格。火电厂典型运行规程大量篇幅叙述有关水位、水位计内容；典型运行规程在运行调整任务部分，又将水位调整放在所有调整任务的首位；并有专门篇章说明水位计运行规范；在事故处理规程中更有满水、缺水事故的原因分析和处理方法。在防止电力生产重大事故的二十五项重点要求中，更是不厌其烦叙述十八条有关水位计的设计、安装、使用要求。《全国地方小型火力发电厂锅炉 运行规程》、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《电站锅炉技术条件》GB T 34348-2017、电力工业锅炉监察规程等规范都对锅炉汽包水位计有要求规范。
汽包液位计原理
4、电接点液位计
电接点水位计的工作原理是：根据蒸汽和水的导电性能不同，蒸汽阻值大、导电性能差，水的阻值小、导电性能好。在量筒上布置电极通电后蒸汽侧不导通，水侧阻值小导通，以此来放映汽包水位。
电极连接电缆：电极通过耐高温的PTFE绝缘镀镍电缆连接电极和电极控制器，电缆长度为4m或者10m，最长提供30m电缆。所有线芯都采用颜色编码以便于安装，所有电缆都在一端使用环形压接端子。
电极控制器：锅炉汽包侧面的测量筒上安装了6-48个电极探头，每个电极都连接自己的感应电路，测量结果显示在现场或远传显示器上。电极测量位置按照用户的要求布置。
运行现状
电接点水位计失效表现为在锅炉启动初期还能作为参照，随着负荷增加接点跳动、呈现不连续状，有时显示液位的绿点会跳动到蒸汽空间，一会显示蒸汽的红点会跳动到液体空间。
开始我们怀疑方向在炉水水质，可能是炉水有轻微的汽水共腾现象导致水位计异常，正好当时饱和蒸汽品质有些问题，给我们提供了肯定佐证。加大炉水取样化验频次、更换磷酸三钠药品，由工业级升至试剂级，问题没有解决；怀疑酸洗后钝化有问题等化学方面，后来经过论证都一一推翻。排除过化学原因后，在水位计本身查找问题，更换电极、增加电极电阻还是于事无补；汽测导管管径、长度、安装坡度核查没有问题，导管没有堵塞物，调整汽水侧阀门开度没有明显变化；先后三次更换电接点量筒，怀疑电接点传输导线受干扰，更换屏蔽线，也还是无济于事；甚至购买磁翻板液位计装在电接点位置，水位显示仍不正常；怀疑受入炉燃料连续性影响，锅炉负荷波动频繁，更换流动性好的生物质燃料稳定锅炉负荷电接点显示还是跳动；怀疑汽水分离器脱落，检修期间打开汽包发现只有一只脱落，检修后启动还是电接点液位计不能使用。
我们深知水位计的准确性对锅炉安全运行的重要性,运行安全性和责任心无时不在提示我们必须行办法将水位缺陷计处理掉，不能放弃。向锅炉厂发函寻求解决办法，锅炉厂说他们生产的上百台锅炉都没有出现此类现象，水位计问题一度使我们全厂上下迷茫。
向网络学习，网络像浩瀚的知识海洋，人才济济、问题千奇百怪，在网上寻求解决办法可能是一个良策。先后对《汽包水位晃荡机理辨识及智能预测》、《锅炉汽包液位完美解决方案》，《锅炉汽包液位检测与控制》等数十篇论文进行研究，仍未能找到解决问题的有效途径。
一次偶然的机会，湖北宏远仪表制造股份有限公司上门推销HYU-GD-6-670磁悬浮电子双色液位计，想试验水位计效果，2019年3月签订协议并安装试验，结果红绿点不规则排列。销售人员回厂与技术人员探讨磁悬浮电子双色液位计失效原因，4月份提出改变磁悬浮电子双色液位计安装位置方案，将安装在原电结点位置的水位计通过三通安装于就地玻璃板双色液位计处。经过研究我们同意了该实验方案，办理工作票后，在汽包左侧就地水位计汽测、水侧导管阀门出口增加三通，一路接玻璃板双色液位计，一路接宏远磁悬浮电子双色液位计，当天试验成功，磁悬浮电子双色液位计显示十分清晰，上部汽测显示红色、下部水侧显示绿色，我们为之鼓舞欢欣。增添了我们继续探讨究竟的动力，该试验的成功为我们提供了解决问题的方向——汽包中间位置可能存在剧烈扰动，影响汽包水位计正常工作。
再次从水位计设计源头查找问题原因。终于在电力行业热工自动化标准化技术委员会标准DRZ/T01-2004中找到了解决问题的答案。该标准的第4条叙述到：取样孔尽量避开汽包内汽水工况不稳定区，若不能避开时，应在汽包内取样管口加装稳流装置。应优先选用汽水流动稳定的汽包端头的测孔或将取样口从汽包内部引致汽包端头。电极式水位计测量装置的取样孔应避开炉内加药硬性较大区域。
宏远水位计移动位置后水位显示正常，说明汽包两端蒸汽流动平稳，装在汽包中间的三种水位计失准、失效，可能蒸汽侧开孔位置或内部导管失当。
六月份机组临修，我们再次打开汽包人孔内部检查，只在汽包两端发现双色水位计汽测、水侧导管；中间五套水位计发现水侧导管，并附有稳流装置，但没有看到汽测导管。在汽侧导管高度有一隔板布置在每两个汽水分离旋风子间，正好将汽测导管屏蔽起来，这或许是水位计不能正常工作的原因所在。于是决定在隔板上开孔，将五台水位计汽测导管分别引致汽包两端，中间靠旋风子夹套箱作为支撑，研究方案后马上进行实施。
锅炉启动后，电接点水位计显示正常，变动锅炉负荷，水位计显示基本不受影响。我们将近一年工作辛劳终于达到回报，我们悬着的心终于可以平静下来了，在生产实践中我们通过摸索解决了有关电厂安全的重大问题，同时这种寻求问题的解决方法。也为我们处理以后生产中发生的种种问题提供了思路——追根朔源，从生产工艺、从设计规范和标准排查问题，是一种解决问题的有效途径。