摘要：本文主要介绍了原上水封系统存在的主要问题，及针对问题提出的解决方案，并对新改造的上水封液位计进行选型研究。
关键词：渣水系统；改造；上水封；液位计
Improvement of water seal system and selection of liquid level gauge on slag remover
Che Jin Gang¹
（1、Jiangsu Datang International Lvsigang Power Generation CO.LTD）
Abstract：This paper introduces the main problems existing in the original water seal system and the solution to the problem.The solution to the problem is put forward and the type selection of the newly modified upper water seal level meter is studied.
Keywords：Residual water system，modification，upper water seal，liquid level meter
1 原渣水系统及存在问题概述
1.1 原渣水系统概述
锅炉燃烧产生的炉渣由刮板捞渣机送至渣仓，通过气动排渣门由汽车运走，而水冷壁与冷灰斗处水封溢水先通过捞渣机上槽体溢流入沉淀水池，再流入缓冲水池，缓冲水池里的水通过渣水循环泵又输送回水冷壁与冷灰斗处水封，再流入捞渣机上槽体。为防止管路结垢堵塞，保证水温符合要求，渣水送回水冷壁与冷灰斗处水封前依次通过自清洗过滤器、渣水换热器。海水升压泵输送海水进入渣水换热器冷却渣水。沉淀水池积灰渣多，通过排污泵、搅拌器定期将渣水送入捞渣机上槽体。渣仓区排污泵则将渣仓区冲洗水送入捞渣机上槽体。渣水基本处在一个闭合系统里不断循环流动。另外，考虑渣水蒸发、炉渣带水、水温控制、循环泵轴封冷却等因素，渣水系统设有工业水管道，用于补水及冷却。当补水设置不当时循环过程中会造成渣水溢流出回水池，排放出的废水对环境造成一定的影响。渣水系统图见图1
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1.2 原渣水系统存在的问题
1.2.1 系统设计先天不足，渣水基本处在一个闭合系统里不断循环流动，未设置阻垢剂添加装置，也无法定期酸洗，因此管道、渣水循环泵、沉淀水池、缓冲水池、水冷壁与冷灰斗处水封槽结垢严重。
1.2.2 缓冲水池积渣结垢，导致该水池容量急剧下降、渣水循环泵入口底阀经常堵塞。渣水循环泵因此无法运转，系统趋于瘫痪。
1.2.3 管道系统结垢后，通流面积必然减少，输送回水冷壁与冷灰斗处水封的渣水量也会减少，严重时甚至无渣水送回。捞渣机上槽体因得不到渣水补充，水位持续下降，如果此时运行人员未发现、没有及时补充工业水，必将导致炉底液压关断门与上槽体水封被破坏，后果严重。事实上，这一问题在三台锅炉上前后出现过四次，造成锅炉排烟温度异常升高，严重影响了锅炉的安全稳定运行。
1.2.4 捞渣机上槽体一侧有溢流堰，一旦该处结垢堵塞，渣水就无法正常溢流进入沉淀水池，而是在上槽体累积，如再加上工业水根据系统温度定期补水，上槽体水位有时上升较快无法有效控制。于是，渣水直接溢到锅炉零米，影响了现场文明生产。
由此可见，渣水系统的缺陷发生率很高，这大大增加了日常维护工作量。一段时间以来，该系统的缺陷甚至占到整个锅炉缺陷的50%多，因此，亟待改造。
2 渣水系统改造
原渣水系统缺陷频发，究其原因主要是原系统基本是一个闭合系统，渣水在系统里不断循环流动，容易积渣结垢。因此，改造以改善系统水质为方向。同时，为确保改造后新系统的可靠性，主要做了以下三方面的工作。
2.1 水冷壁与冷灰斗处水封改造
2.1.1 彻底清理水封槽内所积渣垢。
2.1.2 将水封槽注水由渣水循环泵来水改为工业水，工业水取自捞渣机工业水补水母管。母管上开孔，依次焊接短管，安装DN50 注水手动门、注水电动门各1 个，其中，手动门常开。至水封槽高度，拆除原渣水环形支母管、注水门、注水支管，安装新的DN50 工业水环形支母管，并在1 号角、3 号角位置各引出1 根DN25 注水管。
2.1.3 在水封槽的1、3 号角位置分别焊接安装1 个宽400mm×长600mm×高800mm 水槽，它们与整个水封槽是连通的，在其上部安装液位计用于监视水封槽水位，并与DN50 注水电动门做联锁：水位低于300mm 联开电动门；水位高于500mm 联关电动门，以完成一次注水过程，其目的是确保水冷壁与冷灰斗处水封完好且不溢流。
2.1.4水封槽原排污管疏通。
2.2 捞渣机上槽体改造
2.2.1 在捞渣机上槽体水平段头部、尾部安装液位计，标高一致。
2.2.2 为控制补水速度，将捞渣机工业水补水管路由原先的通径DN100 减小为DN65，并依次安装DN65 手动门、电动门各1 台，其中，手动门常开。将电动门与捞渣机上槽体水位做开关联锁：水位1.95m联开电动补水门，2.15m 联关电动补水门，其目的是确保炉底液压关断门与上槽体水封完好且不溢流。
2.2.3 在捞渣机上槽体安装温度计，并在DCS 中能监视到上槽体水温，以确认是否需要额外补水。
2.2.4 捞渣机上槽体水位、水冷壁与冷灰斗处水封水位、补水电动门开关状态均能在DCS 中进行监视。
2.3 上水封液位测量装置
在超超临界直流锅炉水封槽的1、3 号角位置分别焊接安装1 个宽400mm×长600mm×高800mm 水槽，它们与整个水封槽是连通的，在其上部安装液位计用于监视水封槽水位，并与DN50 注水电动门做联锁：水位低于300mm 联开电动门；水位高于500mm 联关电动门，以完成一次注水过程，其目的是确保水冷壁与冷灰斗处水封完好且不溢流。
水封液位计就安装在水封槽的1、3号角焊接的宽400mm×长600mm×高800mm 水槽，安装位置狭小，且环境恶劣，锅炉运行时液位计水槽上方发生很大沉降，不利于安装高出水槽很多的液位计，下面在现场试验了几种液位计，最终确定适合上水封测量的液位装置。
2.3.1 非接触式仪表
（1）超声波液位计
超声波物位计工作原理是由超声波换能器（探头）发出高频脉冲声波遇到被测物位（物料）表面被反射折回反射回波被换能器接收转换成电信号，声波的传播时间与声波的发出到物体表面的距离成正比。超声波液位计虽能解决了冲渣水水质差的难题，工作稳定、可靠，是测量液位的理想仪表。但超声波液位计在安装时有特殊要求，现场捞渣机水封槽上方有大量的管道、支撑架等障碍物，无法满足超声波液位计安装要求，而且价格昂贵（大约17000 元）因此从实用、经济的角度来说超声波液位计不适用。
2.3.2 接触式仪表
（1）投入式液位计变送器
投入式液位变送器有价格低、工作稳定可靠、安装维护方便、同时又能适应水池的特殊环境等优点。它的安装方式是：将变送器探头经过保护套管直接投入到水池底部。工作原理如图3所示
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图3 投入式液位计
当水位发生变化时，探头压力感应膜片将做相应的位移变化，使变送器输出标准电流（4～20 mA）信号传递到智能数显表，由智能数显表显示出水池实际水位情况。但由于冲渣水温度高（约80℃），使仪表探头电器元件加速老化。由于渣水杂质较多，使探头压力感应膜片表面快速结垢，而改变原有的机械特性，随着时间的延长，这种现象越来越严重，仪表的稳定性、可靠性、准确性就越来越差。由于矿渣沉淀物多，在大约三个月的时间里将探头掩埋，在探头掩埋初期，使仪表的测量显示值滞后于实际水位的变化，到中后期由于沉淀后矿渣板结密度越来越大，将探头进口处完全堵塞，致使水位变化信息无法传递到探头压力感应膜片上，使投入式液位变送器完全丧失功能而报废。
（3）磁致伸缩液位计
由于上水封的水槽只为宽400mm×长600mm×高800mm，且上水封量程不足1米，需要较高的精度，而磁致伸缩液位计适合于高精度要求的液位测量，精度达到1mm，最新产品精度已经可以达到0.1mm，非常适合上水封的测量。
3 结论
通过对渣水系统改造，缺陷明显减少，对检修人员的维护量大大减低，同时减少了设备的维护费用；而上水封液位计的正确选型，对上水封系统的安全运行至关重要，保证日后上水封系统的安全可靠。
参考文献：
[1]超超临界直流锅炉渣水系统改造【J】陈捷，科技视界，2013
作者简介：
车金刚（1986.04-），性别：男，籍贯：辽宁，学历：本科，职称：工程师，研究方向：火力发电厂热工控制与维护。
论文作者:车金刚
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
标签：水封论文; 水位论文; 水系论文; 水池论文; 液位计论文; 机上论文; 系统论文; 《电力设备》2019年第21期论文;