（河北大唐国际王滩发电有限责任公司 河北唐山 063000）
摘要：高压加热器水位控制系统作为主要的辅助设备，其对锅炉的给水进行加热通过省煤器直至供给汽包，给水温度的恒定，直接关系到锅炉的热效率。某电厂全部机组采用的加热器型式为卧式表面凝结型换热器，结合某电厂为例，对电厂高压加热器液位测量与水位控制进行了论述分析。
关键词：高压加热器；液位测量；水位控制
1加强电厂高压加热器水位控制的意义
电厂高压加热器运行时保持一定的水位，对其安全、经济运行非常重要。水位过低会使蒸汽进入疏水冷却段，使疏水温度升高，影响下一级加热器的抽汽流量，使加热器性能恶化，机组效率下降。水位过高使更多的传热管子浸没在水中，加热面积减少，使给水温度降低，影响加热器效率。加热器在过高水位运行，可能造成水倒冲到汽缸内，引起水冲击，危及汽轮机运行的安全，因此必须对电厂高压加热器水位加强控制。
2电厂高压加热器的分析
结合某电厂对高压加热器进行分析，其是电厂给水回热系统的主要设备，某电厂高压加热器均为同一家电气设备厂生产，结构基本相同。加热器所输入的加热蒸汽均来自汽轮机各中间级抽出，因压力不同，由高压至低压分置8级。除第4段抽出的蒸汽至除氧器（除氧器属于混合式加热器），其余各级加热器均属于表面式加热器。1-3号为高压加热器，5-8为低压加热器。高压加热器在给水管系方面配有进水阀、出水阀和旁路阀，某电厂高压加热器的给水侧配有大旁路，进口为一只电动三通阀，出口为一电动截止阀，三通阀的采用使操作更加简便。大旁路的采用使高压加热器解列时同时切除三台，不能有单独的高压加热器运行。在抽汽管系方面每个加热器都配有从汽轮机某级来的电动截止阀和气动的抽汽逆止门，可起到双重保护，防止汽机突然甩负荷时引起抽汽管系的冷凝水或加热器内水位过高使汽轮机本体进水，导致叶片损坏或大轴弯曲、汽轮机超速等。是汽轮机防进水保护的重要设备。在加热器疏水方面每个加热器都配有两种疏水门，一种是控制加热器中疏水逐级自流的正常调节门；一种是事故疏水门，其疏水直接排向高低压侧凝汽器。事故疏水门一般都配有快开电磁阀，当水位到高二值时电磁阀断电快开阀门，使水位快速降低，当水位正常时也可做为备用的调节阀使用。每台高压加热器壳体内都设置有过热蒸汽冷却段、凝结段和疏水冷却段。加热器的采用大幅提高了进炉的给水温度，增加锅炉的效率。
3电厂高压加热器液位测量的分析
3.1高压加热器液位测量的分析。某电厂的三台高压加热器均为同一家公司设计生产，每台高压加热器安装有三台液位高保护开关，分别设置为1个高二值，2个高三值，高一值通过高压加热器液位模拟量示值截取。液位开关为进口的SOR液位开关，1号高压加热器的3台液位开关为卧式，2、3号高压加热器的液位开关为立式。机组投产以来，发现高压加热器水位高保护采用SOR液位开关的方式，存在诸多的弊端。首先，由于高压加热器运行的温度很高，液位罐内介质温度长期处于270度左右，很容易造成里面的浮子发生热变形，导致上下浮动不灵敏、卡涩。同时液位组件属于精密元件，在长期高温环境下，元件的性能会下降，很容易造成保护拒动和误动，造成不可挽回的设备事故。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆于是在高压加热器上下两侧引出取样点，分别引出三对取样点，采用三台罗斯蒙特差压变送器，三个模拟量液位信号分别截限值与上自身质量位后三取二方式判断取代被取消的三个液位开关定值。
3.2差压测量特征。用差压变送器取代液位罐的测量模式，优点是变送器远离高温热源，长期运行不会造成元件本身性能退化，变送器维护简单方便，定值调整很容易，变送器造价低，仅为液位开关单价的一半不到，即增加了可靠性，又增加了经济性。经变送器4～20mA信号转换后送入DCS系统，输入三取中模拟量功能块取中值输出。当有任一信号坏点时，此时该点应为最小值或最大值，输出仍取三个信号的中值，当有二个信号坏点时取好质量的一点，当三个都坏时保持最后一个好值。当有一个与其它两个偏差大于100mm时自动剔除该点运算。调节回路的液位测量为三个信号取中值，同时提高了调节系统的可靠性。
4电厂高压加热器水位控制的分析
4.1高压加热器水位控制的策略。结合某电厂的1号高压加热器正常疏水调节逻辑图为例，水位控制回路比较简单，采用单回路PI调节器即可满足调节需要，调节器正作用于阀门，水位高了开门加大疏水量。2号、3号高压加热器至除氧器正常疏水调节门，与1号高压加热器调节门逻辑不同的是，2号和3号高压加热器的正常疏水调节门的PI调节器都加有上一级疏水调节门指令的前馈作用，以更快地适应疏水逐级自流的扰动。每台加热器的危急疏水调节门逻辑与正常疏水逻辑结构也基本相同，区别在于本级加热器的高二值或高三值动作时超驰保护全开此门，指令置100%，另外快开电磁阀也会动作，越过阀门定位器直接排气快开。
4.2电厂高压加热器水位突变的处理方法。（1）在正常运行时3号机组高压加热器每次快速降负荷时，三段抽汽压力下降较快，除氧器压力下降相对缓慢，当两者之间压差突然减少时，高压加热器水位均出现异常升高现象，待压差逐渐恢复后逐级疏水恢复正常。高压加热器正常疏水、危急疏水调节正常，就地对照磁翻板水位计也同步升高，三个模拟量水位变化同步。（2）相同机组不同负荷参数对比。针对高压加热器在降负荷过程中出现波动现象，积极搜集相关资料，分析曲线，并对相关参数进行优化。但高压加热器液位在此过程中发生突变的原因未查清。尝试从自动调节方面对控制策略及参数进行优化。对比其它机组高压加热器及3号机组其他高压加热器液位都变化不大。（3）参数对比分析。第一、每次高压加热器水位波动均出现在降负荷阶段，400MW以下情况居多，但也有较高负荷时候发生。第二、每次快速降负荷时，三段抽汽压力下降较快，除氧器压力下降相对缓慢，当两者之间压差突然减少时，高压加热器水位均出现异常升高现象，等压差逐渐恢复后逐级疏水恢复正常。第三、每次高压加热器水位异常升高，高压加热器正常疏水、危急疏水调节正常，就地对照磁翻板水位计也同步升高。第四、各负荷段升负荷时候未发生过高压加热器水位异常升高情况。（4）优化方案。针对液位突变制定优化方案，对高压加热器正常疏水门自动调节加带死区限制的微分前馈。物理意义模拟危急工况时，运行人员开疏水门一个开度提前放水干预。之后经过观察此方法作用不佳。然后做变负荷率降负荷试验。3号机组负荷降至400MW，将变负荷速率改为8MW/min，高压加热器水位突升至21mm，危急疏水开启8%；负荷稳定恢复变负荷速率13.2MW/min。#3机组负荷350MW降低至0MW，高压加热器水位突升至56mm，危急疏水自动开启27%，水位最低降至-110mm，将变负荷速率改为8MW/min，就地检查系统未见异常；水位调节自动恢复正常，将变负荷速率改为13.2MW/min。对照水温和压力排除虚假水位原因，最终判定此现象的产生由于系统原因导致，而非自动调节的原因。
5结束语
综上所述，通过对电厂加热器水位液位测量改造后，既提高了液位测量精度，也降低了加热器液位出现异常的概率。并且在高压加热器液位出现疏水不畅等缺陷时，增加控制逻辑提高了整个加热器系统调节的稳定性。
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论文作者:温鑫
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
标签：加热器论文; 疏水论文; 高压论文; 水位论文; 液位论文; 电厂论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第31期论文;