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火电厂汽包云母水位计冲洗自动化改造
作者：席原魁
来源：《科技创新与应用》2018年第34期
摘 要：通过对火电厂锅炉汽包云母水位计冲洗和隔离操作步骤的研究，结合对现场安全危险环境观察分析，创造性地提出了在原汽、水管道中增加电动阀，并利用电气远程自动控制及编程，取代人工就地操作的方案，有效避免了汽包水位计冲洗和隔离操作中，给操作人员造成的安全威胁。
关键词：云母水位计；水位计冲洗；水位计解列；改造
中图分类号：TM621.2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）34-0122-02 Abstract： Through the study of washing and isolating operation steps of boiler drum mica water level meter in thermal power plant， combined with the observation and analysis of field safety and dangerous environment， this paper creatively puts forward adding electric valve to the original steam and water pipeline. The remote electric automatic control and programming are used to replace the manual operation on the spot， which effectively avoids the security threat to the operators caused by the washing and isolating operation of the water level meter of the steam drum.
Keywords： mica water level gauge； flushing of water level gauge； separation of water level gauge； modification 1 设备概况
云母水位计的原理就是连通器的原理，它的汽侧与水侧分别与锅炉汽包的汽水分界面的上下直接用连通管相连，连通管分为汽侧连通管和水侧连通管，汽、水连通管上各装有手动截止阀（一次门）和手动快关阀（二次门）。水位计底部装有手动放水截止阀。以上各连结处都是采用焊接工艺进行连结。水位计本体与云母片采用螺栓压板紧固方式。水位计整体由连通管及相关阀门、水位计本体、光源、玻璃棱镜、云母片组成，监测直接通过工业电视将水位显示传至运行控制室工业电视。由于锅炉汽包水位的高低直接影响着锅炉的安全运行，因此，水位计是锅炉的主要附件之一。
漳泽发电厂En-670-13.8-545KT锅炉汽包工作压力15.9MP，工作温度347℃，所配汽包水位计为二块3段双列无盲区长窗式云母水位计，高度为670mm，每段云母片为160×30mm。 2 存在的问题
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锅炉运行过程中，为保证水位计指示清晰、准确和汽水连通管畅通无阻，按照运行规程运行人员必须定期对水位计进行冲洗。而当水位计模糊不清，或水位呆滞不动有堵塞怀疑时，应及时进行冲洗。当运行中发生水位计泄漏，应及解列水位计，并通知检修人员进行检修。 运行人员从事以上操作的步骤：
（1）操作前的准备：选择操作地点，操作时应站在水位计侧面，远离水位计最薄弱的地方：操作者应穿戴防烫伤服，戴防烫伤手套；操作前应选择好退路，发生泄漏时不要惊慌。 （2）投运水位计时的预暖：先慢慢开启水位计放水门，然后开启汽侧一次门，再稍开汽侧二次门加热。加热2.5～3分钟后，关闭放水门，全开汽侧二次门。再经过2～3分钟加热，开启水侧一次门和二次门。操作过程中阀门不能开的太大，以防换热过于强烈。汽侧加热后应对云母片进行测温，结合汽包压力，计算汽、水温度，判断是否能够投运。
（3）水位计冲洗操次门作：先关闭水侧、汽侧一次门，开启放水门，然后稍开启汽侧一次门，冲洗汽管和水位计云母片，冲洗10～15秒，目测云母片显示清晰后，关闭汽侧一次门。稍开启水侧一次门，冲洗水管10～15秒，关闭水侧一次门，关闭放水门。逐渐轮流开启汽、水侧一次门至全开，水位显示正常。
（4）水位计泄漏隔离操作：先关二次门（快关门），再关一次门，然后开启放水门。 但是，实际操作中往往受制于现场实际空间限制和其他设备阻碍，一旦出现云母片爆破或密封面泄漏，极易发生汽水冲出烫伤人事件、躲避不及磕碰伤害，甚至高空坠落，给运行人员就地操作带来巨大安全威胁。 3 原因分析
（1）虽然云母水位计的云母片有良好的隔热性、弹性和韧性，但它只是一种天然矿物资，其强度比起锅炉其他部分的承压部件要逊色很多，特别是漳泽电厂锅炉汽包水位采用双列无盲区长窗式云母片，这样的水位计比其他水位计显示直接、清楚、及时、无盲区，但云母片的面积较大，相应增加了云母片所承受的压力，加之云母片内外温差达300多度和云母片在高温下出现结垢、腐蚀。所以就成为薄弱环节，容易发生泄漏。
（2）经现场查阅运行记录，发现云母水位计泄漏有个规律，在冬季，环境温度较低的时候发生泄漏的次数较多。经过到就地查看，为减少连通管散热损失，所有水位计安装位置都是与汽包连接距离较近（800～1000mm），这样水位计和汽包发生强烈的热传递，水位计温度很高。但水位计的密封组件及云母片直接暴露的空气中，热量散失很大，表面温度相对较低。而云母片隔热性好，传热率低，且为提高其强度，云母片通常很厚。这样就是其内外表面温差很大，热应力很大。在冬季温度较低时热应力更大，所以泄漏率高。由于机组正常运行时为滑压运行，压力随负荷变化而变化。而汽包内的汽和水正处于饱和区，其温度随压力变化而变化，
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在这种不断变化的热应力和炉内压力的双重作用下，云母片及其密封组件会逐渐出现疲劳，强度降低，发生泄漏。
（3）漳泽电厂锅炉炉前云母水位计正面1500mm处为横向布置的锅炉集汽联箱（联箱上布置有四台双排汽过热器安全阀）。炉后云母水位计正面为1000mm的检查通道，通道两侧为800mm高的过道栏杆，过道下面为悬空布置。在这样的受限空间，进行水位计冲洗或进行水位计泄漏后的解列，虽然操作人员穿戴有防烫伤服和戴防烫伤手套，选择远离容易泄漏部位的地点进行操作，但实际由于泄漏蒸汽流速快，喷射方向不确定，往往造成操作人员无法退避，而被烫伤或磕碰伤害，加之水位计发生泄漏时噪音会很大，一般操作汽包水位计的时候操作者都是比较紧张，对人产生心理冲击很大。 4 改造措施
（1）在锅炉云母水位计汽、水连通管一次手动截止阀后，二次手动快关阀之间分别加装一台同口径电动截止阀，在水位计放水门后加装一台同口径电动截止阀。所加电动截止阀选用带手动切换的强制开关电动阀门，以防电动门关闭不严时，手动复紧之用。电动阀执行器机械减速机构采用二硫化钼润滑油，以确保电动阀在长期高温环境下不出现润滑油黏固或固化而影响电动门使用。所增加电动门就地电源接线采用与原水位计光源同质品的防高温电缆，以确保电动门供电线路满足水位计就地长期高温环境需要。
（2）为避免所增加电动门对原水位计汽水流动性及水位计显示水位准确性的影响，汽、水连通管上的电动门为横向布置，放水电动门为竖向布置。在汽、水电动之间竖向加装限位支撑，并与原水位计固定支撑部件牢固连接。以防止水位计整体出现“低头”，影响水位准确性。 （3）在运行控制室后台增加一台小型PLC控制器，将
水位计所加汽侧、水侧、放水侧三台电动阀接入PLC控制器，并分别按照水位计投运、水位计冲洗、水位计解列的手动操作程序对其进行分别编程，并将以上三种操作接入锅炉运行监控手操盘面，供运行人员盘面操作。 5 改造后的效果
漳泽发电厂于2003～2004年先后利用机组大修对#3-#6锅炉云母水位计进行了上述改造，其效果如下：
（1）改造后，再未发生过因冲洗或解列云母水位计，造成的人员烫伤或磕碰伤害事件。 （2）未出现因在水位计汽、水连通管上增加电动截止阀，而影响水位计显示准确性的问题。 6 结束语