由于凝汽设备内部具有高度真空, 因此,液位测量装置必须保持良好的气密性, 使之不影响凝汽设备的真空度并保证液位测量的准确性。为此, 传统方法常采用平衡容器、差压变送器以及温度补偿的方式来实现(华能威海三期工程原本计划采用这种方式进行液位测量)。作者多次审查差压变送器液位测量方案并考察电厂实际应用的效果,在分析差压变送器的测量原理后,决定放弃该液位测量方案,改为导波雷达液位变送器进行液位测量。

2.1 差压变送器液位测量方案

对于整个测量单元来说, 差压变送器液位测量的准确性以及精度主要依赖于一次测量元件, 即平衡容器产生差压值的准确性和可靠性。而平衡容器差压值的准确性受到多方面因素的影响(如压力、温度、管路阀门及容器密封性),对于凝汽器热井液位测量来说,平衡容器内凝结水形成时间等方面的因素都直接影响到平衡容器差压值的准确性。测量单元投运初期,平衡容器凝水管内凝结水尚未形成或正在形成的过程中,此时, 平衡容器产生的差压值是不准确甚至是反相的,得到的液位值是不准确的,在这段时间内,控制系统因无法得到准确的液位信号而失去对液位的控制依据。在机组正常运行过程中, 热井作为一个负压容器本身的水位波动就比较大, 差压式测量容易因密封不严而造成静压补偿不足, 导致测量不准。因此,传统的差压变送器测液位的方法不适用于凝汽器热井液位的测量。

2.2 导波雷达液位变送器液位测量方案

导波雷达液位变送器采用时域反射原理, 无论被测对象参数如何变化, 导波雷达始终跟踪实际液由发生器产生1个沿导波杆(探头)向下传送的电磁脉冲波(雷达波), 当遇到比先前传导介质(空气或蒸汽)介电常数大的液体表面时,雷达波被反射,通过超高速计时电路计算出雷达波从发射到接收的传导时间, 传导时间与雷达波速度乘积的1/2即为液体表面到变送器底部位移,从而实现对液位的精确测量。测量介质压力、温度只对导波雷达探头结构有要求,不会对测量产生影响。

2.3 系统液位测量

华能威海三期汽轮机厂家要求凝汽器热井液位控制在数字电液控制系统中实现, DEH要求3个热井液位信号。鉴于凝汽器热井液位在机组安全稳定运行中的重要性,需要对液位测量装置进行冗余设置。由于凝汽器高背压侧和低背压侧热井之间有连通管道,热井里的水从高背压侧热井流向低背压侧热井, 在两侧热井液位建立动态平衡的过程中,低背压侧热井液位更能相对准确的反应凝汽器热井液位的当前值。该工程在高背压侧热井设置2个导波雷达液位计, 1个液位信号送往数字电液控制系统,另一个送往分散控制系统DCS(DistributedControlSys-tem);在低背压侧设置3个导波雷达液位计, 2个液位信号送往DEH, 1个送往DCS。由于热井水位降低至低二值时,联锁启动另外一台化学补充水泵,化学水可编程控制器PLC(ProgrammableLogicControl-ler)需要一热井液位信号, 所以, 在低背压侧再设置1个导波雷达液位计,信号通过硬接线送往化学水PLC。

在高低背压侧热井上分别配置1个磁翻板液位计, 方便巡检人员就地监视水位。方案更改之后,凝汽器本体配供的6套单室平衡容器不再使用, 施工单位在现场拆除平衡容器筒体, 保留平衡容器与凝汽器本体间的取源管、阀门等配套附件,将6个导波雷达液位计按照上述安装位置进行安装。