摘要：本文针对田家庵发电厂#6机组(300MW)汽包水位存在测量误差大，启炉时保护不能正确投入等问题，进行了系统的分析，为了避免了汽包水位保护误动、拒动的恶性事故的发生，通过调研决定将现有汽包水位测量系统改造成秦皇岛华电测控设备有限公司研究开发的专利产品——锅炉汽包水
一、工程背景
田家庵发电厂#6机组(300MW)汽包水位测量系统共有3套装置，一套是3台汽包水位差压变送器，一套是2台汽包水位电接点表，一套是2台汽包水位监视电视。3台汽包水位差压变送器相互之间偏差较小，汽包水位高和低是3取2的逻辑用于机组MFT;汽包水位电接点表引至集控室BTG盘供运行人员监视水位，无联锁逻辑;汽包水位监视电视引至集控室BTG盘供运行人员监视水位，无联锁逻辑。机组自投运以来由于测量装置安装选型不合理，存在3台汽包水位差压变送器示值和汽包水位电接点表、汽包水位监视电视信号三者之间偏差太大，违反二十五项反措，严重影响#6炉的安全运行，决定对#6机组的汽包水位测量系统进行改造，此次改造汽包水位电视监视测量原理不变，仅供参考。
二、系统概述
田家庵发电厂#6机组(300MW)原有锅炉汽包水位计配置如下：南侧2台差压水位计、1台电接点水位计和1台云母水位计;北侧2台差压水位计、1台电接点水位计和1台云母水位计。
配置示意图如下图：
三、系统改造
1.改造后配置
此次改造后汽包水位计配置如下：拆除南侧2台差压水位计、1台电接点水位计，安装2台内装平衡容器、1台高精度电极取样传感器，北侧拆除1台差压水位计、1台电接点水位计，安装1台内装平衡容器、1台高精度电极取样传感器。配置如下图：
2.系统改造施工范围以及需准备的材料
2.1由于现装南侧差压水位计其阀门开关位置没有在平台上，以及其位置无法安装内装平衡容器，所以此位置安装高精度电极取样传感器，在原南侧电接点取样位置处安装内装平衡容器。
2.2安装高精度电极取样传感器需在下降管上开孔安装伴热管路，开孔位置在汽包平台下35.8米处(详见高精度电极取样传感器施工附图)。
2.3新安装内装平衡容器由于参比水柱在汽包内部，需要进汽包内部施工，但不会在汽包壁上做任何焊接工作，安装内装平衡容器需要在汽包水侧取样管口第一道焊口进行焊接工作(详见内装平衡容器施工附图)。
2.4此次安装需准备的材料有：高压截止阀DN20 26个、DN10 4个;#20钢管 Φ28×4 20米，Φ16×3 60米。
2.5 DCS系统水位组态。
2.6三台内置式单室平衡容器各带一台差压变送器，差压信号引入DCS，并分别作压力补偿，在全工况均能准确可靠测量汽包水位。
3.具体水位计施工步骤
3.1内装平衡容器的安装参照下图
(1)拆除汽包汽、水侧取样管保温，将汽水侧取样管一次门前适当位置割下。
(2)安装内装平衡容器外部冷凝罐。焊接汽侧管路及冷凝罐时，应适当向外向上倾斜，以利于冷凝罐中冷凝的水流入汽包内的平衡罐。
(3)安装水侧插管及三通部分。
(4)将插管、变径三通焊接好，然后将插管沿水侧取样管插入汽包内，将变径三通与水侧取样管焊接好，应保证三通为水平位置
(5)安装汽包内的平衡罐
将插管在汽包内从水侧管向上穿出,与平衡罐表管焊接。保证焊接时应使平衡罐端口水平。可利用汽侧取样管或者汽包壁上预留的钢板，生根固定平衡罐及中间管路。安装完成后测量平衡罐高度作为设定变送器量程的依据和DCS公式中的参数。
(6)安装汽包外正压、负压侧取样管上一次门、变径和表管至变送器。
(7)在汽包内进行焊接作业，不得在汽包内壁上引弧。
3.2电接点测量筒的安装参照下图
(1)0水位定位。用水平管测量汽包中心线，中心线下220mm为汽包设计零位。
(2)GJT-2000系列测量筒比普通测量筒重的多,需用与汽包上连接的槽钢一起固定的支架支撑。
(3)用三角架、导链机构将测量筒悬吊在支架上，调整筒的高度，使测量筒0位与汽包0水位线等高，误差不大于2mm。
(4)测量筒筒体轴心线应与铅垂线平行(偏差小于0.5度)，以确保电极不挂水。
(5)在下降管上距离汽包中心线大于15米的适当位置开孔(直径10mm)用于焊接连接排水管的加强座。
(6)按上图焊接截门、汽水侧取样管、排水管、排污管。汽、水侧取样管路中途不允许有U形弯，以免影响正常取样。
(7)排水管不允许安装在仪表管路保温腔内。排水管道应以支架、管卡固定。排水管垂直段做好膨胀弯。
四、改造施工的几点体会
1.本次系统改造主要是针对测量装置的测量管路进行改进，保留了原先3台水位测量变器的保温柜、信号电缆以及电接点水位计的信号电缆，因此改造的很大一部分工作量是与机务人员配合重新改管路，因此改造前的协调组织工作应提前落实到位。
2.汽包内装平衡容器在结构上进行了改进，将关键的“参比水柱”由汽包外部改至汽包内部，不仅完全消除了环境温度对水位测量的影响，同时消除了汽包内炉水欠饱和对测量的影响，测量值只与汽包内的饱和汽和饱和水的密度及变送器测得的差压值有关。而饱和汽和饱和水的密度是汽包压力的单值函数，因此它的测量结果准确可靠，优于传统差压水位计。
3.在汽侧安装变径#20钢管∮28x4 200mm(共400mm)、DN20阀门及冷凝罐，此处管路安装需大于1：100角度。在水侧位置安装一个三通，三通为水平安装，三通内部插∮16x3钢管并在缩口处封焊，此处封焊应严把焊接工艺关，防止三通内插管封焊不严，造成实际测量中汽水侧相通，差压无法建立，导致水位测量变送器无法正常指示，具体布置参照内装平衡容器安装示意图。
五、结束语
田家庵发电厂#6机组(300MW)的汽包水位改造，从旧系统拆除到新系统安装调试完成，机组投入正常运行，前后历时18天。从改造后的情况，已从根本上解决了汽包水位计测量误差大的问题，真正做到锅炉正常运行中各汽包水位测量装置间的示值偏差小于30mm，锅炉启动时就可投入汽包水位保护。实施证明田家庵发电厂#6机组(300MW)的汽包水位改造是成功的。
