張浩良

(望亭發(fā)電廠,江蘇蘇州 215155)

S109FA級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組余熱鍋爐采用三壓、再熱、臥式、無補(bǔ)燃、自然循環(huán)余熱鍋爐,有高壓、中壓、低壓3個(gè)汽包。汽包水位測(cè)量分別采用云母就地水位計(jì)、單室平衡容器差壓水位計(jì)和電接點(diǎn)水位計(jì)。而電接點(diǎn)水位計(jì)目前普遍選用的是國產(chǎn)電接點(diǎn)水位計(jì),水位計(jì)采用了普通壓入式電極。

1 電接點(diǎn)水位計(jì)電極泄漏的原因

經(jīng)過幾年來對(duì)余熱鍋爐汽包電接點(diǎn)水位計(jì)的維護(hù)和跟蹤,結(jié)合相關(guān)理論進(jìn)行了分析,總結(jié)了造成電接點(diǎn)水位計(jì)電極泄漏的3個(gè)原因。

(1)電極本身特性產(chǎn)生的泄漏。從電極本身分析,國產(chǎn)電極與進(jìn)口電極相比其質(zhì)量有明顯的差別,對(duì)使用環(huán)境也有不同的要求。國產(chǎn)電極由于結(jié)構(gòu)、材料等限制,存在以下3個(gè)缺點(diǎn):

1)氧化鋁瓷管中間是空心的,其壁厚為2.5 mm,為了在加工時(shí)與瓷封件的封接方便,氧化鋁管比較長,通常有25mm,同時(shí)氧化鋁管是比較脆的材料,所以,它長時(shí)間承受汽包工作壓力的強(qiáng)度還是比較差的,其使用壽命為1～2年。

2)電極芯是直接用瓷接頭與外部接線相連的,芯桿的絕緣套是由分段的瓷套管組成,電極芯無法獲得很好的固定,瓷接頭又有一定的重量,長期振動(dòng)會(huì)造成電極最前端的瓷封件疲勞開裂而泄漏。

3)由于氧化鋁和瓷封件的連接是用銀銅合金或純銅完成的,銅是不耐高溫的,長期在飽和蒸汽溫度的環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生變形,這樣,也會(huì)在接口處出現(xiàn)泄漏。

(2)電接點(diǎn)水位計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)安裝及使用環(huán)境不符合要求。地處亞熱帶地區(qū)的余熱鍋爐爐頂采用敞篷結(jié)構(gòu),同時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)啟、停頻繁,鍋爐經(jīng)常需要放水與進(jìn)水,以下4種情況很容易引起電接點(diǎn)水位計(jì)的泄漏:

1)燃?xì)廨啓C(jī)啟、停頻繁,使得余熱鍋爐汽包壓力、溫度也頻繁變化,對(duì)電極造成沖擊,容易造成電極損壞和密封件泄漏。

2)現(xiàn)場(chǎng)電接點(diǎn)水位測(cè)量筒體沒有進(jìn)行保溫,又沒有安裝汽包小室進(jìn)行防風(fēng)。因此,受環(huán)境溫度變化的影響大,特別是在冬季環(huán)境溫度比較低時(shí),電極內(nèi)外較大的溫差使得筒體與電極間的膨脹不均勻,造成絕緣子與瓷封件相接處產(chǎn)生應(yīng)力而開裂,導(dǎo)致泄漏。

3)爐水水質(zhì)變化,具有一定腐蝕的爐水長期浸泡會(huì)把電極腐蝕,最后造成泄漏。由于燃?xì)廨啓C(jī)經(jīng)常啟、停,余熱鍋爐經(jīng)常放水、上水,而鍋爐剛上水的水質(zhì)較差,積聚在電接點(diǎn)測(cè)量筒體中隨機(jī)組的啟動(dòng)逐漸加熱分解,對(duì)電極造成慢性腐蝕損傷。

4)電接點(diǎn)筒體最低水位點(diǎn)的電極安裝位置不合理,造成冬季余熱鍋爐最低水位電極頻繁損壞的重要原因。余熱鍋爐汽包電接點(diǎn)水位計(jì)最低水位點(diǎn)的電極安裝在水側(cè)取樣管略上的位置,而水側(cè)取樣管從汽包到電接點(diǎn)筒體是略微向下傾斜(安裝式樣如圖1所示),造成了在機(jī)組停用鍋爐放水后該電極的位置存在積水。在冬季室外溫度到零下后就會(huì)產(chǎn)生冰凍,電極被冰裂。

(3)其他原因造成的泄漏。如更換電極后投用時(shí)預(yù)熱不夠或更換部分電極后在預(yù)熱時(shí)對(duì)其他未更換的電極造成沖擊,也是產(chǎn)生新?lián)Q電極和舊電極泄漏的原因之一。

2 減少泄漏的方法和途徑

通過對(duì)以上原因的分析,查閱相關(guān)技術(shù)資料,經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)不斷摸索,在不對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造的情況下,若減少泄漏可采取如下3方面措施:

圖1 電接點(diǎn)水位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)安裝示意圖

(1)針對(duì)電極本身的特性,采取定期更換測(cè)量電極的方法。每1～2年,所有汽包電接點(diǎn)水位計(jì)的測(cè)量電極要全部更換一次。一方面,電極使用2年之后已基本達(dá)到電極本身的使用年限;另一方面,通過全部更換電極可大大減少在機(jī)組運(yùn)行中更換電極的幾率,從而避免新舊電極在電接點(diǎn)水位計(jì)重新投用時(shí)預(yù)熱不當(dāng)造成不必要的泄漏。

(2)針對(duì)電接點(diǎn)水位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)使用情況,針對(duì)各種泄漏的原因,在實(shí)際處理中,可采用以下3種解決方法:

1)在現(xiàn)場(chǎng)使用中,出現(xiàn)電極本身及他原因泄漏原因和應(yīng)采取定期更換測(cè)量電極的方式對(duì)電極的整體使用壽命(包括泄漏情況與測(cè)量準(zhǔn)確性)進(jìn)行跟蹤并采用成批更換的辦法。

2)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)使用中出現(xiàn)的泄漏原因,依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況,查閱相關(guān)資料,確認(rèn)是設(shè)備安裝單位對(duì)汽包電接點(diǎn)水位計(jì)的安裝要求不了解而造成的泄漏,根據(jù)國電發(fā)[2000]589號(hào)文《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求實(shí)施細(xì)則》中防止鍋爐汽包滿和缺水事故中提出“汽包水位測(cè)量系統(tǒng),應(yīng)采取正確的保溫、伴熱及防凍措施,以保證汽包水位測(cè)量系統(tǒng)的正常運(yùn)行及正確性”的要求,電接點(diǎn)水位計(jì)的基本工作原理和玻璃水位計(jì)完全相同,同為聯(lián)通管式水計(jì)。如果測(cè)量筒體不進(jìn)行保溫,會(huì)造成測(cè)量筒體中的平均水溫較汽包中飽和水溫度低。不同溫度下水的密度不同,最終引起電接點(diǎn)水位計(jì)測(cè)量筒體中的水位比汽包中的實(shí)際水位低且偏差會(huì)隨外部各種散熱條件的不同而不同,從而影響汽包電接點(diǎn)水位計(jì)的正確測(cè)量。因此,無論是減少測(cè)量誤差,還是減少電極與筒體之間的熱應(yīng)力,均須對(duì)測(cè)量筒體進(jìn)行完好的保溫。

3)現(xiàn)場(chǎng)使用中出現(xiàn)電極安裝位置不合理,造成冬季余熱鍋爐最低水位電極頻繁損壞,導(dǎo)致泄漏是余熱鍋爐所特有的現(xiàn)象。因?yàn)槿计啓C(jī)存在頻繁啟、停的情況,在冬季停機(jī)后,采用整個(gè)余熱鍋爐系統(tǒng)放水防凍,但實(shí)際上一些熱工測(cè)量儀表管路及輔助管路由于安裝及其他原因,往往存在水沒放干凈的死角,而汽包電接點(diǎn)水位計(jì)的測(cè)量筒體也屬于這個(gè)情況,最低端電極位置在水側(cè)測(cè)量管取樣口水平線以下而經(jīng)常積水,一旦室外溫度低于零度就會(huì)產(chǎn)生冰凍造成電極冰裂。針對(duì)這個(gè)情況,采用將最低水位點(diǎn)的電極位置適當(dāng)上移,避開積水位置。經(jīng)過改造之后,不再出現(xiàn)最低水位點(diǎn)電極冰裂的情況。

(3)對(duì)于其他情況,應(yīng)根據(jù)實(shí)際原因采用針對(duì)性的辦法進(jìn)行解決。若在機(jī)組運(yùn)行中更換電極,電極更換后,要對(duì)電極進(jìn)行充分的預(yù)熱,開啟汽水側(cè)閥門要緩慢,從而達(dá)到減少對(duì)電極沖擊之目的。

3 結(jié)束語

國產(chǎn)電接點(diǎn)水位計(jì)雖然在使用中存在著很多不足,但經(jīng)過認(rèn)真、細(xì)心地維護(hù),也不失為一種價(jià)廉、可靠的水位測(cè)量系統(tǒng),它在中低壓、中低溫容器水位測(cè)量中仍占有一席之地。期待生產(chǎn)廠家能結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際改進(jìn)設(shè)備,讓國產(chǎn)電接點(diǎn)水位計(jì)朝著減少測(cè)量偏差、減少泄漏次數(shù),減少維護(hù)工作量方面不斷邁進(jìn)。