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用户如何正确排查蒸汽流量计故障 蒸汽差压式流量计常见故障故障

时间:2017/09/14来源:未知

 主蒸汽流量作为联合循环机组重要的控制参数,其决定着滑压曲线的变化趋势,影响着主蒸汽阀门的开度。如果发生异常现象,一定要采取安全可靠的处理方法,在处理过程中方式方法尤为重要。
  主蒸汽流量一般采用差压式流量计,由一个流量孔板产生三组取样,分别接出三台差压式流量变送器。
用户如何正确排查蒸汽流量计故障 蒸汽差压式流量计常见故障故障
1 差压式流量计的组成及工作原理
  主蒸汽流量计一般由流量孔板、一次阀门、引压管路、二次阀门、排污阀门、平衡门和差压变送器组成。其工作原理为,通过引压管路将流量孔板差压引入到差压变送器。来自正、负引压管路的压力直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上,通过膜片内的密封液传导至测量元件上,测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转化器,经过放大等处理变为标准电信号输出。
 
2 差压式流量计的常见故障
  常见的故障分为引压管路和阀门部分故障、差压变送器故障两大类。
2.1 引压管路和阀门部分故障
  引压管路和阀门部分故障主要包括有引压管路堵塞、引压管路结冰和阀门连接处泄露等。
  常见的引压管堵塞分为负引压管堵塞和正引压管堵塞。当负引压管堵塞,流量增加而负引压管又堵塞时,流量计示值会升高,但增加量变小。当流量降低而负引压管又堵塞时,流量计示值下降。管道中流量不变(保持原流量),则其流量计示值不变。当正引压管堵塞。当流量增加时,流体管道中的静压力亦相应增加,设其增加值为 P0,同时,因流速增加而静压降低,设其值为 P1。若 P0=P1,则三畅流量计示值不变;若P0>P1,则流量计示值增加;若P0<P1,则三畅流量计示值降低。当流量降低时,流体管道中的静压力亦相应降低,设其降低值为 P1,同时,因流速降低而静压升高,设其值为 P0。若 P0=P1,则流量计示值不变;若 P0>P1,则流量计示值下降;若 P0<P1,则流量值升高。管道中流量不变(保持原流量),则其流量计示值不变。
  引压管路结冰和引压管路堵塞现象较为接近,但其处理方式不同。
  阀门连接处泄漏亦可以分为两类负压侧泄漏和正压侧泄漏。负压侧阀门连接处泄漏,当流量 F 增加,而负引压管泄漏时,则流量值会增加。当流量下降时,负引压管静压增高为 P0,负引压管泄漏为P1。若 P0=P1,则流量计示值不变;若 P0>P1,则三畅流量计示值升高;若P0<P1,则流量计示值下降。正压侧阀门连接处泄漏,当流量增加时,负引压管静压下降为 P0,正引压管泄漏为 P1。若 P0=P1,则流量计示值不变;若 P0>P1,则流量计示值升高;若 P0<P1,则三畅流量计示值下降。
 
2.2 差压变送器故障
  差压变送器故障主要包括零点漂移,膜片变型或损坏和电子元件故障等。
  差压变送器的故障主要表现为,在流量稳定的情况下产生测量的波动,或发生阶跃性的测量值跳变。
 
3 主蒸汽流量计的重要性及常见故障处理前应采取的措施
         主蒸汽流量的重要性主要体现在滑压曲线上,滑压曲线事关旁路控制和主蒸汽调阀开度。因此主蒸汽流量的故障处理尤其重要,在就地处理故障前应采取必要的热控措施,保证机组的安全稳定运行。
3.1 主蒸汽流量的重要性
  旁路控制系统的任务是保证燃机点火后系统建压,汽轮机启动前维持冲转压力,汽机冲车后旁路及时关闭,事故工况迅速开启避免锅炉超压。联合循环余热锅炉设计为 100% 旁路,可以保证在汽机全切的情况下保证余热锅炉所产生的蒸汽可以通过旁路系统循环通流。
  高压旁路蒸汽调节阀压力控制为单回路控制系统,设计方案如下:汽轮机启动前,高压旁路蒸汽调节阀的设定值跟随实际压力,进行自动升降,从而维持在汽轮机的冲转压力,冲车完成后设定值转为由协调控制根据高压主蒸汽流量经过函数折算出主蒸汽压力的设定值,并在此设定值上加上 0.7MPa 偏差,保证汽轮机压力控制回路起作用,从而高旁调阀保证处于自动且全关状态,实现高压主蒸汽全部进入汽轮机做功。高压主蒸汽压力设定值滑压曲线见附表 1。
 
如果发生流量测量比实际偏大的情况,对高压旁路的控制影响主要为高压主蒸汽压力设定值偏高,影响高压旁路的保护正常动作。对主汽调阀的影响为高压主蒸汽压力设定值偏高,主汽调门会关小,影响汽轮机的正常发电量,甚至可能导致主机保护动作发生非停。
  如果发生流量测量比实际偏小的情况,对高压旁路的控制影响主要为高压主蒸汽压力设定值偏小,高压旁路会开阀泄压,如果偏差较大会危机汽机运行安全。对主汽调阀的影响为高压主蒸汽压力设定值偏高,主汽调门会开大,影响余热锅炉的汽包水位控制,甚至可能导致主机保护动作发生非停。
 
3.2 常见故障处理前应采取的措施
高压主蒸汽压力设定值滑压曲线
 
 如果发生主蒸汽流量计的故障,情况可分为一台故障、两台故障和三台故障三种情况,根据故障的情况不同处理采取的热控措施亦不同,下面将以引压管路保温措施不到位,导致其结冰为例,分别针对以上三种情况分别予以论述。
 
3.2.1  一台故障的处理措施
  当一台差压式流量变送器结冰时,具体情况可能分为两种,一种为正压侧先结冰,负压侧后结冰,一种为负压侧先结冰,正压侧后结冰。当发生种情况时流量显示会快速上升,当负压侧再结冰时,流量显示会下降,当正压侧和负压侧全部结冰时流量显示为零。当发生第二种情况时流量显示会快速下降,当正压侧再结冰时,流量显示会下降,当负压侧和正压侧全部结冰时流量显示为零。
  当发生上述情况时,热控应及时采取逻辑强置措施。强置的具体措施为强置流量显示和差压测量的坏质量判断。具体流量强置数值应咨询运行人员,并根据就地处理进度确定强置的数值,如果采取强置大值的方法应在此基础上增加一定的偏置,如果采取强置小值的方法应在此基础上减少一定的偏置,以此保证在逻辑三取中时不会选中结冰的差压式流量变送器,保证正常测量的数值参与调节和保护。详见图 1。
 
3.2.2  两台故障的处理措施
  当出现第二台差压式流量变送器结冰时,应根据台结冰时强置的情况采取相应的措施。如果台采取强置大值的方法,第二台应采取强置小值的方法;如果台采取强置小值的方法,第二台应采取强置大值的方法。以此保证在逻辑三取中时不会选中结冰的两台差压式流量变送器,保证正常测量的数值参与调节和保护。具体操作如图 1。
3.2.3  三台故障的处理措施
  当出现第三台差压式流量变送器结冰时,首先应马上强置当前值保证机组的正常运行。然后再根据实际情况,采取后续措施。
  新建燃机负荷 - 锅炉蒸汽流量曲线。根据近期历史趋势,总结出燃机负荷 - 锅炉蒸汽流量曲线,通过 POLY 函数实现燃机负荷和主蒸汽流量的对应替代,此曲线可以应对网调的负荷调节。选取近期历史趋势的原因为影响主蒸汽流量的其他因素(例如环境温度、湿度和燃机排汽温度等)的变换较小,主蒸汽流量变化的主要影响因素为燃机负荷,以此来保证燃机负荷 - 锅炉蒸汽流量曲线的可靠性。
 
  但是由于近期趋势可能收集不到部分负荷段的相关数据,在超出现有数据负荷的部分应采取必要的补救措施,可以参考相同负荷运行的另一台余热锅炉的主蒸汽流量,以此来弥补现有数据的不足。为了保证数据切换的可靠性,切换条件要严谨,现有函数的负荷下线上增加 25MW 与另外一台的燃机负荷大于 100MW。如此设置的好处是当另一台运行机组突然故障或跳机时保证数据能及时切换到函数输出,保证机组的安全运行。具体操作见图 2。
 
  图中的模拟量切换块 RAXFR 因设置合理的切换速率,避免切换过程中的信号大幅波动对机组正常运行造成的干扰。
 
  新增三取中和函数输出的切换。原有的三取中出口增加相应的模拟量切换块 RAXFR,以实现原有三取中和燃机负荷 - 锅炉蒸汽流量曲线的切换,并设置合理的切换速率,防止因切换速率产生的扰动。
 
4 主蒸汽流量计的常见故障处理方法
  当处理措施完成后,应针对不同的故障类型进行进一步分析处理好就地设备故障,这样方能处理好相关的故障。
4.1  引压管堵塞
  一般情况下,引压管的堵原因主要是由于差压变送器引压管不定期排污或颗粒物侵入等原因造成。当引压管堵塞时,关闭一次阀门,使用钢丝或铁丝将其堵塞位置畅通。如无法疏通,则打开一次阀门借助蒸汽压力加以冲洗。使用蒸汽冲洗后仍没有解决引压管堵塞,则应动用相关切割和焊接工具,更换引压管的堵塞部分,使其恢复正常运行。
 
4.2 引压管路结冰
  引压管路结冰仅发生在极寒天气或保温措施不到位的情况下,其处理措施为及时投入相关的保温电源,使伴热电缆处于加热状态。检查相应的保温层厚度是否满足了相关的设计要求,或者为局部保温层受到破坏,如发生因次而引起的温度偏低,应及时加装相应厚度的保温中层。
  引压管路结冰的预防措施为进入冬季时,及时检查相关设备的保温措施是否已到位,长期运行中有无损坏,如有损坏及时修复。
4.3 阀门连接处泄漏
  阀门连接处泄漏多为一次阀门与管子的接头处泄漏。当阀门连接处泄漏时,在现场可以看到焊接处的渗水或者蒸汽泄漏现象,如果为一次阀门前泄漏,需要请专业堵漏企业予以处理,如果为一次阀门后泄漏,可以关闭一次阀门重新焊接堵漏。如果遇到特殊情况发生一次阀门后引压管泄漏时,只要将泄漏处予以更换即可。
 
4.4  差压变送器故障
  差压变送器在正常运行时,出现的故障多是零点漂移、膜片变型或损坏和电子元件故障等。在现场能直接判断的故障零点漂移和电子元件故障,膜片变型或损坏只能通过试验室的仪器通过校验后方可判断。零点漂移的判断方法为打开平衡阀,关闭正、负压侧二次阀门,此时差压变送器输出电流为 4mA,画面显示为 0。如果不是 4mA,则说明零点有漂移现象,需要对差压变送器的零点进行调整。电子元件故障主要通过显示和测量加以判断。
用户如何正确排查蒸汽流量计故障 蒸汽差压式流量计常见故障故障
蒸汽差压式流量计常见故障及维护:

  本文从差压式流量计的工作原理出发,对差压式流量测量装置的常见故障进行分析总结,以便对流量测量装置进行更好的日常维护。
 
  一 、引 言:    在火力发电及供热系统中需要对工质流量进行测量,例如:空气,水,蒸汽,燃油等。这即是自动化控制的必然要求,同时也是经营核算的必要依据。因此,流量测量装置的稳定和准确是非常重要的。差压式流量计历史悠久,技术非常成熟,应用的领域极其广泛。他具有如下特点:结构简单,成本低,维护方便,使用寿命长,适应能力强,技术成熟,标准化程度高(即ISO 5167 及GB/T2624标准),在“标准”允许的工况下,无须实流标定即可确定其流量和测量误差。这些特点是其他流量计所无法比拟的。尽管它也存在一些缺点,但在流量测量中差压式流量计占有较高的比重。因此,热工自动化专业人员必须重视该种测量装置的正确使用和日常维护保养。
 
  二 、工作原理:   差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压 ,已知的流体条件和检测件和检测件与管道的几何尺寸来检测流量的仪表。整个流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和显示仪表)组成。通常以检测件的形式对流量计分类。如我厂使用的孔板流量计,文丘里喷嘴流量计,风翼流量计,V锥流量计等。流量计在测量状态时,充满管道的流体流经管道内的节流件时流速在截流件处形成局部收缩,流速增加,静压力降低,于是在节流件前后产生了差压。流体流量愈大,产生的压力差愈大,这样就可以依据压差的大小开衡量流量的大小。以流动连续性方程(质量守恒)和伯努利方程(能量守恒)为基础,可得到下面的流量方程。
 
  差压的大小不仅与流量还与其他许多因素有关,例如管道内体的密度,粘度,膨胀系数等。因此,在使用流量计时应该详细阅读检测件的出厂说明书,明确检测件所适用的标准工况和实际工况之间的差别。从而进行必要的修正和补偿,尽量减少系统误差。
 
  三、 常见故障及维护:  差压式流量计在使用过程中,检测件的故障率极低,故障主要出现在引压管路和变送器上面。同时,针对不同流质的流量计在故障形式上也会有细微的差别。流量计的各种故障现象和故障原因呈现出一种相互交错的特点:即一类现象多种原因;一类原因多种现象。因此,本文尝试从故障原因出发进行分析。
 
  1、 引压管路泄露:  测量液体及蒸汽流量时:引压管路泄露的现象比较少见。由于管路内液体大多有一定压力或者高压,因此如有泄露也很容易被观察到。泄露点经常出现在排污口处,既排污阀因被腐蚀等原因关不严,必要时需要更换。引压管路的接口比较多,必须密封良好,接口处必须使用密封垫。对于低压常温处可使用塑料垫,而高压以及有机会接触高温流体的地方必须使用铜垫。此外三阀组的平衡门也偶尔有关不严的现象。
 
  测量空气流量时:因为取压点处于风路管道上,大多存在或轻或重的震动,因此泄露现象比较多。泄露点也很难被直接观察到。例如引压管连接焊点出现裂缝,风帽被震脱落等,变送器的接口比较多,容易出现泄露。在日常维护中,应该定期检查引压管路的密闭性。方法如下:把便携式压力校验仪的接口连接到变送器的引压接口上,注意,正压侧用正压,负压侧用负压(泵真空)。然后用泵将压力升到变送器允许的压力值,观察压力读数,读数稳定说明此侧密闭良好,否则需要仔细排查泄露点。用同样的方法还可以检查引压管的密闭性(如果安装有一次门)。
 
  2、 引压管路阻塞及异常:  在测量空气流量时,引压管路从未出现过阻塞现象。而测量水或蒸汽流量则时有发生。阻塞多由水中的固体沉积物以及锈蚀引起。引压管路内也时常会出现气泡,这会导致测量值有偏差以及快速的上下波动。为避免这些故障的发生,应做好定期排污工作。排污时,应在运行人员的配合下正确切投变送器,并注意安全。此外,因为东北地区的冬季气候非常冰冷,如果厂房有保暖封闭不到位的情况,会出现引压管路被冻结的现象。严重时,会造成变送器模盒变形损坏。因此必须做好巡检,尽量避免此类故障。
 
  3、 变送器故障:  变送器彻底损坏比较容易判断,如果接入手操器不能通讯就能说明问题了。手操器的问题通常是零点飘移。因为差压信号要经过开方才输出,零点附近的变化率非常大,很小的差压变量会引起较大的流量变化。这种问题在空气流量测量中尤其明显,因为此时要处理的差压从一两百KPa到几KPa不等,差压小,容易出现零点漂移。因此零点校准很重要。同时要配合小信号切除处理,即在显示仪表或DCS内设置小信号切除。一般水流量测量设置在5%左右,空气测量设置在8-10%左右。变送器还可能存在线性不佳,信号损耗的现象,因此除了要校验零点和满度还要校验半信号,除了校验压力元件还要校验4-20mA信号到DCS时的真实有效值。
 
  4、 一次意外事故:  据运行人员反映。二号炉的自动给水系统出现异常,主给水调节门逐渐开大,给水流量已至满量程,但汽包水位却持续下降。随后给水调节切入手动,限制锅炉出力,使锅炉工况稳定下来。此时的给水调节门已全开,

 
 
5 结语
  当出现一台故障的相应措施的实施,减少了因为三畅流量计的原因对机组控制造成的扰动;当三台同时故障的方案实施避免了非计划停机,为就地设备处理赢得了充足的时间。

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