降低汽包单室平衡容器水位计测量偏差(岱海电厂2012年度QC总结材料)上报.doc

内蒙古岱海发电有限责任公司 降低汽包单室平衡容器水位计测量偏差内蒙古岱海有限责任公司热控室炉控二班QC小组2012年12月25降低汽包单室平衡容器水位计测量偏差一、小组概况 热控室炉控二班QC小组成果报告小组简介课题名称降低汽包单室平衡容器水位计测量偏差小组名称热控室炉控二班QC小组成立时间2011年7月小组类型现场型注册日期2012年11月注 册 号XZQC-2012-11月活动次数5次活 动时 间2012年08月2012年10月成员情况姓 名性别年龄学 历职务(职称)小组分工庞占洲男37大学本科室主任组长、策划侯占忠男38硕士班长策划、调研张宏宇男29大学本科专责工调研姜波男27大学本科检修工过程实施何鹏男34大学本科检修工过程实施杨雪峰男30大学本科检修工过程实施梁彦栋男25大学本科检修工过程实施二、课题概述保持锅炉汽包水位在正常范围内是锅炉运行的一项重要的安全性指标。由于负荷、燃烧工况及给水流量的变化，汽包水位会经常变化。众所周知，水位过高或急剧波动会引起蒸汽品质恶化和带水，造成受热面结盐，严重时会导致汽轮机水冲击振动、叶片损坏；水位过低会引起排污失效，炉内加药进入蒸汽，甚至引起下降管带汽，影响炉水循环工况，造成炉管大面积爆破。由于汽包水位测量和控制问题而造成的上述恶性事故的情况时有发生，严重影响火电厂运行的安全性。锅炉运行中，我们是通过水位测量系统来监视和控制汽包水位的。当汽包水位超出正常运行范围时，报警系统将发出报警信号，保护系统将立即采取必要的保护措施，以确保锅炉和汽轮机的安全。因此，锅炉汽包水位测量系统是机组安全运行的极端重要的系统三、选题理由选定课题降低汽包单室平衡容器水位计测量偏差当前现状同侧汽包水位测量值偏差大于30MM，两侧汽包水位测量值大于50mm，个别工况偏差可达到100mm火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定按照火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定锅炉正常运行中各个汽包水位测量装置间的示值偏差不超过30mm。 综上所述，我们小组确定了本次活动课题为：降低汽包单室平衡容器水位计测量偏差四、现状调查我们QC小组对岱海电厂单室平衡汽包水位计运行情况进行了调查，调查结果如下：随机抽查汽包水位偏差较大的数值：#4锅炉汽包水位（#1、#3同侧，#2、#4同侧）日期7月2日 21：557月12日 07：517月16日 09：577月27日 18：428月2日 20：188月15日 08：168月20日 10：558月26日 15：39机组负荷478MW440MW300MW600MW455MW420MW357MW587MW#1汽包水位-63mm-76mm112mm-97mm-68mm64mm35mm-35mm#2汽包水位-0.5mm3mm133mm-44mm-15mm15mm-14mm26mm#3汽包水位-58mm-80mm86mm-86mm-49mm58mm42mm-40mm#4汽包水位-5mm6mm129mm-34mm-12mm19mm-8mm19mm最大偏差62.05mm86mm47mm63mm56mm49mm56mm66mm调查结论：汽包水位偏差较大，超出规定范围，不符合火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定。四、 确定目标目标：提高单室平衡汽包水位计测量的准确度、可靠性、可维护性，使锅炉正常运行中各个汽包水位测量装置间的示值偏差不超过30mm。将3炉汽包水位指示偏差|Xmax|从活动前的86mm降至30mm以下： 五、 目标可行性分析汽包水位显示偏差=水位测量偏差+系统偏差而系统偏差 = 量程*精度/100 =13000.5 6.5（mm） 由上所示，“水位测量偏差大”是引起水位显示偏差的主要原因。在某电厂调研同类型汽包水位计，同时期测量最大偏差值如下：日期7月2日 7月12日 7月16日 7月27日 8月2日 8月15日 8月20日 8月26日 #1锅炉汽包水位偏差26mm25mm-29mm-27mm-24mm19mm35mm-26mm#2锅炉汽包水位偏差-31mm19mm30mm26mm-19mm21mm-24mm26mm#3锅炉汽包水位偏差27mm24mm24mm27mm26mm-24mm22mm-20mm#4锅炉汽包水位偏差-28mm-28mm-21mm28mm-32mm29mm-28mm19mm所以我们的#4锅炉汽包单室平衡容器水位计测量偏差|Xmax|也能保证在30mm以内。六、原因分析我们离目标并不远 !为了找出原因，小组成员召开了专题会议，运用关联图进行分析如下：汽包水位测量产生偏差，影响汽包水位调节燃烧状况不良改变运行方式炉水循环泵启停和运行方式的改变参比水柱管路不合理结构不合理平衡容器安装高度不一致脏污汽、水侧取样管路不合理参比水柱密度不能恒定补偿温度不具代表性环境温度不一致管路伴热温度不同变送器安装不合理变送器产生误差变送器不合格由上述关联图可以看出汽包水位测量不准确，水位偏差大的末端因素有：末端因素：1、环境温度不一致 2、补偿温度不具代表性3、管路伴热温度不同4、参比水柱管路不合理5、汽、水侧取样管路不合理6、平衡容器安装高度不一致7、炉水循环泵启停和运行方式的改变8、燃烧状况不良9、变送器安装不合理10、变送器不合格 哇呀！没想到有这么多的原因七、要因确认要因确认计划表序号要因确认方法标准日期负责人1环境温度不一致测量、分析环境温度相差小于22012.9.2张宏宇2补偿温度不具代表性测量、分析补偿温度能代表管路平均温度2012.9.7张宏宇3管路伴热温度不同检查、分析伴热温度相同2012.9.3张宏宇4参比水柱管路不合理检查、分析符合国家标准2012.9.4张宏宇5汽、水侧取样管路不合理检查、分析符合国家标准2012.9.5张宏宇6平衡容器安装高度不一致测量、分析安装高度差小于3MM2012.9.10张宏宇7炉水循环泵启停和运行方式的改变检查根据实际要求启停设备，无标准2012.9.12侯占忠8燃烧状况不良检查、分析燃烧良好，无结焦、无爆管2012.9.13侯占忠9变送器安装不合理检查、分析符合仪表安装要求2012.9.13侯占忠10变送器不合格校验精度满足0.5级要求2012.9.13侯占忠环境温度不一致确认一确认方法现场查看标准4台水位计的平衡容器和参比管路附近环境温度一致确认内容 环境温度会影响参比水柱的散热状况，当环境温度较高时，参比水柱散热变差，参比水柱的平均温度也会升高，平均密度随之变小，反之环境温度较低时，参比水柱的密度也会变大。在汽包左右两侧各有一个双色水位计，由于双色水位计的散热量较大，双色水位计附近的温度较高，所以靠近双色水位计的平衡容器的环境温度也会增高，最终导致每个平衡容器的环境温度不一致，最高温差可达8度。根据调查，双色水位计靠近#3、#4平衡容器水位计，由于双色水位计的散热导致同侧水位计环境温度相差38；汽包较长左右两侧的环境温度相差12。确认人张宏宇确认时间2012.9.2确认结果是要因补偿温度不具代表性确认二确认方法现场查看标准补偿温度元件位置安装合理，具有代表性确认内容每个汽包水位的平衡容器下方15CM处有一个补偿温度元件，将此处的温度送入DCS系统作为补偿温度。平衡容器下部引出的参比管路在竖直方向上温差很大，在平衡容器中心线处的温度平均为330度，平衡容器下部引出管处温度平均为165度，参比管路最低端温度平均为48度，当工况改变时参比水柱的平均密度也会跟随改变，补偿温度已难以代表参比水柱的平均温度。补偿温度只能在一定程度上弥补温差产生的误差。根据以上调查看，补偿温度是减小测量偏差的一种手段，并非是产生测量偏差的原因。确认人张宏宇确认时间2012.9.7确认结果不是要因确认三管路伴热温度不同确认方法现场查看标准正负压侧伴热温度相同，伴热投入不会引起测量误差。确认内容在机组临修期间对伴热进行调查，每一台水位计正压侧和负压侧采用一根伴热带，伴热带采用自控恒温伴热带，可以保证正负压侧伴热温度相同，在机组运行期间伴热带不投用。 根据检查结果可知，伴热带在机组运行是不投用，不会影响汽包水位测量。确认人张宏宇确认时间2012.9.3确认结果不是要因确认四参比水柱管路不合理确认方法现场查看标准参比管路引出方式合理，具有一定的水平段，保证竖直段温度恒定。确认内容在2012年机组正常运行过程中对参比管路进行检查，发现参比管路从平衡容器下部引出。 根据检查结果可知，参比管路引出段没有水平管路，导致参比水柱存在较大的温差，参比水柱的密度也难以确定从而产生测量误差。确认人张宏宇确认时间2012.9.4确认结果是要因汽、水侧取样管路不合理确认五确认方法定期校验标准汽水取样管路具有一定的倾斜度，管路顺畅。确认内容在机组临修期间检查汽包取样管路正压侧向上倾斜坡度大于1:100，负压侧向下倾斜坡度大于1:100，正负压侧取样管路没有凸凹的弯曲。 根据测量结果可知，取样管路铺设合理不会产生汽塞或水塞影响汽包水位测量。确认人张宏宇确认时间2012.9.5确认结果不是要因平衡容器安装高度不一致确认六确认方法现场检查标准平衡容器的汽侧取样管路中心线水平。确认内容水位计安装示意图：在2012年9月份在四号机组临修期间对平衡容器进行测量结果如下序号名称汽包水位量程汽水侧实测间距(冷态)汽侧距汽包几何中心距离水侧距汽包几何中心距离1#4炉汽包水位12200mm2201mm1411mm790mm2#4炉汽包水位21300mm1283mm509mm774mm3#4炉汽包水位31300mm1286mm503mm783mm4#4炉汽包水位41300mm1289mm512mm777mm根据测量结果可知，由于汽包水位的平衡容器水位中心不在同一水平线上产生的误差是恒定的。确认人张宏宇确认时间2012.9.10确认结果是要因炉水循环泵启停和运行方式的改变确认七确认方法现场查看标准视运行条件进行调整确认内容每台炉共有3个炉水循环泵，最常采用的是两侧炉水循环泵并列运行方式，只有两侧循环泵故障或其他特殊情况时才会运行中间的炉水循环泵。从以上情况看，此种方式对汽包水位影响最小。确认人侯占忠确认时间2012.9.12确认结果非要因燃烧状况不良确认八确认方法现场查看标准燃烧平稳，所有水冷壁水循环良好确认内容在机组正常运行时，燃烧状况良好，连续两年没有发生水冷壁爆管事故。从以上情况看，燃烧良好，对汽包水位影响较小。确认人侯占忠确认时间2012.9.13确认结果非要因变送器安装不合理确认九确认方法现场查看标准变送器安装水平。二次门开关到位确认内容在机组运行中检查，变送器安装水平，正压侧、负压侧二次门均开到位，平衡门、排污门均关到位，每个变送器门后管壁温度基本相同，应该不存在内漏。从以上情况看，变送器安装正确，对汽包水位影响较小。确认人侯占忠确认时间2012.9.13确认结果非要因变送器不合格确认十确认方法定期校验标准变送器精度等级为1.5级。确认内容每次机组小修都会对差压变送器进行校验，校验结果显示测量误差在允许误差范围内；变送器安装水平，正压侧、负压侧二次门均开到位，平衡门、排污门均关到位，每个变送器门后管壁温度基本相同，不存在内漏。根据校验结果可知，变送器测量误差在允许范围内，对汽包水位影响较小。确认人侯占忠确认时间2012.9.13确认结果非要因确认一通过以上的原因确认过程，我们得出汽包水位测量偏差较大的主要原因有： 1. 环境温度不一致；2. 参比水柱管路不合理；3. 平衡容器安装高度不一致。八、制定对策制定对策计划表序号要因对策目标措 施地点负责人实施时间1环境温度不一致消除局部热源的影响每台平衡容器附近温度一致将双色水位计的管路包上保温层4号机组双色水位计张宏宇2012年09月25日10月20日2参比水柱管路不合理参比管路重新布置参比管路符合相关规定要求正负压侧取样管路设有水平散热段。水位计现场侯占忠2012年09月25日11月20日3平衡容器安装高度不一致DCS逻辑内进行参数修正消除安装高度引起的偏差按照平衡容器高度偏差的大小，在DCS逻辑内进行相应的参数修改，减小偏差。工程师站张宏宇 2012年09月20日11月20日制表人：张宏宇 制表时间：2012年9月21日九、对策实施根据对策表组织实施实施一消除局部热源的影响措施1将双色水位计的管路包上保温层改造前改造前双色水位计下面的管道暴露在外面，向周围输送大量的热能，使附近的环境温度升高，影响汽包水位测量的准确性。改造后结论加上保温层后，减少了管路的散热量，每台水位计环境温度相差不到1度，使汽包水位偏差减小2-5mm。实施二参比管路重新布置措施1根据汽包水位测量系统，将正压侧仪表取样管从外置式单室平衡容器侧面引出，引出后按1：100 下倾延伸一米以上。正压侧仪表取样管延伸的目的是让平衡容器内的热量沿取样管水平传递，使取样管垂直段（参比水柱）接近环境温度。由于参比水柱处于低温区，因此即使不考虑温度补偿，也不会因为室温变化而导致过大的水位测量偏差。改造前改造后结论改造后参比水柱温度与环境温度一致，不随汽包内部工况的改变而变化，能够消除汽包水位测量的绝大部分偏差。实施三DCS逻辑参数修正措施1根据汽包水位平衡容器实际安装位置和汽包水位中心线的差值，将每个汽包水位在DCS逻辑中进行修正，减小系统误差。改造前汽包水位1零水位基准值557汽包水位2零水位基准值557汽包水位3零水位基准值557汽包水位4零水位基准值557改造后汽包水位1零水位基准值558汽包水位2零水位基准值557汽包水位3零水位基准值551汽包水位4零水位基准值561结论修改后汽包水位偏差最大减少9mm 结论：全体实施负责人都在规定的时间内完成对策实施，全部达到对策目标。十、效果检查1、改造前后测量数据对比改造前，随机检查汽包水位的测量偏差较大的数据：#4锅炉汽包水位（#1、#3同侧，#2、#4同侧）日期7月2日 21：557月12日 07：517月16日 09：577月27日 18：428月2日 20：188月15日 08：168月20日 10：558月26日 15：39机组负荷478MW440MW300MW600MW455MW420MW357MW587MW#1汽包水位-63mm-76mm112mm-97mm-68mm64mm35mm-35mm#2汽包水位-0.5mm3mm133mm-44mm-15mm15mm-14mm26mm#3汽包水位-58mm-80mm86mm-86mm-49mm58mm42mm-40mm#4汽包水位-5mm6mm129mm-34mm-12mm19mm-8mm19mm最大偏差62.05mm86mm47mm63mm56mm49mm56mm66mm 改造后，随机检查汽包水位的测量偏差较大的数据：#4锅炉汽包水位（#1、#3同侧，#2、#4同侧）日期11月02日 13：0111月13日10：4011月25日 09：5711月28日 21：1412月01日 15：2112月06日21：2012月14日 10：2412月25日 22：23机组负荷349MW525MW304MW600MW426MW589MW308MW566MW#1汽包水位-13mm-44mm-19mm3mm-17mm16mm23mm-32mm#2汽包水位-38mm-26mm9mm-15mm-26mm1mm55mm-59mm#3汽包水位-12mm-41mm-20mm14mm-6mm20mm25mm-47mm#4汽包水位-23mm-19mm5mm-12mm-29mm-5mm53mm-55mm最大偏差26mm25mm25mm29mm23mm25mm22mm27mm改造前后抽查水位最大偏差对比从以上检查结果可以看出： 通过2012年11、12月份汽包水位运行情况来看，汽包水位测量准确，连续观察50天，汽包水位偏差保持在合格范围内，只有在负荷变化较大时偏差才会稍有增大，且持续时间非常短，最大偏差为29mm，满足汽包水位测量要求。改造后的汽包水位测量误差大大减小，能够真实有效的显示汽包内部水位的情况，达到了国家相关标准的要求，提高了水位自动控制的精确度。2、社会效益本次改造完成后，汽包水位测量准确，自动调节精确，较少了运行人员操作设备次数和相关设备动作次数，经济效益明显。水位测量准确后，减少了水位过高、过低的次数，增加了机组的安全性能。本次QC活动，我们运用热控及分析仪表相关专业知识理论，并结合一些新的技术资料，对单室平衡容器汽包水位计的相关资料及我厂的汽包水位系统进行了全面细致