凝汽器真空显示偏差原因分析和消除

凝汽器真空显示偏差原因分析和消除

梁火南1王鹏

阳江核电有限公司，广东阳江 529541）

摘要：阳江电厂同一侧凝汽器真空压力变送器在日常期间显示存在偏差，特别是在外界环境温度变化时，仪表显示偏差达到电厂的仪表检查比较降级标准，针对仪表显示异常的分析，发现真空表取样管线布置较长，弯折较多，倾斜度不足，进而导致取样管线出现水封问题，影响了仪表的测量。对仪表的取样管线的改造，有效解决了仪表显示偏差问题，结果显示测量仪表取样管线的布置对凝汽器真空仪表测量结果有一定的影响。

关键词：凝汽器；真空；取样管线；水封

0引言

凝汽器设备作为汽轮机的重要组成部分，其真空环境的好坏关系到电厂发电的效率，因而，在电厂的日常发电过程中，需要特别关注凝汽器的真空情况。现场的真空情况， 需要通过其真空测量仪表进行监测和反馈显示，其测量信号涉及到系统控制逻辑，因而真空测量仪表的异常会导致相关系统的控制。

1背景及故障简述

阳江某核电厂凝汽器真空压力表在机组日常运行期间，同一列三个仪表显示存在偏差，交叉比较存在降级的情况。凝汽器真空表在机组正常运行绝对压力为4.78kPa.a，当凝汽器绝对压力大于20kpa.a（三取一）时，触发凝汽器真空低报警，绝对压力达到30kpa.a为凝汽器真空低汽机脱扣值，并经三取二发出跳机信号，且该仪表安装在西门子PCS7卡件，在处理期间，无法进行强制。日常期间，若仪表出现偏差降级，需要进行处理时，原保护逻辑降为二取一，若在处理过程中出现另外一个仪表异常，则会触发保护逻辑，可能会引起机组跳机跳堆。

图1  仪表控制相关逻辑

以1号机为例，凝汽器压力仪表表1/表2/表3为显示分别为6.21kPa.a/5.93kPa.a/7.77kPa.a，其中表2/表3两者偏差为1.84kpa，已达到电厂交叉比较降级标准。

2仪表显示异常原因分析

凝汽器分为A/B两列，一列有三个压力变送器，输出信号送至TCS机柜内进行数据采集、处理和输出，最终在TCS上进行显示和逻辑控制。为排查凝汽器真空压力表显示偏差的原因，对真空压力测量情况，现场管线布置以及仪表的情况进行检查分析。

2.1 测量仪表显示异常

该电厂其真空压力测量仪表使用罗斯蒙特压力表送器，压力表送器异常会导致仪表输出仪表，现场对仪表检查校验，仪表校验合格，分析判断仪表无异常。

2.2 仪表管线布置检查

仪表的安装取样管线的布置情况，对真空的影响较大，现场的安装条件若不满足安装要求，对仪表的测量存在一定的影响。检查发现凝汽器真空压力表安装在6米平台，取样口在0米平台上方1.5米左右的冷凝器上，三个取样口分布在凝汽器的三个平面，然测量仪表安装在6米的栅格板平台上，取样管线长度超过10米，且水平取样管线长度超过8米，上升管线较短，管线弯曲转折较多，倾斜度较小，没有一个平缓上升的过程，这样子容易产生水封现象，对测量结果造成影响，分析判断仪表取样管线布置不合理，可能会导致仪表显示异常，从而导致三个仪表显示存在偏差。

针对仪表取样管线布置过程，弯折过多，倾斜度不足的情况，电厂人员对仪表取样管线进行临时更改，在取样口开始，将取样管直接引出，过程中取样管线不弯折，直接从取样管到仪表，更改取样管线后，发现仪表测量偏差减小，有一定的改善作用，因而分析认为真空测量仪表显示存在偏差与仪表管线布置的存在一定的关联性。

另外，在执行仪表偏差处理时，将仪表拆下，将取样管线对空，使空气进入取样管线，真空将积水抽走，一分钟后重新安装仪表，仪表显示恢复正常。进一步说明了真空仪表显示偏差与取样管线水封问题存在相关性。

2.3 信号回路检查

仪表信号回路异常也会导致测量仪表显示异常，仪表信号回路异常主要包括接线异常，信号采集处理卡件异常。检查现场仪表时，对仪表接线进行检查未见接线紧固，未见信号接线松脱等情况，在就地给模拟信号（4-20mA），主控显示压力与模拟信号一直，分析判断信号回路无异常。

2.4 取样管线泄漏

取样管泄露会导致仪表测量的真空异常，影响仪表的实际测量，电厂人员在现场处理仪表显示仪表偏差时，对仪表取样管线进行检查，未发现取样管线泄漏问题。

3   故障处理

根据以上检查分析，认为取样管线布置不合理，取样管线水封，从而导致仪表显示异常，因而致使同一列凝汽器三个仪表显示不一致，故对仪表取样管线布置进行优化，真空压力变送器显示不一致问题理应得到改善。

3.1 重新布置取样管线

为了最大限度的缩短取样管线减小形成水封的可能，将变送器位置移位到对应的取样点正上方，减少取样管线长度和弯折，重新布置取样管线走向，尽可能提高管线倾斜度，减少取样管线积水的可能，从而避免取样管线形成水封，影响仪表测量。

3.2 将取样管线变粗

为了进一步减少取样管线形成水封的可能，将当前的取样管线加粗，将原来的取样管线的口径由φ14修改为φ18。

3.3 取样口隔离阀流通口径增大

真空表从取样口出来，经过一个隔离阀，隔离阀流通能力的大小也会影响仪表管线的情况，隔离阀流通口径太小，容易出现积水的情况，因而有必要对隔离阀的通流口径加以考虑，进一步排除仪表测量异常问题。原隔离阀的流通口径为φ6，分析认为一次隔离阀为取样管的最低点，且流通的口径较小，存在液封的可能性更大，因而改进时对隔离阀进行重新选型，选取流通口径更大的阀门，新选的隔离阀流通口径为φ10，对比原型号阀门，流通口径提高60%以上。

2023年2月份，在机组大修期间，对测量仪表取样管线进行优化。机组起机后，仪表显示偏差在合理范围内，运行一年期间未曾出现过仪表显示偏的问题，即仪表取样管的液封问题不再复现，本次优化成功解决了仪表显示偏差大问题。

图2 取样管线修改前真空表显示趋势图

图3 取样管线修改后真空表显示趋势图

4   结论

凝汽器真空压力测量偏差问题，经了解各个电厂或多或少存在一定的偏差，或者当机组瞬态时出现取样管线液封问题，导致仪表显示异常。本次阳江电厂结合现场实际情况，采取增加取样管的口径、减少取样管线的弯折、提高水平管线的倾斜度和调整隔离阀的安装方式的措施，系统投运后，凝汽器真空表显示恢复正常，偏差在合理范围内，故可明确凝汽器真空表显示偏差很可能就是取样管线液封导致。

5   结语

在实际的发电厂作业中，凝汽器真空起着重要作用，其真空度异常下降，影响汽轮机组的正常使用，增加发电成本。而现场的测量仪表作为凝汽器真空监测的重要组成部分，在日常过程中，它的状态的好坏不容忽视，出现异常时需要及时分析原因，查找故障点，确保仪表测量的准确性，否则，任由其发展恶化，将会带来一系列的问题，影响机组的安全稳定运行。

参考文献：

工作日常仪表故障分析情况介绍，无需参考文献。

作者简介：梁火南（1987），男，广东罗定人，工程师，主要研究常规岛给水控制回路仪器仪表控制。

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