GJT汽包电接点水位计说明书总结.docx

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GJT汽包电接点水位计说明书总结

GJT2000—A系列

专利号

ZL95240748.5

ZL00221057.6

江苏淮安维信仪器仪表有限公司

GJT2000-A汽包水位电接点测量筒说明书

（专利ZL95240748.5、ZL00221057.6）

0.前言

长期以来，汽包水位监视主表与保护仪表的准确性与可靠性不能充分满足保护停炉和手动停炉的需求，原因在于：

①电接点水位计测量筒存在严重取样负误差，满水停炉实测值偏低可达200mm，以致保护动作时饱和汽早已严重带水，相当于保护动作严重滞后；电极泄漏率高、水质差，电极易污染，需频繁冲洗，导致传感可靠性差。

②差压水位计，因实测值漂移因素多，稳定性差，测量误差模糊，排查实测异常的难度大，可信性较低，又因保护实测值实际传动校验结果模糊，运行人员往往不敢果断手动停炉，不敢从点火起投停炉保护。

淮安维信独家研制的GJT2000-A系列汽包水位高精度电接点测量筒，经历近十年运行考验和已有200余台应用于监视主表与保护的业绩证明，解决了水位保护停炉和手动停炉的准确性与可靠性难题，被《火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定》的《编制说明》誉为“电极式水位测量装置技术有较大突破”，也是修正原国家电力公司关于“应以差压式测量为准”、“保护应取自差压变送器信号”规定的主要技术支撑之一。

因此，新规定明文要求“配置的电极式水位测量装置应是经实践证明安全可靠，能消除汽包压力影响，全程测量水位精确度高，能确保从锅炉点火起投入保护的产品，不允许将达不到上述要求或没有成功应用业绩的不成熟产品在锅炉上应用。

1.高精度取样与高可靠性传感的原理

GJT2000-A测量筒取样原理见图1。

在测量筒内部设置水柱内置式敞口汽笼加热器，利用饱和汽加热水柱。

加热器由不同传热元件构成，加热方式有内热和外热，内热既有水柱径向传热元件，又有轴向分层传热元件。

加热汽水流程是，饱和汽进入加热器，放出汽化潜热所产生的凝结水，由排水管流至下降管。

排水管裸露。

合理选择排水管与下降管连通点的标高，可保证在6.0MPa压力时，排水管中水位在加热器之下0.5m，在压力低于1.0MPa时水位才会接近加热器底部，所以，加热系统能适应锅炉变参数运行，保证全工况真实取样。

GJT2000-A测量筒设置有伸高冷凝器，在取样系统所形成水样置换流程是，饱和汽进入伸高冷凝器，冷凝产生的大量凝结水经疏水管进入水室，再经水侧取样管流向汽包。

经计算，由于冷凝器冷凝在汽侧取样管中所引起流速增加很小，取样附

—10—

加误差可小至忽略不计。

该流程作用：

①凝结水温度为饱和温度，可提高水柱平均温度。

②大量纯净水进入水柱，将原有部分水样压回汽包，水样为有源“活水”，实现水质自动净化。

③在水侧取样管中形成连续流向汽包的高温水流，当汽包水位急速升高时从水侧取样管返回水室的水温依然接近饱和水温度，不仅可减小水位升降动态附加误差，还可有效防止锅水中脏物进入测量筒。

④锅炉运行中可以不必升降汽包水位定期进行满水和缺水保护实际传动校验。

其原理由见图3，关闭水侧取样截门切断流向汽包的水流后，测量筒内水位自动上升，由于设计的冷凝水流量大，在额定工况下几分钟就可使测量筒“满水”，在“满水”过程中即完成高水位定值测量试验及其开关量信号传动校验。

然后开排污门放水可使测量筒“缺水”，完成低水位定值测量试验及其开关量信号传动校验。

由于GJT2000-A型测量筒采取多重措施使取样水柱温度与汽包内饱和水温度相等，测量筒内的质量水位与汽包内水位相等，电极如同在汽包内检测一样，实现了全工况全量程高精度取样与传感测量。

按GJT－2000A测量筒取样测量监控汽包0水位长期运行，在汽包壁上所形成水迹中心线与锅炉厂规定的0水位线偏低值不大于30mm，证实GJT－2000A测量筒取样测量值已逼近汽包内实际水位。

所以可保证电接点水位计用于主表监视和停炉保护的准确性、稳定性、可信性。

与普通测量筒相比，GJT2000-A测量筒内的汽、水与水柱之间热交换的热流密度大得多，即加热或冷却水柱的速度快得多，故取样水柱对压力变化的动态响应快得多，水柱相似直径又小得多，水位升降动态附加误差小。

GJT-2000测量筒内有稳定热源，故对取样管道长度要求宽松于旧型测量筒，有利于现场安装布置和便于维护。

多重技术措施使取样水柱上下温度均匀，可减弱水位升降对电极的热冲击。

取样水质好，可减轻电极污染，可减弱仪表测量电流对电极的电腐蚀，可延长电极的寿命，实现3年检修周期免排污。

图2测量筒外形图

1－排污管，2－排水管，3－固定座，4－压盖，5－电极，6－环形焊缝，7－铭牌，8－起吊孔，9－伸高冷凝器，10－汽取样管，11-0位标志线，12-地线板，13－水取样管，14-筒体。

配套RDJ-2000型机械柔性自密封电极专利组件，压力愈高，机械密封愈紧，密封件有良好的回弹性能，有足够的密封力保证不泄露，又可减小电极的预紧密封力，使一般女工就能安装电极。

电极上仰安装，可有效防止挂水。

上述技术措施的综合，实现了GJT测量筒高精度取样、高可靠性传感。

2.GJT2000-A测量筒专利技术外形特征

测量筒外形见图2，其专利外形特征：

（1）带有伸高冷凝器，汽侧取样管以上的筒体比普通测量筒高出很多。

（2）电极组件为机械柔性自密封组件。

3.GJT2000-A测量筒性能特点

☆高精度取样：

取样水位与汽包内质量水位相同，且逼近汽包内实际水位，使主表监视与报警可信。

☆可消除压力与环境温度影响，能适应变参数运行，可于点火时投入停炉保护。

☆压力变化响应快，水位升降时动态附加误差小。

☆可不必升降汽包水位进行水位保护实际传动校验，校验易行、准确可信。

☆水质好，水阻高，排污周期长，可延长电极寿命。

☆电极与测量筒之间机械密不泄漏，电极拆装方便，一般女工就能拆装。

☆对取样管道长度要求宽松。

4.取样系统正常运行的某些特征

☆测量段、伸高冷凝段、距测量筒400mm排水管的表面温度一致，水侧接管座处表面温度与前者相接近。

☆排水门长期关闭再打开时，会出现水位飞升大辐度再回落到稳定值的正常现象。

（分析：

在开门前加热器已积满水，开门后积水迅速排出，取样水柱受饱和汽快速加热而膨胀；由于加热器容积与测量筒内汽室容积的比值较大，积水迅速排出降低汽室静压；汽室静压降低可能会引发生内沸腾。

这三方面原因使水位迅速升高。

随着饱和汽从汽侧取样管不断进入汽室，而使汽室静压回升，随着加热过程的推延，水位逐渐下降趋于稳定值。

）

☆关闭水侧门切断流向汽包的水流后，水位会以较快速度上升，几分钟就可使测量筒“满水”。

5.规格型号定义与主要技术参数

规格型号由GJT2000-X1X2X3表示，Xn为代表不同含义的大写字母或数字。

X1表示结构与用途：

A－主表、保护仪表，M－满水监视，Q—汽包全程水位监视；X2表

示额定压力：

Y—亚临界压力，C—超高压，D—高压；X3表示电极数量。

例如GJT2000-AY19，则是19点亚临界压力、作为主表监视的测量筒。

用户应了解规格型号命名约定方法，以便正确书写定货清单。

技术参数

☆额定压力：

亚临界压力20．6Mpa，试验压力31Mpa；超高压15．8Mpa，试验压力24Mpa；高压11．8Mpa，试验压力18Mp。

☆水柱平均温度低于饱和水温值≯1℃；取样负误差≯3mm。

☆取样水柱更换率20次/小时。

☆测量筒初装彻底冲洗后，免排污平均周期3年。

☆电极平均寿命26000小时，机械密封不泄露压力≮32Mpa。

☆汽、水侧管接头中心距mm，0位与水侧接管中心距mm；相邻电极最小中心距15mm，电极数量：

点；电极分布符合用户要求：

0、±、±、±、±、±、±、±、±、±

☆要求配套电测仪表的临界水阻（电极对地电阻）范围：

10-300kΩ。

☆测量筒与接管座材质20GGB5310。

汽、水取样接管口规格：

φ×，排水管口规格：

φ×，排污管口规格：

φ×。

☆筒体长度：

小于1620mm；筒体重量约60kg。

6.测量筒及取样系统安装

本说明书根据相关技术规定，GJT2000-A测量筒特点，以及很多用户实用经验而编订，是用户现场安装、使用的技术指导书。

建议用户在安装、投运、维护之前，务必详细阅读了解相关技术要点，遵循相关规定。

6.1测量筒定位

6.1.1测量筒安装地点

测量筒应安装在便于维护地点，并尽可能缩短汽、水取样管路。

由于测量筒内

有稳定的加热源、取样管路流速较大，取样管路可加长到3.5m左右。

6.1.2测量筒的支撑

GJT-2000A测量筒比普通测量筒重得多，应安装支架支撑。

当取样管路短于1m，且取样管外径小于42mm情况下，方允许以取样管路悬挂安装测量筒。

支架上应有U形槽，测量筒的汽水接管座位于U形槽中，使取样管座能沿管路热膨胀方向自由移动，防止测量筒在热态下倾斜导致电极挂水。

。

6.1.3测量筒安装“0”位定位

☆测量筒顶部有悬吊孔，应利用三脚架等装置吊起测量筒，取样接管座放入支架承载槽中，维持测量筒直立姿态。

☆筒体上有“0”位标志线，表示电极头部中心标高。

应以罐水的透明U形软管测量“0”位标志线与汽包0水位线的偏差，调整U形槽内支撑点高度，使“0”位标志线与汽包0水位线的高差小于2mm。

那么，测量筒的汽侧、水侧接管座接口标高就已确定。

图3测量筒取样系统

MQ-汽取样门，MS-水取样门，PW-排污门，ZP-专用排污门，PS-排水门，1-一次门，2-二次门。

☆测量筒倾斜过大会导致电极挂水。

应以线锤吊线或水平尺检测、调整的测量筒直立度，筒体倾斜度应不大于0.5度，或目测筒体没有明显倾斜。

6.2管路截门系统安装

测量筒取样系统见图3。

取样系统投运后，要进行冲洗、诊断试验，以及水位保护实际传动校验，各个截门要反复进行开关操作，为了保证截门可靠关断，使测量筒与汽包可靠解列，建议用户，汽侧与水侧取样管路、排水管路、排污管路应配置一、二次串联截门，以便二次门作为冲洗、诊断试验的工作阀门，保护一次门，延长一次门无泄漏、全关断的运行周期。

专用排污门ZP用于处理排水管路堵塞故障。

6.2.1汽、水取样管路敷设

☆水侧取样管路向汽包侧的倾斜度可小于1∶100，测量筒水侧接管比汽包水侧测孔高5—10mm即可（解释：

GJT2000-A水侧取样管路中流向汽包的水流速度远远大于普通测量筒水侧取样管中的水流速度，可有效防止锅水中脏物进入测量筒，防止脏物沉淀堵塞）。

汽侧取样管路向测量筒的倾斜度可小于1∶100，只要测量筒汽侧接管座比汽包汽侧测孔低5—10mm即可。

汽侧取样管路也可以水平（解释：

GJT2000-A测量筒已有综合措施使水柱温度等于饱和水温，不需要将汽侧取样管路中的凝结水引入测量筒提高水柱温度，以免增加安装工作量）。

☆汽取样管路中途不允许有U形弯，以免形成“水塞”影响正常取样。

☆汽、水侧取样截门MQ、MS的门杆应处于水平位置。

6.2.2关于在下降管上开排水孔、安装接管座

☆排水孔至汽包中心线垂直距离应在15m左右。

如果下降管在汽包中心线下15m至18m管段范围内有备用的接管座，也可以用作排水接管座。

对于强制循环锅炉，强制循环泵出口母管上的备用的接管座不宜用作排水接管座。

☆按《水管锅炉受压元件强度计算》GB9222－88标准计算，在下降管开φ10、或φ8孔，远小于未加强孔允许最大直径，不影响下降管承压强度。

不少用户为此向锅炉厂咨询，锅炉厂都答复允许开孔。

☆每台测量筒排水管应独立接至下降管，不允许几台测量筒或其它测量装置排水管采用并联母管连接于下降管。

如果几台测量筒的排水管需要连接到同一根下降管上，则各自的排水接管座的彼此距离应不小于0.5米。

☆如果不用接管座，而是将排水管与下降管直接相连，图4的焊接与坡口可供参考，应以全氩弧焊焊接，焊接时应特别注意防止焊液局部堵塞排水管内孔。

如果堵塞将影响排水和测量。

由于形成排水的静压头较小，局部堵塞易引起排水不畅，导致加热器积水。

图4焊接与坡口

6.2.3排水管路的敷设

☆排水管应选用能承受高温高压、耐腐蚀的管材。

最好选用本锅炉所用不锈钢热工仪表管，规格通常为φ14×2。

如用20GGB5310锅炉管，规格通常为φ16×3。

排水管安装前应进行通气试验，确保无堵塞。

☆测量筒附近的排水管走向不应限制测量筒随着取样管热膨胀引起的移动。

不允许将排水管安装在仪表管路保温腔内。

☆在大致水平走向的管段，向下降管侧应有明显下倾，不允许中途有U形弯，以防止脏污堵塞和冬季停炉放水后结冰，影响加热系统可靠工作。

☆排水管沿途应有关卡固定。

☆排水一次门PS1以及排水专用排污门ZB，应在靠近下降管处有步梯的位置，如因标高限制而悬空安装，应搭构平台。

二次门PS2应安装在测量筒附近6.2.4，排污管路安装

☆排污管口应引到距离排污门不远的无人可到之处通大气，以便确认测量筒是否在排污冲洗状态，可方便地确认测量筒是否卸压至0，保证检修人身安全。

☆不允许将排污管接至连续排污扩容器系统。

否则，临检时无法将测量筒卸压至0，不能保证检修人员安全，且无法诊断排污门是否内漏和监视排污冲洗。

6.3保温与裸露部分及安全防护

◎应裸露的有：

汽侧管取样管以上的筒体，排水管。

◎应良好保温的有：

汽侧取样管以下的筒体，汽水侧取样管路及所有截门，测量筒附近以及靠近步梯的部分排水管段。

图5RDJ-2000B电极组合

◎裸露的排水管段应悬挂“勿靠近高温”警示牌。

在运行中，一、二次排水门应悬挂“禁止关闭”警示牌。

◎采用20G排水管应涂高温防腐漆。

◎测量筒应有可靠的防雨措施。

6.4RDJ－2000B电极拆装、接线

6.4.1电极安装

☆电极安装前应检查电极芯与头部的阻值应为0，电极芯对电极肩盘的绝缘电阻应大于20MΩ。

☆电极、石墨环、衬垫、压盖组合见图5。

注意：

石墨环多于2个反而不利于密封。

清理出固定座中残存的石墨密封碎屑后，手推电极、石墨垫、衬垫组合插入固定座底部密封函室中。

应在压盖螺纹上涂汉高乐泰抗咬合剂后，套过电极，拧入固定座挤压石墨密封环。

☆为了在运行3年后能方便地拧出压盖更换电极，规定拧紧压盖的注意事项如下：

●在技术理论上应明确，在额定压力下自密封组件能自动产生很大的自紧力，在亚临界压力下自紧力可达900公斤力，不需要象普通电极组件那样施力拧紧压盖，否则会使固定座的螺纹受力过载而变形，很难拧出压盖，甚至会损坏固定座。

●必须在压盖螺纹上涂最好的抗咬合剂。

目前性能最好的是汉高乐泰抗咬合剂（有效期长，国内有销售，电厂已广泛已使用）已取代二硫化钼或铅油。

如暂时没有汉高乐泰抗咬合剂，可使用二硫化钼或铅油。

严禁不使用抗咬合剂安装电极。

●使用扭力扳手拧紧压盖，按测量筒使用压力施加扭矩：

亚临界压力为86牛.米；超高压为83牛.米；高压为80牛.米。

●如没有扭力扳手，可用30×32梅花扳手，或用长度不大于375mm的活动扳手，参照扭矩规定、凭经验施力拧紧压盖。

有的用户规定由“女工安装、男工拆卸”的经验值得借鉴。

●严格禁止在扳手柄上加套管拧紧压盖，否则将引起众多固定座螺纹损坏。

6.4.2电极拆卸

拧出压盖，将拆卸板（外径φ36、中孔φ11.5、厚5）套过电极，贴近固定座端口，电极尾部拧上M10×1.5螺母，即可将电极从固定座中轻松拔出。

6.4.3接线

◇将铜接线端子连接于电极芯，再连接电极引线（高温绝缘线）。

◇筒体地线板有2个孔，供2套螺钉螺母分别连接同一根接地线之用，以保证接地可靠。

测量筒两侧各有1根圆柱，供生根焊接“┫”形钢筋件（由用户制作）。

相邻两列电极引线（包括接地线）捆成把，捆绑在钢筋件上。

◇不应以两个半筒形罩罩住电极接线座、引线和线把，否则某个电极万一泄漏将影响其它电极工作。

（注释：

尽管RDJ－2000自紧密封电极组件密封可靠性远高于普通组件，但可靠性只能接近1而不等于1，不能绝对避免泄漏。

）

7.测量筒取样系统冲洗

在测量筒制造和取样系统安装中难免有焊渣与脏污，正式投运前必须进行冷态冲洗和热态冲洗。

可参阅图1、图3了解冲洗方法、流程与步骤。

各项冲洗均以关闭排污门（或专用排污门）结束。

在冲洗、投停以及运行诊断时，为保护一次门，应执行串联一、二次门截门操作程序：

开管路截门，应先全开一次门后，再开二次门；关闭管路截门，应先全关二次门后，再关一次门。

7.1冷态冲洗

在锅炉水压试验压力升至4-6MPa时进行冷态冲洗。

冲洗方法与步骤如下：

（1）用专用排污门ZP冲洗排水管和水侧取样管（此法仅用于新装系统首次冲洗和排水管堵塞处理）：

汽侧门MQ、排水PS1门、排污门PW关；水侧门MS、排水PS2门开；开专用排污门ZP，则同时冲水侧取样管和洗排水管（冲洗流程：

锅水→水侧取样管→水侧门→测量筒汽水室→加热器→PS2门→排水管→专用排污门ZP）。

（2）冲洗汽侧管路：

水侧门MS、排水门PS、专用排污门ZP关闭，汽侧门MS全开；开排污门PW冲洗汽侧管路和汽水室。

冷态冲洗结束，排污门、备用排污门关闭，其它门全部开启，测量筒试运。

7.2首次热态冲洗

在锅炉启动压力3-4MPa时进行热态冲洗,步骤与方法同于新装系统首次冷态冲洗，见7.1节。

注意：

用专用排污门ZP冲洗排水管，仅限于新装系统首次冲洗和排水管堵塞处理。

投运后定期冲洗排水管用排污门。

7.3热态冲洗后转投运

热态冲洗后的各个截门状态：

水侧门MS、排水门PS、排污门、用专用排污门ZP关，汽侧门全开。

此时先开排水门，观察二次表指示水位不断升高（因为有冷凝水进入水室），当水位指示+50以上时（目的在于防止汽包内的脏水进入测量筒污染电极），开启水侧截门，则取样系统投入运行。

8.测量筒正常维护及运行诊断

8.1运行维护

△电极更换周期为三年左右，应按此周期定期更换。

△测量筒在锅炉酸洗时应退出运行。

因监视需要必须参与酸洗，酸洗后应全部更换电极。

酸洗后应按

7.1、7.2冲洗。

△定期巡检接地线接地、接线座与电极芯、接线座与电极引线连接是否良好。

8.2测量筒运行故障解列、消缺后冷态投运

在锅炉运行期间测量筒因故障消缺检修，必须在关严汽、水侧截门、排水门与锅炉系统解列后，再缓慢开启排污门卸压为0，方可进行消缺检修。

消缺之后的投运属于冷态测量筒投入极热态投运，步骤如下：

（1）稍微开启汽侧截门，当听到测量筒内有进汽声后停止开启，预热5分钟后再全开（目的在于减小电极热冲击，减小电极寿命损耗）。

（2）开排水门，投入加热系统。

（3）观察二次表指示，当水位指示+50以上时开启水侧截门，则测量筒投运。

8.3取样测量异常现象的诊断与处理

8.3.1取样水位偏低

（1）原因一：

电测表异常

GJT2000-A测量筒的水质好，水柱顶部几点电极对地水阻高可达120kΩ，如果电测表的临界水阻值设置过低，水柱顶部几点电极将误判在汽中，显示偏低。

排查：

拔下电测表插头，测量电极对地水阻判断取样水位，如果电测表显示与之不符，表明测量筒取样正常，属电测表问题，应予处理。

如果取样水位与电测表显示一致，则属取样问题。

（2）原因二：

排水管路堵塞，致使加热器局部积水很高，甚至满水，加热器的一段或全段不能加热。

△红外线测温仪测量：

测量段表面温度明显低于伸高冷凝段；距测量筒400mm的排水管温度更低。

排水门开启后，水位无变化。

表明排水管严重堵塞。

处理：

按7.1中

（1）节所述方法，用专用排污门ZP冲洗排水管路。

△排水门关闭30分钟再开启后，水位上升幅度较小，且没有水位飞升到上限后再回落的现象，表明排水管路局部堵塞而排水不畅，导致加热器部分积水。

用排污门PW冲洗排水管路：

汽、水侧门关，排水门PS开；开排污门PW，锅水自下降管进入排水管、加热器、汽水取样室冲洗。

如处理未果，再用专用排污门ZP冲洗排水管路。

如果排水管路仍有局部堵塞，可能属于焊接局部堵塞，或排水门有问题，应解列检查，疏通排水管路。

8.3.2水位测量偏高

（1）现象1：

水位变化比较灵敏。

原因：

汽侧管路不畅或堵塞。

（2）现象2：

水位测量偏高很多，甚至到上限，水位变化缓慢。

原因：

水侧管路不畅或堵塞。

（3）处理：

冲洗汽侧、水侧管路。

8.3.3汽包内的汽、水流干扰

现象：

在锅炉负荷变化，燃烧方式改变，炉水循环泵运行方式不同时，取样水位偏高或偏低，且偏差值变化不定。

检查测量筒及其测量管路均属正常。

可诊断为汽包内汽水流干扰引起测量异常。

停炉后应检查汽包内设备是否有异常，是否会汽水流干扰测孔取样。

处理：

把取样点移至汽包封头；在原取样点周围加装屏蔽装置。

9锅炉运行中进行高、低水位保护实际传动校验的方法与步骤

9.1确认已解除水位停炉保护，但保护系统仍发出高低1、2、3值报警信号。

9.2关闭水侧门，水位可将上升至上限，先后发出高1、2、3值报警信号。

9.3关闭水侧门、排水门关；缓慢开排污门放水，水位下降先后发出低1、2、3值报警信号。