浅析大型火电厂水系统垂直管道上差压取样时负压侧的补偿问题

马晓卫

西北电力建设第一工程有限公司

摘要：本文就大型火电厂水系统垂直管道上热工差压仪表取样时负压侧的补偿问题进行了简单的阐述和分析，判明优劣，以便在今后的现场施工中更好地应用。

关键词：垂直管道；差压取样；补偿

前言

在大型电厂安装施工过程中，在水系统垂直管道上进行差压取样时，常常会因取样交底人的不同而出现一些差异。比如，有些工程采取抬高负压侧管路进行静压补偿的办法；有些电厂则不采用这种所谓抬高负压侧管路进行静压补偿的方式，仍然使用传统的施工工艺，从一次门后引出，按一定的坡度直接接到仪表上，正接正，负接负。针对这种现象，我们在这来分析一下这两种差压取样方法的优劣性，确定最佳施工方案，保证差压取样值的准确性。

一、安装取样

在这里，我们以测量电动给水泵前置泵入口滤网差压的变送器的安装取样以及测量为例，就二者不一样的地方进行比较说明。

首先，我们按照差压变送器安装取样的传统施工工艺来分析。安装取样方式如示意图一。

1、从施工现场零米算起，除氧器一般的安装高度都在12米以上，电动给水泵前置泵则安装在零米。除氧器到前置泵入口滤网的高度差最少都在10米以上。

2、从示意图一中可以看出，滤网是安装在垂直管道上的，滤网前（上面）的取样管路接差压变送器的正压侧，滤网后（下面）的取样管路接差压变送器的负压侧。差压变送器则安装在取样孔的下方，以便取样管里聚集的气泡排入给水管道。取样管路看上去简单明了，安装也比较方便。

3、对于差压变送器就正、负压侧取样点而言，似乎存在着一个高度差D。但仔细一分析发现，这个高度差D只有在系统隔离或机组停机以后拆除滤网检查时，在滤网到除氧器之间的管道里的水排放干净以后才存在。简而言之，就是在检修滤网时，差压变送器才能测量出这个高度差D。这丝毫不影响系统或机组正常运行时的差压测量。

4、就测量差压这套装置来说，它与给水管道、水系统是连通的，把这些管道、设备等连在一起就构成了一个测量的整体。在水系统运行或机组启动期间，这套差压变送器的取样管里到给水管道里，直到除氧器全都充满了水。差压变送器正、负压侧距离除氧器的高度始终是一致的，水所产生的静压同样也是一致的，正、负压侧不会存在任何形式的高度差，因此不需要任何修正或补偿。如果非要把这个测量整体分隔开来，比如放空給水管道里的水，那最终测量得到差压结果只能是冷态的、静态的，而不是热态的、动态的，就跟检修滤网时的情况一样，只能测量出一个高度差D，这显然不是这套测量装置的目的，更不是我们设想和需要的。

其次，我们按照差压变送器安装取样时采用抬高负压侧管路进行补偿的办法来分析。安装取样方式如示意图二。

1、在示意图二中，现场所有条件与示意图一的基本一样，唯一不同的地方，就是在安装取样时采用抬高负压侧管路的办法来进行静压补偿。

2、从示意图二中可以看出，差压变送器的负压侧管路抬高了一个高度差D，保持与正压侧取样孔平齐，从而保证了差压变送器正、负压侧的静压在任何情况下都能保持一致。这是此种安装取样方式唯一的长处。

3、针对示意图一中传统的施工工艺，我们可以看到，示意图二中上挑的负压侧管路明显增加了5米左右的管线，这无疑就增添了材料，加大了安装的工作量，增大了施工的复杂性，导致施工成本增长。

二、投运测量

首先，我们仍然先按照差压变送器安装取样的传统施工工艺来分析。

1、在系统或机组正常运行的情况下，带压介质（水）肯定是充满了整个管道，就示意图一而言，还包括上满水的除氧器部分。如果要使差压变送器测量准确，就必须按照正确的差压变送器投运方式来操作。

差压变送器基本投运操作方式和注意事项有以下五点：

1）检查差压变送器所有的二次门、排污门、平衡门是否关紧，没关紧一定要关紧，然后就可以打开差压变送器正、负压侧的一次门。此时打开一次门没有先后顺序，随意打开就行。

2）为防止铁锈、沙土等渣滓在仪表引压管内沉积、堵塞，紧接着必须要打开排污门，用强大的给水压力对差压变送器的仪表取样管进行冲洗、排污。反复冲洗几下，流出的水已变清就可以关闭排污门，但必须关严，不得有丝毫滴漏、渗漏。否则会影响差压变送器测量的准确性。

3）到这时，差压变送器投运的关键步骤就是先把平衡门打开，然后再开二次门。此时在开二次门时，正、负压侧可以不分先后随意打开。

4）等二次门打开后慢慢地再把平衡门关死，不能有内漏。否则同样会影响差压变送器测量的准确性。

5）需要提醒注意的是，投运差压变送器时，决不能先开差压变送器的二次门再开平衡门，这样先开正压侧二次门或先开负压测二次门的话，都会造成差压变送器不管是正压侧还是负压测单侧受压过大，均有可能使差压变送器压力膜片受到损伤，不论是压力膜片被击穿还是压力膜片变形，差压变送器都不能再进行准确测量。

2、差压变送器投运正确后，还必须检查变送器的接头、阀门接头是否有渗漏。如果有渗漏，必须处理完善，否则，差压变送器仍然不能准确测量滤网的差压。

3、最后重新再次确定差压变送器的量程是否和计算机里设置的量程一致，如果一致，集控室CRT上显示的差压数值一定就是差压变送器准确测量的结果。

其次，我们再按照差压变送器安装取样时采用抬高负压侧管路进行补偿的方式来分析。

1、在示意图二中，差压变送器的整个投运操作方式、过程及注意事项等，完全与示意图一是一模一样的，排除个别特殊因素的影响，最终差压变送器测量的差压值都应该是一模一样的。

2、但最终差压变送器测量的差压值二者肯定是不一样的，关键就在这个个别特殊因素的影响无法消除。下面简单介绍一下二者测量的差压结果为什么不一样。

1）在系统或机组正常运行的情况下，就示意图一而言，差压变送器正常投运以后，取样管里的水肯定有不少充满了空气的气泡。由于差压变送器安装在取样孔的下方，取样管里聚集的气泡很方便就顺着只有一个方向的管子，由低向高排入给水管道里，最终排到除氧器里去。这种情况下，差压变送器测量的差压值肯定是准确的。

因此，采用传统施工工艺安装的差压变送器在测量时是不存在个别特殊因素影响的。

2）但对于示意图二而言，在系统或机组正常运行的情况下，差压变送器正常投运以后，取样管里的水同样有不少充满了空气的气泡。所不同的地方，就是用来进行静压补偿被抬高的负压侧管路A，高出负压侧取样孔2米左右，时间一长，处于最高点的A处取样管里便会聚集不少气泡无法排放，而气泡传导压力的能力是具有弹性的，影响真正有多大根本无法估量。这种情况下，差压变送器测量的差压值肯定是不准确的，而且这种测量结果的不准确程度也是我们无法估算的。像这样的测量结果肯定也是不能被接受的。

因此，采用抬高负压侧管路进行静压补偿的办法来安装的差压变送器在测量时是存在个别特殊因素影响的，其测量结果是随时会产生误差的。

当然，如果要消除这个个别特殊因素的影响，也是有办法的，我们可以在A处（示意图二）取样管最高处加装一个阀门，随时可以手动开门，排放取样管里聚集的气泡。但这无疑又会增添材料，加大安装工作量，增大施工的复杂性。

三、其他情况

在这里，我们仍然以测量电动给水泵前置泵入口滤网差压为例，把差压变送器换成差压开关，再把以上两种方式简单比较一下。

1、在示意图一中，在系统或机组正常运行的情况下，差压开关正常投运以后，能准确测量出电动给水泵前置泵入口滤网差压是否大于报警值。例如300MW机组，前置泵入口滤网差压大于50kPa时，差压开关便会动作发出报警，提醒运行人员，滤网可能有堵塞现象，需及时清理或更换滤网。

在清理或更换滤网时，相当于系统被隔离，测量体系被分割，差压开关正、负压侧取样管里自身的水柱便有了一个高度差D，虽然差压开关能感受到，但高度差D只有接近2米，约等于20kPa，小于差压开关动报警值50kPa许多，差压开关根本就不会动作。一旦滤网清理或更换好，系统恢复完毕，测量体系重新汇通完整，整个系统也重新充满了水，这时，差压开关正、负压侧取样管里原有水柱产生的高度差D就会自动消失，一切都恢复正常。

2、在示意图二中，在系统或机组正常运行的情况下，差压开关正常投运以后，差压开关是否正常动作并发出报警值，仍然会受到被抬高取样管里（A处）聚集的无法排放的气泡的影响。影响的大小同样无法估量。

结论

综上所述，在水系统垂直管道上进行差压取样时，采用传统的施工工艺还是采用抬高负压侧管路进行静压补偿，要根据现场实际情况决定。采用传统的施工工艺进行差压取样，施工更简单省时、经济快捷，使用起来更方便，测量也更准确；采取静压补偿时，必须采取措施，排出最高点的气泡对差压变送器的影响。