负压环境下低加液位计安装问题的分析

　　1 设备概述

　　某电厂一期汽轮机为上海汽轮机厂与德国西门子公司联合设计制造的超超临界汽轮机，型号N660-28/600/620，低压加热器为上汽辅机厂生产的JD-1250型管式换热器，回热系统配置3台高压加热器、1台除氧器、4台低压加热器。7号低加壳程工作压力为0.0376MPa，壳程工作温度为74.4℃，8号低加壳程工作压力为0.0186MPa，壳程工作温度为58.5℃，配置VAGAFX65型导波雷达液位计。测量管路敷设如图1。

　　机组运行期间7号、8号低加液位测量经常出现液位大幅度波动有0～200mm左右，尤其在机组变负荷过程中更加明显，对测量筒进行检查，发现每次都有200～300ml的冷凝水排出。由于壳程抽汽系统经常工作在负压区间约30～55kPa(A)环境下，因此加热器壳程基本处于无水的工况，所以测量筒中冷凝水现象反映测量管路的通流存在问题。经过对就地管路温度的多点测量，发现在取样管路的第三个弯头处温差为5度左右，因此判断该出可能存在着节流或堵塞的问题。

　　在火力发电厂的仪表安装过程中，诸如此类负压测量管路较多。如凝汽器压力，低加液位等管路的安装过程中经常出现此类因管路敷设不合理而导致的测量问题[1]，给机组的运行带来麻烦。而现行的安装技术规范中只给出指导性的要求，具体的敷设方式，则完全靠安装技术人员的经验和对流场的认知情况来进行二次设计和施工，因此照搬照抄、人云亦云的现象屡见不鲜，缺乏一种明晰的方法对其进行系统的规范。

　　2 改进方法和措施

　　近年来随着计算机仿真技术的发展，基于有限元分析的CFD流体仿真技术融3D建模和流体仿真技术于一身，可以对产品的设计和优化起到重要的指导意义。在工业产品设计、航空航天设备研发方面起到重要的作用。本文另辟蹊径，采用solidwork软件对液位测量管路进行建模，并应用ANSYS FLUNT仿真软件对测量管路的流场进行了可视化的分析，通过流场分析基本验证了之前的推断，通过对管路进行改造解决了流场中的低流速和不均匀的问题，改造后液位测量准确，未再出现测量筒积水引起的液位波动问题。具体过程如下：

　　3D建模。使用Solidweok软件对测量管路进行近似建模，考虑阀门的尺寸较小，使用管路对其进行替代，主要利用制图软件的草图工具和特征工具对实体进行建模。

　　利用ansys flunt软件进行模型导入和网格划分及网络质量检查[2]。

　　通过流场仿真可以看出，在水侧第三个弯头处压力场变化较大且出现了强烈的变化，因此判断出现了节流，通过温度场分布可以看出此区域有明显的的温度梯度，因此判断此处通流存在问题。

　　通过图7可以看出，测量筒上下部基本处于同一压力场中、并且无剧烈的压力变化梯度出现，因此通流顺畅测量基本准确。

　　3 结语

　　通过上述的分析可以看出，经验判断的结论得到了验证，通过流场分析直观的看出管路设计中出现的问题。该方法虽在操作上对技术人员的计算机技术提出较高要求，但对热工取样和管路敷设的二次设计及问题的验证，找到了新的方法和手段。