高加液位測(cè)量異常處理探討

郝斌山 熊定 薛健 王慧 楊云飛

【摘 要】本文根據(jù)我國(guó)新密裕中能源電廠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)裕中電廠）二期2×1000MW機(jī)組實(shí)驗(yàn)點(diǎn)為題材進(jìn)行探討論述，主要闡述機(jī)組正常在啟動(dòng)后6臺(tái)高加導(dǎo)波雷達(dá)液位先后出現(xiàn)的異常跳變、測(cè)量有誤等故障的處理方法和過(guò)程，與業(yè)內(nèi)同事探討自己和同事共同處理故障的一些心得與看法，希望能為熱工測(cè)量出現(xiàn)的問(wèn)題，處理方法等問(wèn)題得以借鑒。

【關(guān)鍵詞】高加液位 測(cè)量 異常 處理

Magnetrol導(dǎo)波雷達(dá)在電廠應(yīng)用還是較為廣泛；Magnetrol導(dǎo)波雷達(dá)是采用外置測(cè)量筒安裝，測(cè)量筒常規(guī)是根據(jù)設(shè)計(jì)提出的液位測(cè)量范圍來(lái)生產(chǎn)，測(cè)量筒的側(cè)面連接口的中心距離即是設(shè)計(jì)提出的液位測(cè)量范圍，當(dāng)然也可以根據(jù)測(cè)量要求利用變送器來(lái)設(shè)定探桿長(zhǎng)度的來(lái)設(shè)置測(cè)量量程范圍。

新密裕中能源電廠二期新建2×1000MW國(guó)產(chǎn)超超臨界凝汽式燃煤發(fā)電機(jī)組，第一臺(tái)機(jī)組于2012年4月投產(chǎn)，第二臺(tái)機(jī)組于2012年8月投產(chǎn)。汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的超超臨界、一次中間再熱、凝汽式、單軸、四缸四排汽汽輪機(jī)；汽輪機(jī)采用中壓缸啟動(dòng)方式，每臺(tái)機(jī)組設(shè)置一套高壓和低壓兩級(jí)串聯(lián)汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)，高、低旁容量分別為鍋爐額定蒸發(fā)量的45%、70%。高壓加熱器采用大旁路系統(tǒng)，汽機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)有八級(jí)抽汽，一、二、三段抽汽分別向三臺(tái)雙列高壓加熱器供汽，四段抽汽供至給水泵小汽機(jī)、除氧器等，五，六，七，八級(jí)抽汽分別向四臺(tái)抵加供汽。

1測(cè)量的原理

（1）物位是指存放在容器或工業(yè)設(shè)備中物質(zhì)的高度或位置，如液體介質(zhì)的高低稱(chēng)為液位，固體粉末或顆粒狀物質(zhì)堆積的高度稱(chēng)為料位，測(cè)量液位或料位的儀表稱(chēng)為物位計(jì)，有根據(jù)測(cè)量介質(zhì)的不同可分為，測(cè)量料位的稱(chēng)為料位計(jì)，測(cè)量液位的稱(chēng)為液位計(jì)，按原理不同常見(jiàn)的料位計(jì)有超聲波料位計(jì)，導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)，激光料位計(jì)，重錘式料位計(jì)及相關(guān)料位開(kāi)關(guān)，阻旋式開(kāi)關(guān)，音叉式料位開(kāi)關(guān)，射頻導(dǎo)納開(kāi)關(guān)。液位開(kāi)關(guān)有分為磁耦合液位計(jì)，磁伸縮液位計(jì)，射頻導(dǎo)納液位計(jì)，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)，超聲波液位計(jì)及用于液位的浮筒式開(kāi)關(guān)，射頻導(dǎo)納開(kāi)關(guān)，音叉式開(kāi)關(guān)，熱擴(kuò)散式液位開(kāi)關(guān)，密封液位開(kāi)關(guān)等。

物位計(jì)又可分為模擬量、開(kāi)關(guān)量與機(jī)械式物位計(jì)。

磁質(zhì)伸縮液位計(jì)，磁質(zhì)伸縮液位計(jì)由三部分組成：探測(cè)桿，電路單元和浮子組成。測(cè)量時(shí)，電路單元產(chǎn)生電流脈沖，該脈沖沿著磁質(zhì)伸縮線向下傳輸，并產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形的磁場(chǎng)。在探測(cè)桿外配有浮子，浮子沿探測(cè)桿隨液位的變化而上下移動(dòng)。由于浮子內(nèi)裝有一組永磁鐵，所以浮子同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。當(dāng)電流磁場(chǎng)與浮子磁場(chǎng)相遇時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)“扭曲”脈沖，或稱(chēng)“返回”脈沖。將“返回”脈沖與電流脈沖的時(shí)間差轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，從而計(jì)算出浮子的實(shí)際位置，測(cè)得液位。

裕中電廠高加采用的是Magnetrol導(dǎo)波雷達(dá)705，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)原理是發(fā)出電磁脈沖，當(dāng)遇到被測(cè)介質(zhì)表面時(shí)，雷達(dá)液位計(jì)的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置，發(fā)射裝置與被測(cè)介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時(shí)間成正比，經(jīng)計(jì)算得出液位高度。

2測(cè)量設(shè)定方法

（1）液位開(kāi)關(guān)的安裝，如液位開(kāi)關(guān)的上標(biāo)有刻度值，則每臺(tái)高加的三個(gè)液位開(kāi)關(guān)在安裝時(shí)刻度分別與高加本體上高一值、高二值、高三值高度對(duì)齊。如液位開(kāi)關(guān)上沒(méi)有標(biāo)出刻度值時(shí)，則將液位開(kāi)關(guān)出水口向上200mm處設(shè)置為刻度線，然后三個(gè)液位開(kāi)關(guān)安裝時(shí)刻度線分別對(duì)齊高加高一值、高二值、高三值，高度對(duì)齊即可。

（2）如導(dǎo)波雷達(dá)反映的為高加兩個(gè)水位值的話。則將一臺(tái)平衡容器下端接口向上200mm處設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)刻度，安裝時(shí)與高加正常水位值高度對(duì)起；另一臺(tái)波導(dǎo)雷達(dá)的平衡容器下端接口向上300mm設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)刻度，該刻度與高加本體高二值的高度對(duì)齊。

（3）導(dǎo)波雷達(dá)外筒筒身上有標(biāo)有壓力等級(jí)，#1高加外筒的壓力等級(jí)是900#，采用Φ3"管材，#2高加外筒的壓力等級(jí)是600#，采用Φ3"管材，#3高加外筒的壓力等級(jí)是300#，采用Φ2"管材，外筒的測(cè)量范圍為800mm，測(cè)量范圍上段為150mm，下段為200mm.

3安裝

3.1結(jié)構(gòu)

一般測(cè)量筒設(shè)計(jì)時(shí)確定：A=150mm，B=200mm，range=設(shè)計(jì)量程“R”；由于導(dǎo)波桿長(zhǎng)度“L”在設(shè)計(jì)量程“R”基礎(chǔ)上再加E=200～300mm，L=R+E；當(dāng)導(dǎo)波桿安裝在測(cè)量筒上時(shí)，導(dǎo)波桿肯定足夠伸到下連接口以下，導(dǎo)波桿的頂端到下連接口中心的距離C=L-A-R；測(cè)量筒的材質(zhì)一般為不銹鋼；測(cè)量筒的壁厚一般根據(jù)介質(zhì)的溫度壓力來(lái)確定

導(dǎo)波雷達(dá)與測(cè)量筒的安裝只有兩種形式，一是螺紋安裝：首先用生料帶繞螺紋處3-4圈，然后將導(dǎo)波桿（如螺紋安裝導(dǎo)波雷達(dá)）旋到測(cè)量筒中；二是法蘭安裝：先將墊片放到法蘭上，然后將法蘭安裝的導(dǎo)波桿插入法蘭安裝用的測(cè)量筒中，再用螺栓和螺母將兩片法蘭緊緊安裝，注意：一般導(dǎo)波桿和測(cè)量筒為量身設(shè)計(jì)，但是插到測(cè)量筒中的導(dǎo)波桿頂端與測(cè)量筒底的最小距離為25mm。

3.2探頭安裝

使用在加熱器、除氧器、冷凝器、擴(kuò)容器部位的導(dǎo)波雷達(dá)采用的是外置測(cè)量筒式安裝，測(cè)量筒一般根據(jù)設(shè)計(jì)提出的液位測(cè)量范圍來(lái)生產(chǎn)，測(cè)量筒的連接口中心距離即是設(shè)計(jì)提出的液位測(cè)量范圍，當(dāng)然在此測(cè)中心距的范圍內(nèi)還可以利用變送器來(lái)組態(tài)，達(dá)到你要求的理想量程范圍。圖1為探頭安裝示意圖。

圖1 探頭安裝示意圖

3.3測(cè)量筒的設(shè)計(jì)和制作

測(cè)量筒的類(lèi)型有兩種：一種是螺紋安裝，二種是頂部為法蘭3/4"NPT內(nèi)螺紋，一般測(cè)量筒設(shè)計(jì)時(shí)確定：A=150mm，B=200mm，range=設(shè)計(jì)量程“R”；由于導(dǎo)波桿長(zhǎng)度“L”在設(shè)計(jì)量程“R”基礎(chǔ)上再加E=200～300mm，L=R+E；當(dāng)導(dǎo)波桿安裝在測(cè)量筒上時(shí)，導(dǎo)波桿肯定足夠長(zhǎng)到下連接口以下，導(dǎo)波桿的頂端到下連接口中心的距離C=L-A-R；測(cè)量筒的材質(zhì)一般為不銹鋼；測(cè)量筒的壁厚一般根據(jù)介質(zhì)的溫度壓力來(lái)確定.熱控專(zhuān)業(yè)根據(jù)工藝要求設(shè)計(jì)容器液位測(cè)量?jī)x表，基本上有兩種測(cè)量要求，一是只要測(cè)量整個(gè)容器的某局部一段，二是需要測(cè)量整個(gè)容器的全量程；一般加熱器、冷凝器、擴(kuò)容器的液位只須局部測(cè)量，而除氧器則要全量程測(cè)量。

4現(xiàn)場(chǎng)遇到的困難及解決方法

開(kāi)關(guān)量物位計(jì)常見(jiàn)故障有兩種：一是物位計(jì)接點(diǎn)無(wú)信號(hào)輸出或一直發(fā)出報(bào)警信號(hào)；二是畫(huà)面顯示壞點(diǎn)。

故障原因分析出現(xiàn)可能是以下幾點(diǎn)：（1）檢查被測(cè)物體物位是否達(dá)到測(cè)量點(diǎn)位置及物位計(jì)安裝位置是否正確；2.檢查物位計(jì)接點(diǎn)動(dòng)作是否正常有無(wú)卡澀異物等影響接點(diǎn)動(dòng)作的原因；（3）檢查線路絕緣是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)及輸入電壓是否正確；（4）檢查DCS通道是否正確及通道好壞。

模擬量物位計(jì)常見(jiàn)故障有以下幾種：（1）物位計(jì)報(bào)出超量程信號(hào)或無(wú)物位顯示；（2）物位顯示不準(zhǔn)；（3）畫(huà)面物位顯示壞點(diǎn)；（4）物位計(jì)無(wú)電流輸出或輸出不正確。

可由以下幾點(diǎn)判斷故障：

（1）檢查被測(cè)物體的實(shí)際位置物位計(jì)安裝位置是否正確；

（2）檢查線路絕緣是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)及輸入電壓是否正確；

（3）檢查在物位計(jì)的測(cè)量過(guò)程中是否有異物堵塞取樣管道或其它影響物位計(jì)測(cè)量的原因；

（4）檢查物位計(jì)量程設(shè)置是否跟就地一致及安裝位置是否合理；

（5）檢查物位計(jì)毫安量輸出模塊好壞；

（6）檢查DCS通道是否正確及通道好壞；

（7）檢查聲波發(fā)生器及接收裝置是否正常（如超聲波物位計(jì)、導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)）詳見(jiàn)以下導(dǎo)波雷達(dá)液位波形圖對(duì)比。圖2為液位異常波形圖，圖3為液位正常波形圖。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳國(guó)清.電廠常見(jiàn)液位測(cè)量方式的分析[J].科學(xué)時(shí)代，2014.

[2]候俊玲.淺析石化行業(yè)中自動(dòng)化儀表及系統(tǒng)的應(yīng)用[J].廣州化工，2014.

注：文章作者中郝斌山，熊定，和薛健為第一作者，王慧和楊云飛為第二作者。