高加液位测量异常处理探讨

【摘 要】本文根据我国新密裕中能源电厂（以下简称裕中电厂）二期2×1000MW机组实验点为题材进行探讨论述，主要阐述机组正常在启动后6台高加导波雷达液位先后出现的异常跳变、测量有误等故障的处理方法和过程，与业内同事探讨自己和同事共同处理故障的一些心得与看法，希望能为热工测量出现的问题，处理方法等问题得以借鉴。

【关键词】高加液位 测量 异常 处理

Magnetrol导波雷达在电厂应用还是较为广泛；Magnetrol导波雷达是采用外置测量筒安装，测量筒常规是根据设计提出的液位测量范围来生产，测量筒的侧面连接口的中心距离即是设计提出的液位测量范围，当然也可以根据测量要求利用变送器来设定探杆长度的来设置测量量程范围。

新密裕中能源电厂二期新建2×1000MW国产超超临界凝汽式燃煤发电机组，第一台机组于2012年4月投产，第二台机组于2012年8月投产。汽轮机为东方汽轮机有限公司生产的超超临界、一次中间再热、凝汽式、单轴、四缸四排汽汽轮机；汽轮机采用中压缸启动方式，每台机组设置一套高压和低压两级串联汽轮机旁路系统，高、低旁容量分别为锅炉额定蒸发量的45%、70%。高压加热器采用大旁路系统，汽机回热系统设有八级抽汽，一、二、三段抽汽分别向三台双列高压加热器供汽，四段抽汽供至给水泵小汽机、除氧器等，五，六，七，八级抽汽分别向四台抵加供汽。

1测量的原理

（1）物位是指存放在容器或工业设备中物质的高度或位置，如液体介质的高低称为液位，固体粉末或颗粒状物质堆积的高度称为料位，测量液位或料位的仪表称为物位计，有根据测量介质的不同可分为，测量料位的称为料位计，测量液位的称为液位计，按原理不同常见的料位计有超声波料位计，导波雷达料位计，激光料位计，重锤式料位计及相关料位开关，阻旋式开关，音叉式料位开关，射频导纳开关。液位开关有分为磁耦合液位计，磁伸缩液位计，射频导纳液位计，导波雷达液位计，超声波液位计及用于液位的浮筒式开关，射频导纳开关，音叉式开关，热扩散式液位开关，密封液位开关等。

物位计又可分为模拟量、开关量与机械式物位计。

磁质伸缩液位计，磁质伸缩液位计由三部分组成：探测杆，电路单元和浮子组成。测量时，电路单元产生电流脉冲，该脉冲沿着磁质伸缩线向下传输，并产生一个环形的磁场。在探测杆外配有浮子，浮子沿探测杆随液位的变化而上下移动。由于浮子内装有一组永磁铁，所以浮子同时产生一个磁场。当电流磁场与浮子磁场相遇时，产生一个“扭曲”脉冲，或称“返回”脉冲。将“返回”脉冲与电流脉冲的时间差转换成脉冲信号，从而计算出浮子的实际位置，测得液位。

裕中电厂高加采用的是Magnetrol导波雷达705，导波雷达液位计原理是发出电磁脉冲，当遇到被测介质表面时，雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，经计算得出液位高度。

2测量设定方法

（1）液位开关的安装，如液位开关的上标有刻度值，则每台高加的三个液位开关在安装时刻度分别与高加本体上高一值、高二值、高三值高度对齐。如液位开关上没有标出刻度值时，则将液位开关出水口向上200mm处设置为刻度线，然后三个液位开关安装时刻度线分别对齐高加高一值、高二值、高三值，高度对齐即可。

（2）如导波雷达反映的为高加两个水位值的话。则将一台平衡容器下端接口向上200mm处设置为标准刻度，安装时与高加正常水位值高度对起；另一台波导雷达的平衡容器下端接口向上300mm设置为标准刻度，该刻度与高加本体高二值的高度对齐。

（3）导波雷达外筒筒身上有标有压力等级，#1高加外筒的压力等级是900#，采用Φ3"管材，#2高加外筒的压力等级是600#，采用Φ3"管材，#3高加外筒的压力等级是300#，采用Φ2"管材，外筒的测量范围为800mm，测量范围上段为150mm，下段为200mm.

3安装

3.1结构

一般测量筒设计时确定：A=150mm，B=200mm，range=设计量程“R”；由于导波杆长度“L”在设计量程“R”基础上再加E=200～300mm，L=R+E；当导波杆安装在测量筒上时，导波杆肯定足够伸到下连接口以下，导波杆的顶端到下连接口中心的距离C=L-A-R；测量筒的材质一般为不锈钢；测量筒的壁厚一般根据介质的温度压力来确定

导波雷达与测量筒的安装只有两种形式，一是螺纹安装：首先用生料带绕螺纹处3-4圈，然后将导波杆（如螺纹安装导波雷达）旋到测量筒中；二是法兰安装：先将垫片放到法兰上，然后将法兰安装的导波杆插入法兰安装用的测量筒中，再用螺栓和螺母将两片法兰紧紧安装，注意：一般导波杆和测量筒为量身设计，但是插到测量筒中的导波杆顶端与测量筒底的最小距离为25mm。

3.2探头安装

使用在加热器、除氧器、冷凝器、扩容器部位的导波雷达采用的是外置测量筒式安装，测量筒一般根据设计提出的液位测量范围来生产，测量筒的连接口中心距离即是设计提出的液位测量范围，当然在此测中心距的范围内还可以利用变送器来组态，达到你要求的理想量程范围。图1为探头安装示意图。

图1 探头安装示意图

3.3测量筒的设计和制作

测量筒的类型有两种：一种是螺纹安装，二种是顶部为法兰3/4"NPT内螺纹，一般测量筒设计时确定：A=150mm，B=200mm，range=设计量程“R”；由于导波杆长度“L”在设计量程“R”基础上再加E=200～300mm，L=R+E；当导波杆安装在测量筒上时，导波杆肯定足够长到下连接口以下，导波杆的顶端到下连接口中心的距离C=L-A-R；测量筒的材质一般为不锈钢；测量筒的壁厚一般根据介质的温度压力来确定.热控专业根据工艺要求设计容器液位测量仪表，基本上有两种测量要求，一是只要测量整个容器的某局部一段，二是需要测量整个容器的全量程；一般加热器、冷凝器、扩容器的液位只须局部测量，而除氧器则要全量程测量。

4现场遇到的困难及解决方法

开关量物位计常见故障有两种：一是物位计接点无信号输出或一直发出报警信号；二是画面显示坏点。

故障原因分析出现可能是以下几点：（1）检查被测物体物位是否达到测量点位置及物位计安装位置是否正确；2.检查物位计接点动作是否正常有无卡涩异物等影响接点动作的原因；（3）检查线路绝缘是否达到标准及输入电压是否正确；（4）检查DCS通道是否正确及通道好坏。

模拟量物位计常见故障有以下几种：（1）物位计报出超量程信号或无物位显示；（2）物位显示不准；（3）画面物位显示坏点；（4）物位计无电流输出或输出不正确。

可由以下几点判断故障：

（1）检查被测物体的实际位置物位计安装位置是否正确；

（2）检查线路绝缘是否达到标准及输入电压是否正确；

（3）检查在物位计的测量过程中是否有异物堵塞取样管道或其它影响物位计测量的原因；

（4）检查物位计量程设置是否跟就地一致及安装位置是否合理；

（5）检查物位计毫安量输出模块好坏；

（6）检查DCS通道是否正确及通道好坏；

（7）检查声波发生器及接收装置是否正常（如超声波物位计、导波雷达物位计）详见以下导波雷达液位波形图对比。图2为液位异常波形图，图3为液位正常波形图。

参考文献：

[1]陈国清.电厂常见液位测量方式的分析[J].科学时代，2014.

[2]候俊玲.浅析石化行业中自动化仪表及系统的应用[J].广州化工，2014.

注：文章作者中郝斌山，熊定，和薛健为第一作者，王慧和杨云飞为第二作者。