Magnatrol导波雷达液位计运行中存在的问题及解决方案

[摘 要]本文结合Magnatrol导波雷达液位计的实际工作情况分析导波雷达液位计在液位测量过程中存在的问题。从监视点的设置、测量元件选型和元件安装方式等方面提出解决方案，并在实施后通过观察和数据分析论证方案的正确性。

[关键词]液位 导波雷达 跳变

中图分类号：TN957.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0147-01

一、前言

目前火力发电厂测量液位的主要方式有两种，一种是差压变送器测量液位，多用于高温高压介质的液位测量，如除氧器液位、高压加热器液位、汽水分离器液位等;另一种是导波雷达液位计，多用于测量低压介质的液位，如低压加热器、油箱液位、排气装置液位等。

我公司一期2x630MW机组安装两台东方汽轮机厂生产的TC4F-26（24.2MPa/566℃/566℃）型汽轮发电机组，使用Magnatrol 704-501A-540导波雷达液位计。由液位计输出4-20ma信号，由DCS AI卡件测量后输出至DCS画面供运行人员监视并参与系统调节。在正常运行期间存在一部分液位计测量不稳定，容易跳变等问题。为了解决这一问题，本文将从监视点的设置、测量元件选型和元件安装方式等方面提出解决方案。

二、影响液位测量的因素

经过初步分析，把有可能对液位计测量结果产生影响的原因进行了一一列举。

1 液位计所处的环境

我公司导波雷达液位计多用于汽机侧测量水位，低压加热器水位测量一般位于汽机侧6.9m，所处环境温度高，粉尘大。排气装置液位位于排气装置坑内，所处环境温度高、湿度大。小机热井水位、油箱液位位于汽机0m，所处环境温度高、粉尘大。

高温和粉尘对电子设备影响较大，特别是高温会加速设备内电子元件的老化，使得设备提前进入故障高发期，影响液位测量的稳定性。

湿度大有可能使设备内电路板发生短路现象，我公司选用的Magnatrol导波雷达液位计防护等级达到IP67级，但经过论证，防水措施并不能完全防止水蒸汽侵入设备，如果湿度较大，设备内部依旧会凝结出水，导致设备损坏。

2测量筒内部不清洁

机组长期运行后，导波雷达液位计测量筒内部清洁无法保证，且因大多数液位计内部为负压，无法进行充分冲洗，有可能导致测量杆上附着污垢，导致测量不准确或不稳定。

3 导波雷达变送器及测量杆损坏

导播雷达液位计变送器与测量杆可以分离，内部采用一枚探针连接，长时间低频震动有可能使探针与测量杆连接产生松动，影响测量结果。

探针暴露在湿度较大的空气中，有可能发生氧化，影响测量结果。

4 导波雷达液位计到达使用年限

我公司2008年投产至今已有8年，已到电子设备故障高发期。

5 DCS卡件故障

卡件的误差不合格或供电不稳定，导致液位测量不准确或跳变

6 导波雷达液位计变送器存在质量问题

液位计自身可能存在工艺问题或质量问题，导致液位测量不准确或跳变。

三、原因分析

为解决导波雷达液位计跳变现象普遍的问题，我公司组织人员对可能引起跳变的原因进行了逐一的分析和排除。

1导波雷达液位计所处的环境

为了了解周围环境是否会对导波雷达液位计产生不良影响，在2号机组小修期间，将所有导波雷达液位计拆除进行全面检查，经检查发现液位计内部没有凝结水的痕迹，检查电路板没有发现有烧焦的痕迹或者异味，液位计内部清洁程度良好，故排除工作环境对液位计的影响。

2 测量筒内部不清洁

在2号机组小修期间对所有导波雷达液位计测量筒进行了冲洗检查，部分测量筒内清洁程度较差，但经过统计，并未发现清洁程度和液位计跳变形成一一对应的关系，故排除测量筒内部不清洁导致液位计工作不正常。

3 导波雷达变送器及测量杆损坏

为了深入了解现场设备的实际情况，在2号机组小修期间，将所有导波雷达液位计及其测量杆拆除，并对其进行检查。

经检查发现测量杆保护杆内清洁程度较差，结垢现象明显。液位计探针没有氧化或弯曲现象，测量杆连接部分无氧化，无被破坏痕迹，接触性能良好。

在对所有测量杆进行清洗后，并对部分进行换新处理，打乱后重新安装，在机组启动后发现跳变现象仍未消失，且依旧是之前跳变的液位跳变。

故排除导波雷达变送器及测量杆损坏对液位测量产生不良影响的可能。

4 导波雷达液位计到达使用年限

我公司自2008年投产至今，已投产8年，进入电子设备故障高发期，为确定是否因为液位计本身老化导致故障，在2号机组大修期间对所有故障液位计进行更换，并将部分不跳变得液位计安装在跳变位置。在2号机组启动后进行观察发现，依然有部分液位计存在跳变现象，这其中全部是新更换的液位计存在问题，故排除设备老化带来的影响，怀疑是否是DCS卡件存在问题或导波雷达液位计变送器本身存在问题。

5 DCS卡件故障

为了测试是否是DCS卡件供电不稳或者是通道误差大引起的测量不准确，使用了全新的DCS卡件进行组态，并安装测试，测试后发现液位跳变抖动现象依然无法消除，故排除DCS卡件有可能带来的不良影响。

6 导波雷达液位计变送器存在质量问题

在上述测试和更换过程结束后，对液位历史曲线进行了查看和分析，发现在更换过程中液位曲线存在短时间的平滑，随即怀疑是否是安装过程存在瑕疵。检查所有不稳定的液位计曲线，发现所有曲线均存在这种现象。在1号机组小修期间，拆除了所有存在异常的导波雷达液位计进行检查，发现导波雷达液位计控制面板在安装过程中，与液位计本体的航空插头存在一定程度的公差，导致安装过程中航空插头并不是以正确的方向插入，导致连接处受力从而影响导波雷达液位计的输出。

四、解决方案

为了解决这一困扰生产多时的问题，共制定了两套解决方案。

1 对Magnatrol 704-501A-540型导波雷达液位计进行改型

经过原因分析，确认原因为Magnatrol 704-501A-540型导波雷达液位计在制造工艺上存在缺陷，导致液位测量无法准确、平稳的进行，再不进行更多设备改造的前提下，可以改型为设计更为合理的Magnatrol 705-510A-110型导波雷达液位计。

2 拆除液位计操作面板运行

在测试过程中发现，对液位计设置结束后拆除操作面板的情况下也可以正确运行，并未发现异常情况。

出于经济原因考虑，决定在运行期间拆除导波雷达液位计的操作面板，经过一周的试运后，系统运行平稳，没有锯齿状曲线的出现，成功解决了这一问题。

五、结论

这次研究消除了之前运行中出现的锯齿状曲线，大大提高了运行的稳定性。经过一年的运行，至今尚未发生导波雷达液位计测量不稳定、发生跳变等现象。大大改善了机组运行过程中汽机侧液位测量的的可靠性，对机组的安全稳定运行起到重要作用。并且为公司创造了可观的经济效益。

参考文献

[1]张燕青 电厂低加及凝汽器水位改造导波雷达液位计的应用及说明[J]. 《中国新技术新产品》，？2014（15）：127-128

[2]陈丽星 600MW机组低加水位测量系统优化改造[J]. 《科学时代》，？2014（2）

作者简介

王远峰，男（1988―）陕西咸阳人，2010年7月1日毕业于陕西理工学院电气工程系自动化专业，助理工程师，主要从事火电机组热控生产。