高加液位測量異常處理探討

郝斌山 熊定 薛健 王慧 楊云飛

【摘 要】本文根據我國新密裕中能源電廠（以下簡稱裕中電廠）二期2×1000MW機組實驗點為題材進行探討論述，主要闡述機組正常在啟動后6臺高加導波雷達液位先后出現的異常跳變、測量有誤等故障的處理方法和過程，與業內同事探討自己和同事共同處理故障的一些心得與看法，希望能為熱工測量出現的問題，處理方法等問題得以借鑒。

【關鍵詞】高加液位 測量 異常 處理

Magnetrol導波雷達在電廠應用還是較為廣泛；Magnetrol導波雷達是采用外置測量筒安裝，測量筒常規是根據設計提出的液位測量范圍來生產，測量筒的側面連接口的中心距離即是設計提出的液位測量范圍，當然也可以根據測量要求利用變送器來設定探桿長度的來設置測量量程范圍。

新密裕中能源電廠二期新建2×1000MW國產超超臨界凝汽式燃煤發電機組，第一臺機組于2012年4月投產，第二臺機組于2012年8月投產。汽輪機為東方汽輪機有限公司生產的超超臨界、一次中間再熱、凝汽式、單軸、四缸四排汽汽輪機；汽輪機采用中壓缸啟動方式，每臺機組設置一套高壓和低壓兩級串聯汽輪機旁路系統，高、低旁容量分別為鍋爐額定蒸發量的45%、70%。高壓加熱器采用大旁路系統，汽機回熱系統設有八級抽汽，一、二、三段抽汽分別向三臺雙列高壓加熱器供汽，四段抽汽供至給水泵小汽機、除氧器等，五，六，七，八級抽汽分別向四臺抵加供汽。

1測量的原理

（1）物位是指存放在容器或工業設備中物質的高度或位置，如液體介質的高低稱為液位，固體粉末或顆粒狀物質堆積的高度稱為料位，測量液位或料位的儀表稱為物位計，有根據測量介質的不同可分為，測量料位的稱為料位計，測量液位的稱為液位計，按原理不同常見的料位計有超聲波料位計，導波雷達料位計，激光料位計，重錘式料位計及相關料位開關，阻旋式開關，音叉式料位開關，射頻導納開關。液位開關有分為磁耦合液位計，磁伸縮液位計，射頻導納液位計，導波雷達液位計，超聲波液位計及用于液位的浮筒式開關，射頻導納開關，音叉式開關，熱擴散式液位開關，密封液位開關等。

物位計又可分為模擬量、開關量與機械式物位計。

磁質伸縮液位計，磁質伸縮液位計由三部分組成：探測桿，電路單元和浮子組成。測量時，電路單元產生電流脈沖，該脈沖沿著磁質伸縮線向下傳輸，并產生一個環形的磁場。在探測桿外配有浮子，浮子沿探測桿隨液位的變化而上下移動。由于浮子內裝有一組永磁鐵，所以浮子同時產生一個磁場。當電流磁場與浮子磁場相遇時，產生一個“扭曲”脈沖，或稱“返回”脈沖。將“返回”脈沖與電流脈沖的時間差轉換成脈沖信號，從而計算出浮子的實際位置，測得液位。

裕中電廠高加采用的是Magnetrol導波雷達705，導波雷達液位計原理是發出電磁脈沖，當遇到被測介質表面時，雷達液位計的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發射裝置，發射裝置與被測介質表面的距離同脈沖在其間的傳播時間成正比，經計算得出液位高度。

2測量設定方法

（1）液位開關的安裝，如液位開關的上標有刻度值，則每臺高加的三個液位開關在安裝時刻度分別與高加本體上高一值、高二值、高三值高度對齊。如液位開關上沒有標出刻度值時，則將液位開關出水口向上200mm處設置為刻度線，然后三個液位開關安裝時刻度線分別對齊高加高一值、高二值、高三值，高度對齊即可。

（2）如導波雷達反映的為高加兩個水位值的話。則將一臺平衡容器下端接口向上200mm處設置為標準刻度，安裝時與高加正常水位值高度對起；另一臺波導雷達的平衡容器下端接口向上300mm設置為標準刻度，該刻度與高加本體高二值的高度對齊。

（3）導波雷達外筒筒身上有標有壓力等級，#1高加外筒的壓力等級是900#，采用Φ3"管材，#2高加外筒的壓力等級是600#，采用Φ3"管材，#3高加外筒的壓力等級是300#，采用Φ2"管材，外筒的測量范圍為800mm，測量范圍上段為150mm，下段為200mm.

3安裝

3.1結構

一般測量筒設計時確定：A=150mm，B=200mm，range=設計量程“R”；由于導波桿長度“L”在設計量程“R”基礎上再加E=200～300mm，L=R+E；當導波桿安裝在測量筒上時，導波桿肯定足夠伸到下連接口以下，導波桿的頂端到下連接口中心的距離C=L-A-R；測量筒的材質一般為不銹鋼；測量筒的壁厚一般根據介質的溫度壓力來確定

導波雷達與測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，然后將導波桿（如螺紋安裝導波雷達）旋到測量筒中；二是法蘭安裝：先將墊片放到法蘭上，然后將法蘭安裝的導波桿插入法蘭安裝用的測量筒中，再用螺栓和螺母將兩片法蘭緊緊安裝，注意：一般導波桿和測量筒為量身設計，但是插到測量筒中的導波桿頂端與測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、擴容器部位的導波雷達采用的是外置測量筒式安裝，測量筒一般根據設計提出的液位測量范圍來生產，測量筒的連接口中心距離即是設計提出的液位測量范圍，當然在此測中心距的范圍內還可以利用變送器來組態，達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測量筒的設計和制作

測量筒的類型有兩種：一種是螺紋安裝，二種是頂部為法蘭3/4"NPT內螺紋，一般測量筒設計時確定：A=150mm，B=200mm，range=設計量程“R”；由于導波桿長度“L”在設計量程“R”基礎上再加E=200～300mm，L=R+E；當導波桿安裝在測量筒上時，導波桿肯定足夠長到下連接口以下，導波桿的頂端到下連接口中心的距離C=L-A-R；測量筒的材質一般為不銹鋼；測量筒的壁厚一般根據介質的溫度壓力來確定.熱控專業根據工藝要求設計容器液位測量儀表，基本上有兩種測量要求，一是只要測量整個容器的某局部一段，二是需要測量整個容器的全量程；一般加熱器、冷凝器、擴容器的液位只須局部測量，而除氧器則要全量程測量。

4現場遇到的困難及解決方法

開關量物位計常見故障有兩種：一是物位計接點無信號輸出或一直發出報警信號；二是畫面顯示壞點。

故障原因分析出現可能是以下幾點：（1）檢查被測物體物位是否達到測量點位置及物位計安裝位置是否正確；2.檢查物位計接點動作是否正常有無卡澀異物等影響接點動作的原因；（3）檢查線路絕緣是否達到標準及輸入電壓是否正確；（4）檢查DCS通道是否正確及通道好壞。

模擬量物位計常見故障有以下幾種：（1）物位計報出超量程信號或無物位顯示；（2）物位顯示不準；（3）畫面物位顯示壞點；（4）物位計無電流輸出或輸出不正確。

可由以下幾點判斷故障：

（1）檢查被測物體的實際位置物位計安裝位置是否正確；

（2）檢查線路絕緣是否達到標準及輸入電壓是否正確；

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

（4）檢查物位計量程設置是否跟就地一致及安裝位置是否合理；

（5）檢查物位計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）檢查聲波發生器及接收裝置是否正常（如超聲波物位計、導波雷達物位計）詳見以下導波雷達液位波形圖對比。圖2為液位異常波形圖，圖3為液位正常波形圖。

參考文獻：

[1]陳國清.電廠常見液位測量方式的分析[J].科學時代，2014.

[2]候俊玲.淺析石化行業中自動化儀表及系統的應用[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。