闡述火電廠汽輪機主油箱液位測量存在的缺陷和解決方法

魯楊

摘要：主油箱是火電廠汽輪機組的重要組成部分之一，若汽輪機主油箱液位測量存在缺陷，必然會影響汽輪機的正常運轉。因此，本文將對主油箱液位測量缺陷及解決方法進行分析。

關鍵詞：汽輪機;主油箱液位測量;缺陷;解決方法

引言：新時期液位測量方法也在不斷創新、完善，所以選擇合理的主油箱液位測量方法及設備，做好測量缺陷及對策的研究，才能提高主油箱液位測量精度。

（一）火電廠汽輪機主油箱液位測量存在的問題

火電廠內部汽輪機搭載的主油箱具備分配、匯集等作用，它可以對汽輪機中所有潤滑油的回油進行處理，還能將回油里面存在的水汽、氣體等利用油箱排煙風機徹底排出;而且火電廠汽輪機系統包含了汽輪機潤滑油系統等諸多部分，一旦潤滑油系統出現問題，就會影響汽輪機設備的運行效果，若問題處理不及時還會引發汽輪機燒瓦、轉子動靜摩擦等現象，一旦惡化將使汽輪機整體遭受破壞，并易引發嚴重安全事故。例如，一旦潤滑油停止供應，系統潤滑效果出現問題，那么短時間內就會燒毀軸承。一般，未能第一時間發現潤滑油泄漏現象，致使主油泵所在郵箱內油位降至油泵吸油口以下，致使主油泵故障等，是導致潤滑油中斷的重要原因。^[1]

所以，做好汽輪機主油箱油位測量工作十分重要，某單位為了保證汽輪機主油箱使用效果、改善主油箱油位測量精度、準確性，便將MAGNETROL導波雷達液位計安裝在了兩臺超界機組汽輪機主油箱上，同時還將EDM磁致伸縮式液位計安裝在了亞臨界機組汽輪機主油箱上，不過以上使用的液位計測量油位的時候都有跳變及壞點現象發生。

（二）火電廠汽輪機主油箱液位測量存在的缺陷

1.闡述導波雷達液位計測量存在的缺陷

雷達變送器、導波探桿是組成MAGNETROL導波雷達液位計的主要部件，某廠內部的705型頂裝同軸桿式探頭在測量期間發生了跳變、壞點現象。由于電磁脈沖波信號直接影響著導波雷達液位計的測量精度，所以可能由下述原因造成：

首先，維修人員將導波雷達液位計拆卸后，認為導波探桿和探桿外套管有碰撞的幾率。其原因是“汽輪機主油箱里面油位變化很明顯，當導波探桿被經過氣相補償孔的潤滑油沖擊后，導波探桿就會隨意搖晃，從而碰壁，此時電磁脈沖傳輸路徑和反射界面便可能出現改變，進而引發測量跳變、壞點現象?！?/p>

其次，汽輪機在工作的時候，主油箱里面油位會發生明顯波動，此時會造成大量泡沫出現，當泡沫將油位錯誤反射后，就會出現錯誤的油位，所以測量效果直接受油箱內泡沫影響。

2.針對磁致伸縮液位計測量缺陷的研究

當磁致伸縮液位計運行后，波導絲上將產生由傳感器電路模塊激發的脈沖電流，當波導絲中有電流通過時，波導絲四周便會出現脈沖電流磁場，且測桿、磁致伸縮線（波導絲）等共同組成了EDM磁致伸縮式液位計，而且測量期間發生壞點、跳變的幾率較大。經研究發現，磁致伸縮式液位計出現輸出波動的原因由探桿被磁化、跨距在12～600mm以內等造成。因此，某廠面對問題時首先將阻尼調高，不過問題依舊存在。所以，導致該問題的原因可能是主油箱里面顫動強烈，亦或是探桿已經被徹底磁化。^[2]

經研究發現，若磁致伸縮式液位計被放在了強磁場環境中，此時磁場力疊加效果作用在浮子上后，會致使其消磁。結合上述論斷，充分認為汽輪機主油箱里面受強磁場影響，出現了油位測量跳變或者是壞點現象。經檢測人員專業檢測后發現汽輪機油箱底部安裝有吸附鐵屑等雜志的小磁棒，受磁棒磁場影響，最終導致磁致伸縮式液位計出現了缺陷。

（三）火電廠汽輪機主油箱液位測量缺陷的解決方法

1.解決方法分析

研究發現導波雷達及磁致伸縮液位計測量期間都有跳變現象，結合本文研究可知“導致缺陷發生的成因為汽輪機主油箱里面客觀環境和以上兩種液位計應用環境無法匹配造成的?！辫b于汽輪機主油箱里客觀環境不能改變的現狀，所以要優化汽輪機主油箱油位測量方法。

經研究可知，引入壓差式測量方法可對郵箱油位進行正確指示，而且該測量方式得到了廣泛使用，在主油箱油位低跳機保護中運用效果較好。所以，在維修中可以將差壓式液位變送器安裝到主油箱上，實現對主油箱油位測量方法的優化。

2.處理效果分析

經過改造后發現，汽輪機組主油箱油位測量方法測量效果符合預期標準，且使用一段時間后并沒有出現變壞點、跳變等現象，實現了主油箱油位低跳機保護的目的。

本文所使用的差壓式液位計存在抗過載能力好、精度好、漂移低等優點。不過介質溫度、組分、壓力出現較大變化時會影響介質密度，容易使差壓式液位計變送器出現虛假液位現象。如天氣改變后，隨著氣溫的變化變送器取樣管內部靜態潤滑油密度也會改變，進而出現測量偏差。結合真實情況發現，若偏差很大，應使用溫度補償法，操作中可將專門測量油溫的溫度元器件安裝在汽輪機主油箱上，然后將含有溫度-密度函數的溫度補償系數k加入DCS邏輯內，促使差壓式液位計變送器測量精度大幅度提升。因為主油箱上側會引出負壓端，所以便抵消了正負壓側大氣壓力，因此計算主油箱油位h的公式為：

當不研究密度受到的溫度影響時，潤滑油密度為ρ=820kg/m³，差壓變送器正負壓測壓力為P₊、P_-，壓差為ΔP，重力加速度取g。

如果密度受溫度的影響需要考慮，則潤滑油密度取ρ（t），剩下參數如上，此時計算油箱油位h^，的公式為：;所以，溫度補償系數等價于。

與此同時，在使用汽輪機主油箱差壓式液位變送器的過程中，要及時排除取樣管內部的空氣、潤滑油。操作中應把取樣管內的潤滑油經排污門排放至潤滑油里無氣泡即可。^[3]

結束語：做好火電廠汽輪機主油箱液位測量存在的缺陷和解決方法的研究，才有助于提高主油箱液位測量精度、降低因主油箱液位測量缺陷造成的事故幾率。

參考文獻：

[1]關于汽輪機主油箱油位保護優化設計的幾點建議[J].王進軍，許可相.甘肅科技.2018（23）：31-32

[2]一次700MW超超臨界火電機組主油箱油位事故下降原因及處理[J].吳輝，廖慶慶，熊婷婷.江西電力職業技術學院學報.2019（03）：9-10

[3]貴州電力行業火電廠主油箱油位測量方式及保護投入概況[J].李前敏，張仁麗，柏毅輝等.貴州電力技術.2016（01）：14-17