常州鑫旺儀表有限公司磁翻板液位計(jì)在凝汽器中的應(yīng)用
作者:常州鑫旺儀表有限公司
2023-07-03
摘 要：簡(jiǎn)述了磁翻板液位計(jì)的結(jié)構(gòu)、工作原理和特點(diǎn)，分析了磁翻板液位計(jì)在電廠凝汽器熱井液位測(cè)量應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出了使用中相的應(yīng)措施和注意事項(xiàng)，取得了很好的效果，保障了生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：磁翻板液位計(jì)；原理；措施
引言
邯鋼公司邯寶能源中心自備電廠的總裝機(jī)容量為 180 MW（3×60 MW），鍋爐均為杭州鍋爐集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的純?nèi)济簹猓ǜ郀t煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣）NG-260/9.8-Q 型鍋爐，汽輪機(jī)均為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的 CC50/N60-8.83/2.17/0.98 型抽凝式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，其凝汽器熱井使用側(cè)裝式磁翻板液位計(jì)來(lái)對(duì)內(nèi)部液位進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控。
1 磁翻板液位計(jì)簡(jiǎn)介
1.1 結(jié)構(gòu)
磁翻板液位計(jì)主要由浮筒、翻板指示器（由紅、白雙色小磁翻板和標(biāo)尺組成）、磁浮子、連接法蘭、底部法蘭和排污閥等組成標(biāo)準(zhǔn)型的磁翻板液位計(jì)，另外，可通過(guò)在浮筒外加裝遠(yuǎn)傳變送器（干簧管變送器），構(gòu)成可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)輸出的遠(yuǎn)傳型磁翻板液位計(jì)。 1.2 工作原理
磁翻板液位是根據(jù)連通器原理、阿基米德浮力原理和磁性耦合作用原理工作的，其連接法蘭分別與容器的上、下引管法蘭相連接,形成連通器，使容器和浮筒內(nèi)的液位相等。當(dāng)容器內(nèi)的液位上下浮動(dòng)時(shí)，浮筒內(nèi)的磁浮子也隨之上下浮動(dòng)，當(dāng)液體上升時(shí)，磁浮子上移，磁浮子內(nèi)的磁鋼通過(guò)磁耦合傳遞到翻板指示器，驅(qū)動(dòng)紅、白雙色小磁翻板轉(zhuǎn)動(dòng) 180°，即由白色翻動(dòng)變成紅色；反之，當(dāng)液位下降時(shí)，雙色小磁翻板由紅色翻動(dòng)變成白色，紅色小磁翻板和白色小磁翻板的分界處即為容器內(nèi)介質(zhì)液位的實(shí)際高度，同時(shí)在面板標(biāo)尺上可讀得液位高度，浮筒底部的排污閥在清洗或調(diào)試時(shí)使用。遠(yuǎn)傳型磁翻板液位計(jì)也是應(yīng)用了磁性耦合作用原理，通過(guò)加裝在浮筒外的遠(yuǎn)傳變送器（干簧管變送器）中的干簧管受磁浮子磁場(chǎng)的吸合來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳電路的電阻變化，依次經(jīng)過(guò)處理后輸出一個(gè)隨磁浮子高度線性變化的4~20 mA直流電流信號(hào)，上傳到PLC或DCS。
1.3 特點(diǎn)
磁翻板液位計(jì)具有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、維護(hù)方便、密封性好、安全性高、可靠性高、較高的測(cè)量精度、測(cè)量范圍大和就地讀數(shù)清晰直觀等優(yōu)點(diǎn)。
2 磁翻板液位計(jì)在凝汽器中的應(yīng)用凝汽器均為單殼體、對(duì)分雙流程、表面式，型號(hào)為 N-4800-1。汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，凝汽器熱井液位太高，淹沒(méi)冷管水管，減少了凝汽器的換熱面積，造成真空度降低，影響機(jī)組效率；液位太低，將會(huì)使凝結(jié)水泵的進(jìn)口管倒灌高度降低，凝結(jié)水泵進(jìn)口壓力降低，容易造成凝結(jié)水泵汽蝕和斷水，影響凝結(jié)水泵的正常運(yùn)行。
1號(hào)汽輪機(jī)上位機(jī)顯示凝汽器熱井液位出現(xiàn)快速大幅度（20%～90%之間）的波動(dòng),現(xiàn)場(chǎng)磁翻板液位計(jì)同樣波動(dòng)很大，檢查液位計(jì)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在把上閘閥關(guān)死的過(guò)程中，液位波動(dòng)逐漸降低，把上閘閥關(guān)死后，液位波動(dòng)消失。但下閘閥關(guān)到一半，就無(wú)法關(guān)閉，經(jīng)過(guò)反復(fù)開(kāi)、關(guān)閘閥，*終把下閘閥關(guān)死。然后打開(kāi)底部法蘭，發(fā)現(xiàn)：磁浮子（PP 材料）頂部有裂縫，磁浮子也進(jìn)水了。浮筒底部沒(méi)有負(fù)壓吸氣的跡象。更換磁浮子，打開(kāi)上、下閘閥，把液位計(jì)重新投用后，故障現(xiàn)象依舊。下閘閥剛開(kāi)始關(guān)不上，分析其存在漏氣的地方，就把下閘閥的壓蓋螺母、閥蓋螺母全部緊了一遍，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象消失，液位測(cè)量恢復(fù)正常。
故障原因分析：1 號(hào)凝汽器熱井選用馬鞍山東湖控制設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 UHZ-B-II-H-1200 mm型磁翻板液位計(jì)，在上位機(jī)顯示凝汽器熱井液位出現(xiàn)快速大幅度波動(dòng)、顯示異常時(shí)，實(shí)際液位不可能出現(xiàn)這么大的波動(dòng)，但是現(xiàn)場(chǎng)翻板指示器上的紅、白雙色磁性小翻板在大幅度、快速地翻轉(zhuǎn)變紅、變白，說(shuō)明浮筒內(nèi)部的磁浮子確實(shí)是在上、下快速運(yùn)動(dòng)，使遠(yuǎn)傳變送器的輸出直流電流信號(hào)也大幅度的波動(dòng)，從而形成了液位波動(dòng)的假象。通過(guò)關(guān)閉磁翻板液位計(jì)的上閘閥后，液位波動(dòng)停止，可以判斷為：磁浮子的上、下運(yùn)動(dòng)是由于氣、水混合物和負(fù)壓環(huán)境相互作用所致。即氣體從液位計(jì)底部進(jìn)入，帶動(dòng)磁浮子上升，液位計(jì)上部與凝汽器的負(fù)壓（真空）環(huán)境相通，當(dāng)液位計(jì)內(nèi)部氣體穿破水面被負(fù)壓環(huán)境吸入后，由于體積變小而使磁浮子回落，如此反復(fù)，造液位大幅度波動(dòng)的假象和成磁浮子的損壞。從把液位計(jì)再次投用后，把下閘閥的壓蓋螺母、閥蓋螺母全部緊了一遍，故障現(xiàn)象消失的情況，也可以看出來(lái)是下閘閥存在密封不嚴(yán)、漏氣的問(wèn)題。
解決措施：對(duì)下閘閥進(jìn)行更換。另外在對(duì)磁翻板液位計(jì)進(jìn)行檢修的同時(shí)，還要對(duì)連接管路、閥門(mén)和法蘭進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)處理。負(fù)壓狀態(tài)下的磁翻板液位計(jì)發(fā)生大的波動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，分析和解決的步驟如：一是液位計(jì)顯示情況和上位機(jī)顯示波動(dòng)一致，波動(dòng)劇烈，首先關(guān)閉磁翻板液位計(jì)與測(cè)量容器的連接的上、下閘閥，同時(shí)觀察液位的波動(dòng)情況，打開(kāi)排污閥排污，同時(shí)繼續(xù)檢查液位計(jì)磁浮子本身是否有問(wèn)題，如沒(méi)問(wèn)題，就檢查液位計(jì)上、下絲堵及排污閥和連接法蘭處是否出現(xiàn)泄漏，同時(shí)通過(guò)改變上、下閘閥的開(kāi)度，觀察液位計(jì)的波動(dòng)情況。通過(guò)上述措施可確定液位計(jì)的好壞。二是檢查液位計(jì)的浮筒和連接引管的漏點(diǎn)情況。
電廠 2 號(hào)汽輪機(jī)凝汽器熱井液位出現(xiàn)小幅度
（10%～20%之間）的波動(dòng),且逐漸降低，現(xiàn)場(chǎng)翻板指示器同步波動(dòng)，但實(shí)際液位高于顯示液位，檢查磁翻板液位計(jì)，發(fā)現(xiàn)不銹鋼的磁浮子在焊接處磨損過(guò)多，有裂縫，有少量的水進(jìn)入磁浮子里面，更換同型號(hào)磁浮子后，故障現(xiàn)象消除，液位測(cè)量顯示恢復(fù)正常,生產(chǎn)恢復(fù)正常。
故障原因分析：2 號(hào)凝汽器熱井液位選用瑞士威卡（WEKA）公司生產(chǎn)的 34 000-K/1 200 mm 型磁翻板液位計(jì)，其磁浮子是不銹鋼材質(zhì)的圓柱型，且中間細(xì)，兩頭粗，磁鋼為鋁鎳鈷 500 圓棒，形成的是以磁鋼水平面為中心的*大磁力場(chǎng)，在磁浮子與翻板指示器、遠(yuǎn)傳變送器磁性耦合時(shí)，磁浮子會(huì)緊貼浮筒內(nèi)壁上下運(yùn)動(dòng)，造成磨損后日積月累，造成磁浮子磨破[2]。
解決措施：首先，定期對(duì)磁翻板液位計(jì)進(jìn)行檢修，清理磁浮子上附著的油污和鐵屑形成的雜質(zhì)，其次，對(duì)磁浮子的磨損情況進(jìn)行檢查，一旦磨損過(guò)多，提前更換，消除隱患，以免影響汽輪機(jī)正常運(yùn)行。3 注意事項(xiàng)
1）磁浮子是根據(jù)被測(cè)介質(zhì)比重設(shè)計(jì)的，安裝方向要正確，要更換同型號(hào)的。
2）磁翻板液位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)投用時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)上閥門(mén)，后打開(kāi)下閥門(mén)，尤其是應(yīng)用在壓力較高的場(chǎng)合，要緩慢地注入壓力，以防大差壓的作用，可能撞壞磁浮子，導(dǎo)致液位計(jì)無(wú)法使用，應(yīng)使液體緩慢流入浮筒，觀察雙色小磁翻板，由白變紅逐個(gè)翻轉(zhuǎn)。
3）磁翻板液位計(jì)在投用一段時(shí)間后，要定期檢修清理磁浮子上沾有的雜質(zhì)。
4）不能用強(qiáng)磁鐵在浮筒外上、下拉動(dòng)磁浮子進(jìn)行檢查.否則可能會(huì)導(dǎo)致磁浮子磁化而改變極性，或使磁浮子磁性減弱，無(wú)法正常工作。
4 結(jié)語(yǔ)
磁翻板液位計(jì)既可以實(shí)現(xiàn)液位測(cè)量數(shù)值的現(xiàn)場(chǎng)就地顯示，又可以通過(guò)加裝遠(yuǎn)傳變送器，使測(cè)量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的監(jiān)測(cè)和過(guò)程的自動(dòng)化控制，在高溫、高壓、耐腐蝕等場(chǎng)合的槽罐和容器液位測(cè)量中，可優(yōu)先選用的一種液位計(jì)。
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