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磁翻板液位计在凝汽器中的应用及故障解决方案

摘要:简述了磁翻板液位计的结构、工作原理和特点,分析了磁翻板液位计在电厂凝汽器热井液位测量应用中出现的问题,并提出了使用中相的应措施和注意事项,取得了很好的效果,保障了生产的稳定运行。
 
引言
邯钢企业邯宝能源中心自备电厂的总装机容量为180 MW(3×60 MW),锅炉均为杭州锅炉集团有限企业生产的纯燃煤气(高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气)NG-260/9.8-Q 型锅炉,汽轮机均为哈尔滨汽轮机厂生产的CC50/N60-8.83/2.17/0.98 型抽凝式汽轮机发电机组,其凝汽器热井使用侧装式磁翻板液位计来对内部液位进行测量和监控。
磁翻板液位计
 
1 磁翻板液位计概况
 
1.1 结构
磁翻板液位计主要由浮筒、翻板指示器(由红、白双色小磁翻板和标尺组成)、磁浮子、连接法兰、底部法兰和排污阀等组成标准型的磁翻板液位计,另外,可通过在浮筒外加装远传变送器(干簧管变送器),构成可以实现测量数据输出的远传型磁翻板液位计。
 
1.2 工作原理
磁翻板液位是根据连通器原理、阿基米德浮力原理和磁性耦合作用原理工作的,其连接法兰分别与容器的上、下引管法兰相连接,形成连通器,使容器和浮筒内的液位相等。当容器内的液位上下浮动时,浮筒内的磁浮子也随之上下浮动,当液体上升时,磁浮子上移,磁浮子内的磁钢通过磁耦合传递到翻板指示器,驱动红、白双色小磁翻板转动180°,即由白色翻动变成红色;反之,当液位下降时,双色小磁翻板由红色翻动变成白色,红色小磁翻板和白色小磁翻板的分界处即为容器内介质液位的实际高度,同时在面板标尺上可读得液位高度,浮筒底部的排污阀在清洗或调试时使用。远传型磁翻板液位计也是应用了磁性耦合作用原理,通过加装在浮筒外的远传变送器(干簧管变送器)中的干簧管受磁浮子磁场的吸合来实现远传电路的电阻变化,依次经过处理后输出一个随磁浮子高度线性变化的4~20 mA直流电流信号,上传到PLC 或DCS。
 
1.3 特点
磁翻板液位计具有:结构简单、安装方便、维护方便、密封性好、安全性高、可靠性高、较高的测量精度、测量范围大和就地读数清晰直观等优点。2 磁翻板液位计在凝汽器中的应用凝汽器均为单壳体、对分双流程、表面式,型号为N-4800-1。汽轮机在运行过程中,凝汽器热井液位太高,淹没冷管水管,减少了凝汽器的换热面积,造成真空度降低,影响机组效率;液位太低,将会使凝结水泵的进口管倒灌高度降低,凝结水泵进口压力降低,容易造成凝结水泵汽蚀和断水,影响凝结水泵的正常运行。
 
1 号汽轮机上位机显示凝汽器热井液位出现快速大幅度(20%~90%之间)的波动,现场磁翻板液位计同样波动很大,检查液位计过程中,发现在把上闸阀关死的过程中,液位波动逐渐降低,把上闸阀关死后,液位波动消失。但下闸阀关到一半,就无法关闭,经过反复开、关闸阀,*终把下闸阀关死。然后打开底部法兰,发现:磁浮子(PP 材料)顶部有裂缝,磁浮子也进水了。浮筒底部没有负压吸气的迹象。更换磁浮子,打开上、下闸阀,把液位计重新投用后,故障现象依旧。下闸阀刚开始关不上,分析其存在漏气的地方,就把下闸阀的压盖螺母、阀盖螺母全部紧了一遍,发现故障现象消失,液位测量恢复正常。故障原因分析:1号凝汽器热井选用马鞍山东湖控制设备有限企业生产的UHZ-B-II-H-1 200 mm型磁翻板液位计,在上位机显示凝汽器热井液位出现快速大幅度波动、显示异常时,实际液位不可能出现这么大的波动,但是现场翻板指示器上的红、白双色磁性小翻板在大幅度、快速地翻转变红、变白,说明浮筒内部的磁浮子确实是在上、下快速运动,使远传变送器的输出直流电流信号也大幅度的波动,从而形成了液位波动的假象。通过关闭磁翻板液位计的上闸阀后,液位波动停止,可以判断为:磁浮子的上、下运动是由于气、水混合物和负压环境相互作用所致。即气体从液位计底部进入,带动磁浮子上升,液位计上部与凝汽器的负压(真空)环境相通,当液位计内部气体穿破水面被负压环境吸入后,由于体积变小而使磁浮子回落,如此反复,造液位大幅度波动的假象和成磁浮子的损坏。从把液位计再次投用后,把下闸阀的压盖螺母、阀盖螺母全部紧了一遍,故障现象消失的情况,也可以看出来是下闸阀存在密封不严、漏气的问题[1]。
 
解决措施:对下闸阀进行更换。另外在对磁翻板液位计进行检修的同时,还要对连接管路、阀门和法兰进行检查,发现隐患,及时处理。负压状态下的磁翻板液位计发生大的波动现象时,分析和解决的步骤如:一是液位计显示情况和上位机显示波动一致,波动剧烈,首先关闭磁翻板液位计与测量容器的连接的上、下闸阀,同时观察液位的波动情况,打开排污阀排污,同时继续检查液位计磁浮子本身是否有问题,如没问题,就检查液位计上、下丝堵及排污阀和连接法兰处是否出现泄漏,同时通过改变上、下闸阀的开度,观察液位计的波动情况。通过上述措施可确定液位计的好坏。二是检查液位计的浮筒和连接引管的漏点情况。
 
电厂2 号汽轮机凝汽器热井液位出现小幅度(10%~20%之间)的波动,且逐渐降低,现场翻板指示器同步波动,但实际液位高于显示液位,检查磁翻板液位计,发现不锈钢的磁浮子在焊接处磨损过多,有裂缝,有少量的水进入磁浮子里面,更换同型号磁浮子后,故障现象消除,液位测量显示恢复正常,生产恢复正常。
 
故障原因分析:2 号凝汽器热井液位选用瑞士威卡(WEKA)企业生产的34 000-K/1 200 mm 型磁翻板液位计,其磁浮子是不锈钢材质的圆柱型,且中间细,两头粗,磁钢为铝镍钴500 圆棒,形成的是以磁钢水平面为中心的*大磁力场,在磁浮子与翻板指示器、远传变送器磁性耦合时,磁浮子会紧贴浮筒内壁上下运动,造成磨损后日积月累,造成磁浮子磨破[2]。
解决措施:首先,定期对磁翻板液位计进行检修,清理磁浮子上附着的油污和铁屑形成的杂质,其次,对磁浮子的磨损情况进行检查,一旦磨损过多,提前更换,消除隐患,以免影响汽轮机正常运行。3 注意事项
 
1)磁浮子是根据被测介质比重设计的,安装方向要正确,要更换同型号的。
2)磁翻板液位计现场投用时,应先打开上阀门,后打开下阀门,尤其是应用在压力较高的场合,要缓慢地注入压力,以防大差压的作用,可能撞坏磁浮子,导致液位计无法使用,应使液体缓慢流入浮筒,观察双色小磁翻板,由白变红逐个翻转。
3)磁翻板液位计在投用一段时间后,要定期检修清理磁浮子上沾有的杂质。
4)不能用强磁铁在浮筒外上、下拉动磁浮子进行检查.否则可能会导致磁浮子磁化而改变极性,或使磁浮子磁性减弱,无法正常工作。
 
4 结语
磁翻板液位计既可以实现液位测量数值的现场就地显示,又可以通过加装远传变送器,使测量数据的远传输出,实现对液位的监测和过程的自动化控制,在高温、高压、耐腐蚀等场合的槽罐和容器液位测量中,可优先选用的一种液位计。
 

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