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聯系我們1、概述
在火力發電企業的生產過程中，經常要對儲存在儲罐、水池和其他容器中的介質的體積或高度進行控制，以確保生產的安全穩定運行。而在一般的生產工作中，通常只需要對被測介質的表面位置進行記錄和存儲，以確保作為生產、安全等方面的需要。但隨著自動化程度的不斷提高，對液位測量技術也提出了更高的要求：要求測量對象要廣、測量的精度要高、測量的可靠性要好、測量的特殊環境適用性要強。被測介質液面波動大、儲罐內存在氣泡、是否具有粘滯性或腐蝕性等問題都對液位測量造成了很大影響。因此，在生產過程中根據實際工況正確地選擇液位測量裝置是對生產的一種保障。
2、原理和特點
目前，國內火力發電企業生產中普遍采用的液位測量方法，有以下五類：
2.1 超聲波液位測量
一般把聲波頻率超過20kHz的聲波稱為超聲波。超聲波是機械波的一種，即是機械振動在彈性介質中的一種傳播過程，它的特征是頻率高、波長短、繞射現象小，另外方向性好，能夠成為射線而定向傳播。超聲波液位測量裝置由超聲換能器發射的超聲脈沖經空氣中在被測介質表面反射返回接受換能器，通過超聲脈沖的往返時間，就能得到超聲換能器輻射面到被測面的距離。再根據超聲換能器的安裝高度，就可以得出實際液位高度。超聲波液位計與介質無直接接觸，耐腐蝕性強，精度較高，安裝簡便。但其價格較高，超聲波受傳輸媒介的氣體成分影響較大，受容器幾何結構特性影響較大，不適用于有氣泡或懸浮物的介質，容易受電磁波干擾。
2.2 雷達液位測量
雷達液位計發射的是一種特殊形式的電磁波，其物理特性與可見光相似。雷達信號是否被反射，主要取決于兩個因素：（1）被測介質的導電性；（2）被測介質的介電常數。當雷達液位計朝一個目標發射電磁波，電磁波被反射后返回發射源。安裝在發射源處的接收器捕獲到反射波，并把它與發射波做比較，zui終確定目標與發射源的距離。雷達波不易受干擾，且穿透能力很強，可以測量壓力容器內液位，可以忽略高溫、高壓、結垢和冷凝物的影響。精度較高，與介質無直接接觸，耐腐蝕性強，可在真空環境中和有較強漩渦的環境下使用，安裝簡便。但其造價昂貴，受容器幾何結構和材料特性影響，容易受電磁波干擾。
2.3 電容式液位測量
電容式液位計將被測液體的介電常數和液體上面空氣的介電常數作比較，利用電容兩極板間電容值變化測量液面的高低。它結構簡單，體積較小，容易實現遠傳和調節，適用于具有腐蝕性和高壓介質。但電容式液位計介質和液面上部的介電常數必須保持恒定才能準確測量，對容器材質有較高的要求，對粘性介質和導電介質容易產生掛料，誤差較大。
2.4 磁翻板液位計
磁性浮子液位計也稱磁翻板液位計，根據浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當被測容器中的液位升降時，液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內的*磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅動紅、白翻柱翻轉180°，當液位上升時翻柱由白色轉變為紅色，當液位下降時翻柱由紅色轉變為白色，指示器的紅白交界處為容器內部液位的實際高度，從而實現液位清晰的指示。磁翻板液位計能夠快速、直觀地讀數，價格較低，可實現遠傳和調節。但它精度低，安裝復雜，量程有限制，安裝體積比較大。
2.5 差壓式液位變送器
差壓式液位變送器安裝在液體容器的底部，通過表壓信號反映液位高度。當差壓計一端接液相，另一端接氣相時，根據流體靜力學原理，有：
PB=PA+Hρg （1）
式中：
H——液體高度
ρ——被測介質密度
g——被測當地的重力加速度
由式（1）可得：ΔP=PB－PA=Hρg
在一般情況下，被測介質的密度和重力加速度都是已知的，因此，差壓變送器測得的差壓與液體的高度H成正比，這樣就把測量液體的高度的問題變成了測量差壓的問題。差壓式液位變送器穩定性好，精度高，且常用的壓力變送器即可作為測量用設備。但它對容器內部介質穩定性要求較高，不宜用做測量腐蝕性介質。
3、應用和選型
潮州發電公司機組自2005年投產以來，液位測量就一直存在或多或少的問題。有的是測量精度不夠，有的是測量的穩定性不高。針對這些問題，公司曾組織專人到各個火力發電企業調研，總結分析各種液位測量裝置的優缺點，目的是根據各廠經驗將公司現有的設備進行全面調整改造，以保證系統安全穩定運行。根據多年來生產運行的經驗，總結出以下六點：
3.1 明渠水池液位測量
明渠水池一般無法安裝差壓式液位變送器和電容式液位計，所以需要在雷達液位計和超聲波液位計間做出選擇。選擇設備前，先要考慮水池內環境如何。例如水池內部是否有攪拌器長期運行，造成水池出現漩渦；或者水池內溫度較高，有較多蒸汽。這類水池一般應該選擇雷達液位計，因為雷達液位計發射的雷達波穩定，且對環境因素適應性強。如果是一般的明渠水池的話選擇超聲波液位計就可以，超聲波液位計在測量環境上要求雖然不如雷達的高，但其價格要優于雷達液位計。
3.2 油罐油位測量
油罐是火力發電廠的重要存儲容器之一，也是國家規定的重大危險源之一。所以對油罐液位的測量既要求穩定性高，也要求準確性高。油罐的油位測量要安裝兩套不同原理的設備：磁翻板液位計和雷達液位計，其中磁翻板液位計只做就地觀察用。因為油罐高度較高，不可能經常上去頂部檢查液位計的運行情況，兩套設備能夠互相監督判斷。差壓式液位計則不適用在鍋爐汽包等密閉容器中應用廣泛，但測量結果并非真正液位，因此在油罐液位測量的設計中很少應用。
3.3 酸堿存儲罐液位測量
酸堿存儲罐全部是密閉容器，且容器內介質腐蝕性強，揮發性高，日常維護起來也有較大的風險性。所以應選擇磁翻板液位計和雷達液位計，其中磁翻板液位計只做就地觀察用，雷達液位計也可以用超聲波液位計進行替換。因為無論是超聲波液位計和雷達液位計的耐腐蝕性都較強，不用擔心被酸堿性介質和氣體腐蝕損壞。如果選用差壓式液位變送器的話，需要測量管路、安裝法蘭及變送器本身都要使用耐腐蝕材料，這樣造價就會很高。
3.4 儲水罐液位測量
儲水罐作為火力發電廠*的存儲容器，液位的測量會直接影響電廠制水系統的運行時間和機組用水量的把握。因此，選擇液位計首先要保證其性和穩定性。
無論從安裝角度還是維護角度來講，差壓式液位變送器都要優于超聲波液位計和雷達液位計。因為儲水罐作為密閉容器，容器內的水位不會有較大的波動，容器內部介質也相對穩定。
3.5 密閉水池液位測量
密閉水池的結構基本與儲水罐相同，但由于密閉水池無法在水池底部開孔作為差壓式液位計的取樣點，水池內部又沒有較惡劣的環境，選擇超聲波液位計測量即可。
3.6 漿液水池液位測量
火力發電廠脫硫系統漿液水池一直是液位測量的難點之一。
由于漿液水池內的漿液介電常數較高，氣體揮發性大，且漿液表面容易產生較多泡沫，對液位測量產生很大影響。以上介紹的幾種液位測量裝置均無法穩定準確地測量實際液位。潮州電廠根據現場的實際工況分別安裝了雷達液位計和超聲波液位計進行測量。相比較而言，超設備液位計的測量準確性要高于雷達液位計，但仍需要維護人員定期清理超聲波液位計的換能發射裝置，以保障設備能長時間穩定運行。
無論選用何種液位測量裝置，都需要定期對這些設備進行檢查和維護。火力發電企業只有在合適的系統合適的工況選擇合理的液位計，才能夠更好保證設備運行的準確性和穩定性，并減少人員維護的工作量和風險。
