河北蔚州能源综合开发有限公司 河北张家口 063000
摘要：为提高传感器测量稳定性，减少振动、液位波动等因素对液位测算的影响，本文通过重复性试验，研究了高温高压管道磁致伸缩液位计的影响因素，并根据数据分析制定了详尽的改造方案。经现场应用，该方案安全可靠，显著提高了液位测量准确性。
关键词：振动；磁致伸缩；液位波动；稳定性
0引言
近年来火电企业装机容量不断增长，但备受环保、电源结构改革等政策的影响，业内“上大压小”也推动进了产业结构优化升级，电站锅炉向高参数、大容量方向发展。一台国产660MW超超临界机组高压加热器汽侧温度可达402℃，压力可达8Mpa以上。更高的效能指标与自动化程度，就对测控设备提出了更高的要求。
物位测量作为火电厂自动化控制的重要环节，其准确度、可靠性一直备受关注。目前广泛用于工控领域的测量方法有导波雷达、磁致伸缩、超声波、雷达、射频导纳等。其中，磁致伸缩传感器以其耐高温、准确性高、调节性能佳的特性，备受业界选型的亲睐。
1 背景
某火电企业采用660MW燃煤汽轮发电机组，锅炉为超超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次中间再热、平衡通风、紧身封闭、固态排渣。该厂高压加热器结构型式为单级、卧式、U形管管板表面式加热器，液位测量装置采用顶装外置浮筒式磁致伸缩液位计。
自机组整套启动稳定运行以来，该厂高加共3组液位测量装置存在多次摆动，严重时将导致高加水侧解列，直接危及机组安全稳定运行。
2 影响因素分析及试验
2.1 试验方法
经查阅资料及咨询生产厂家，将可能对该液位计测量产生影响的各类因素进行汇总，通过重复试验记录各项试验时液位波动的次数，并计算该因素的影响概率，见表1。试验过程严格遵守《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程 DL/T774-2015》，确保操作规范，结果具有代表性。
2.2 试验过程
2.2.1 浮子
对于顶装式磁致伸缩液位计，主要是通过检测浮子磁性所在位置来判断液位高度，若浮球质量不佳，如磁性减弱、破损等质量因素，将导致测量异常。
根据设计说明，该磁浮球2年磁性损耗率不超过20%。本试验将现有浮子拆出，检查外观无异常后，使用高斯计测量磁性，与出厂参数对比后回装。
2.2.2 疏水
该高压加热器设计有两路疏水，正常疏水管路位于高加罐体侧方靠近1号液位计，事故疏水管路位于高加罐体底部靠近3号液位计。运行过程中两管路疏水调节门均投入自动，液位作为被调量。当疏水门动作频繁或过大时，存在对临近液位测量产生短暂的影响可能。试验中交替打开高加正常疏水调节门和事故疏水调节门，至全开位停留2秒后关闭。
2.2.3 模块
原液位计仪表模块采集信号较强，门槛电压设定值可达1.5V。当信号被放大时，检测到的干扰信号电压也随之增大。按照厂家建议，更换检测模块为防抖动型，即信号电压保持1V左右，门槛电压0.4至0.5之间。
2.2.4 阻尼时间
阻尼是指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征。 在电学中，通过调节阻尼时间可以直接反映出设备的响应时间。
若测量设备检测速度很快，反映出的真实液位变化率随之增大。因此增大阻尼时间，防止实际液位波动对调节系统的影响。
2.2.5 振动
高压加热器作为高温高压设备，汽侧压力可达7.9Mpa，温度最高402.7℃。由于设备固有特性，振动可能对电磁信号的捕捉产生较大干扰。试验对高加液位测量设备进行连续低频敲击，模拟高负荷时高加本体振动频率，同时观察CRT液位变化趋势。
表1 某厂高加液位异常波动影响因素试验数据表
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3 结果分析及治理
根据试验数据，振动对某厂高加液位波动的影响显著，概率为98%。
为减少现场环境振动对液位测量的影响，首先使用热熔胶对液位传感器主板进行固定，然后在液位计三角支架处使用3mm胶皮垫，最后整体紧固测量装置的连接部分。
经治理后，该液位测量装置测量稳定准确，未发生液位异常波动的缺陷。
4 结束语
随着火电企业自动化程度不断提高，对设备的可靠性管理也必然是要贯穿设备全过程的综合管理。生产企业始终贯穿“安全第一、预防为主、综合治理”的方针政策，特别是危及机组安全稳定运行的疑难杂症，应结合现场实际情况，进行安全生产分级管控和隐患排查治理，使设备始终保持良好的运行状态。
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作者简介：
尹航 （1985-），性别：男；籍贯：河北省张家口市人；职称：工程师；研究方向：火电厂热工控制方面研究和应用；单位：河北蔚州能源综合开发有限公司。