王亮
浙江浙能兰溪发电有限责任公司 浙江 兰溪 321100
摘要： 随着近两年火电厂的“废水零排放”和“烟气超低排放”环保要求提升，以及火电厂市场化经营的经济效益压力，水处理系统和脱硫系统的自动化控制要求较以往明显提高。由于超声波液位计的非接触式测量模式，对安装空间和运行工况要求低，超声波液位计大量应用到了这些系统设备中。精确的液位控制能够更好的保障水泵及浆液泵等设备的自动运行，使得系统设备在做好设备节能降耗的同时保证火电厂的环保运行。根据近些年的对本单位超声波液位计的故障处理经验和分析，本文总结出了一些超声波液位计在应用中的改进措施。
关键词：火电厂；自动化；超声波液位计；改进措施；
背景：
目前火电厂的外围系统的水池，碱液箱和浆液池等设备都会配备超声波液位计，通过液位计测量值远传到控制系统来自动控制相关水泵等设备的启停，从而达到调节池内或箱内的液位，防止水池和浆液池等介质溢出或者存量不足影响到全厂的环保排放指标。根据故障处理经验，超声波液位计出现液位测量值跳变引发相连泵体频繁启停导致泵体故障和测量失准导致介质溢流或打空泵导致泵体损坏等现象在超声波液位计故障中占据了较大比例。
超声波液位计测量故障的主要原因及改进措施
1 液位计参数设定不合理导致的测量失准及改进措施
超声波液位计工作原理是由超声波换能器（探头）发出高频脉冲声波遇到被测物位（物料）表面被反射折回反射回波被换能器接收转换成电信号。声波的传播时间与声波的发出到物体表面的距离成正比，声波传输距离S与声速C和声传输时间T的关系可用公式表示：S=C×T/2。不同的容器和测量介质都会对声速产生影响。
1.1容器形状、测量介质的选项设置与实际不符导致测量失准
考虑到不同的容器环境，内部空气密度等因素的有所不同会导致声波在容器内的速度也会有所不同，另外不同的介质会声波的吸收和反射能力也有不同。以E+H的FMU系列液位计为例。超声波液位计容器形状有球形罐体，圆顶罐体及露天等6种容器形状选项，测量介质有液体，大于或者小于4mm的固体稀料等多种选项，需要根据实际情况，选择相应的容器形状和介质，表计会根据相应的选项进行内部计算系数进行修正，使测量值更加精准。
1.2 容器内工艺条件选项设置与实际不符导致测量失准
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图1
不同的工艺条件下，介质在容器内的液面变化速度和波动情况都有不同，如图1所示我们需要选择相应的工艺条件选项，用合适的滤波和阻尼系数让表计的测量值更符合介质的实际变化情况，以便更好的控制相关设备的启停。
1.3量程设置的与实际不符导致测量失准及改进措施
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由于自动化控制的要求，超声波液位计测量值都要送入控制系统中进行相关设备的自动控制并进行画面显示，所以超声波设置液位计量程时不仅要测量实际容器的深度，还要实现自动控制系统中的量程设置与液位计的量程一一对应，日常处理中往往会发现控制系统中的量程设置会由于部分施工单位理解上的偏差对应设置为图2中的空罐量程E，导致控制系统中显示值比实际值高，实际需要将控制系统中的量程设置成满罐量程F的对应数值，使得显示值与实际值一致。
2 液位计安装位置不合理导致的测量失准及改进措施
超声波液位计需要根据实际情况选择合理的安装位置，如图3的液位计安装位置在靠近入水口的上方，一旦罐内进行补水时，测量值就会比实际液位高，导致测量失准。所以现场安装时需要根据设备实际情况，选择合适的安装位置，避开不同工况下的变量干扰。如上图将液位计移至罐顶左侧安装才能避开进水口进水时对测量的影响。
3 其他干扰因素导致的测量失准及其改进措施
3.1介质中流入杂质导致的测量失准及改进措施
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由于较多外围系统的水池或者水道处于露天环境，现场环境会带来一些杂质，混入到介质中，如本单位的循环水池因为冷却塔到水池的水道都是露天开放式的水道，书上飘落的树叶或果子等杂质经常会随着水流流入到水池，而树叶和果子这类杂质集聚在超声波液位计下方时（如图4），由于树叶对声波的反射性与水不同，就会导致液位计测量值失准。对此，我们在改人孔的入水方向加装了一层滤网（如图5），成功的解决了该类液位测量失准问题。
3.2 液位计表面水汽凝结导致的测量失准及改进措施
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在热水的收集水池及吸收塔浆液池等池中，由于内介质温度较高，液位计在夜间或者冬天等池子内外温差较大时，经常会由于超声波液位计声波发射端表面凝结的水珠（如图6）导致测量失准。
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对此，我们通过对此类池子的超声波液位计（图7）安装孔的改造，增强液位计的声波发射端的通风，散热（如图8），避免了液位计声波发射端表面的水汽凝结，成功的解决了该类的液位测量失准问题。
3.3 介质含有泡沫导致的测量失准及改进措施
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在化水处理系统中有不少水池中会加入化学试剂来处理水中的相应化学成分，在搅拌和化学反应过程中原本清澈的水中往往会有产生泡沫（如图9），由于泡沫会吸收声波的特性，原本正常显示的超声波液位计显示值会突降到0，造成测量失准。对此类问题，我们通过加工安装一段PVC管深入水中（如图10），将泡沫隔离在管外来保证对该类水池的液位准确测量。
结语：
通过上述多种故障原因的分析，以及改进措施落实后的效果，可以看出超声波液位计只要我们安装合理，设置好合理的参数，做好干扰因素的防范措施，可以应用在火电厂大部分的外围系统液位测量，并达到准确测量。更多的是需要我们在安装使用前做好现场工况和环境因素的预想，在使用过程中对出现的故障原因的分析判断，采取合理的方法从根本上解决问题。
参考文献：
1、E+H超声波液位计FMU40操作手册
2、韩平. 超声波液位计在液位测量中的应用.中国仪器仪表2011（03）