摘要：本文概述了哈密电厂中常用的多种液位计测量原理，包括超声波、导波雷达雷达、磁致伸缩等各种不同的液位计。介绍了各种不同的液位计在电厂中的工作原理与实际运用，并进行了详细参数对比，结合实际工作中各种液位计遇到的问题，进行了分析讨论，给出了具体的技改方案，本文对于液位计在电厂中的实际故障处理具有一定的指导意义。
关键词：液位计；对比分析；技术改造；
一、引言
液位测量是火电厂的重要监测参数，必须保证灵敏可靠。但是火电厂需要测量的液位种类较多，既包括了高低加水位、除氧器水位、水池水位等。由于测量对象不同从而导致液位测量的方法也是多种多样。结合哈密电厂现状一般分为容器测量和开放界面测量，其中容器测量主要使用是磁致伸缩液位计、导波雷达液位计、差压变送器。开放界面测量采用超声波液位计和雷达液位计。在机组运行过程中为了保障机组安全工作，特别随着电厂自动化程度的提高，超声波液位计、雷达液位计等液位计的应用技术发展与经验积累逐渐得到进步，使液位测量水平显著提高。
二、容器类液位计介绍
1.磁致伸缩液位计
磁致伸缩变送器在世界范围内广泛应用于各类容器的测量。磁致伸缩液位计具有精度高、环境适应性强、安装方便等特点。其控制系统更加方便的进行数字转换，可以提供4-20MA的模拟量并用模拟量连接到DCS系统，从而提高整个测量系统的自动化程度。
哈密电厂高压加热器液位采用的是磁致伸缩式液位计。其工作原理是：在一非磁性传感管内装有一根磁致伸缩线,在磁致伸缩线一端装有一个具有专利的压磁传感器,该压磁传感器每秒发出10个电流脉冲信号给磁致伸缩线,并开始计时，该电流脉冲同磁性浮子的磁场产生相互作用，在磁致伸缩线上产生一个扭应力波，这个扭应力波以已知的速度从浮子的位置沿磁致伸缩线向两端传送。直到压磁传感器收到这个扭应力信号为止,压磁传感器可测量出起始脉冲和返回扭应力波间的时间间隔，根据时间间隔大小来判断浮子的位置,由于浮子总是悬浮在液面上,且磁浮子位置随液面的变化而变化,即时间间隔大小也就是液面的高低,然后通过全智能化电子装置将时间间隔大小信号转换与被测液位成比例的4—20mA信号进行输出。
2.导波雷达液位计
雷达液位计采用微波脉冲的测量方法，并可在工业频率波段范围内正常，波雑量低，可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对液体进行非接触式测量，适用于粉尘、温度、压力变化大，有蒸汽存在的场合。
2.1工作原理
哈密电厂低压加热器液位计采用的是导波雷达液位计。导波雷达液位计结合了时域反射原理(TDR)、等时采样原理(ETS)和低功率电路等先进的技术。TDR发生器产生一个沿导波杆向下传送的电磁脉冲波，当遇到比先前传导介质(空气或蒸汽)介电常数大的液体表面时，脉冲波会被反射，用超高速计时电路来计算脉冲波的传导时间，电磁脉冲波传输距离S=VT，从而得到液位测量结果。ETS扫描采集成千上万的信号，每秒钟约完成8个扫描，每个扫描采集30000个样本。ETS实时捕捉高速(1000ft/µs)的电磁信号并在等值的时间里重新构造。
2.2实际应用与故障处理
导波雷达的液位计在一些新兴的电厂中运用较多，如测量除氧器水位，低加水，疏水扩容器水位等。该液位计在使用中需要一个类似于平衡容器作用的测量筒，测量筒汽水侧取样口必须和被测容器的高度一致，否则会产生水位的偏差。该液位计在量程的上部和下部均存在一定的死区，若导通管弯曲，可能会造成水位在测量死区内，导致测量不准确，水位不同程度的波动。
另外测量筒必须竖直方向安装，与水平面的角度需为90°，不得有偏斜，保证导波管与测量筒四周的距离相等，使得探头的轴线应与液位的反射表面垂直。否则导致接收信号的不一致，也会造成水位的如果在运行一段时间后，若水位显示与其他冗余信号有偏差，即为凝结在导波管水汽影响了导波信号的接收，将整个导波管清理擦拭即可消除故障。
3.差压式液位计
差压式液位计是应用差压计或差压变送器来测量液位的，是目前应用得最泛的一种液位测量仪表。差压式液位是利用容器内液位改变时，由液柱产生的静压也相应变化的原理而工作的。
3.1工作原理
差压式水位计是通过把水位高度的变化转换成差压的变化来测量水位的，因此，其测量仪表就是差压计。差压式水位计准确测量容器水位的关键是水位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平衡容器形成参比水柱来实现的。差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。
3.2实际应用与故障处理
差压式液位计在电厂的应用十分广泛，哈密电厂锅炉冷凝水箱就是用的此液位计，由于差压式液位计是利用液体液位差引起的静压变化来测量液位高度的，在实际应用时需要注意的是，液位计的正压侧接汽侧，负压侧接水侧。当容器满水时，差液位计正负压侧的压差为零，所以这得到的水位或改写成是反值，那么在实际应用中就地液位计的量程需要反迁，或者在DCS上做相应的量程反迁。
由于差压液位计长期运行会造成取样管路堵塞，具体清理过程为停运液位计后，打开正负压侧的排污门，观察排出的工质情况。负压侧为水侧，工质应为干净均匀无气泡的水。正压侧为汽侧，工质应开始为干净均匀无气泡的水，后为均匀排除的蒸汽。若不符合上述情况，应清通取样管路以及平衡容器内的正负压侧管路，因为取样管路的堵塞肯定是因为平衡容器内的杂质，单一的清理取样管路无法达到效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在投运时，可将负压侧和平衡门同时打开，正压侧关闭，再关闭平衡门，打开正压侧，这样可使得正压侧快速得到一部分水，缩短凝结水的时间，较快速的投运。
三、界面类液位计介绍
1.超声波液位计
超声波液位计在测量中超声波脉冲由传感器（换能器）发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收或超声波接收器，通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体的表面距离。可广泛用于各种液体高度测量。
超声波通过测量声波发射至接收到被物位界面所反射的回波的时间间隔来确定物位的高低。超声波发射器被置于容器底部，当它向液面发射短促的脉冲时，在液面处产生反射回波被超声接收器接收。若超声发射器和接收器到液面的距离为H，波在液体中的传播速度为则有如下简单关系：
H= VT
H--------所测液面高度
V--------超声波的传播速度
T--------超声波从发射到接收的时间
2.雷达液位计
雷达液位计对人体及环境均无伤害，还具有不受介质比重的影响，不受介电常数变化的影响，不需要现场校调等优点，不论是对工业需要，还是对顾客经济实惠的考虑，都是不错的选择。
雷达液位计以发射——反射——接收为工作的基本原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射最小5.8Hz的雷达信号。反射回来的信号任由天线接收，雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离以及物料成比例。即：
h=H-
h------料位
H------槽高
v------雷达波速
T------雷达波发射接收的间隔时间。
四、现哈密电厂液位计问题汇总及技改方案
1.工业水池和消防水池等几处的液位测量问题
1.1水蒸汽问题
该处水池为全封闭水池，液位计安装位置位于池顶，但时常会受到水蒸汽的影响，使液位计探头处沾上水雾，当池外温度更低时甚至会使水雾形成薄冰，使得液位的测量无法进行，增加了日常维护的工作量。
1.2温度因素
由于是在池顶安装，户外温度直接影响到该处液位计的测量，因此应加遮阳罩或其他措施消除温度对测量的影响。
2.脱硫吸收塔地坑液位测量问题
波动对超声波液位计影响：由于地坑中搅拌器要始终运行，而且液位计安装位置距离搅拌器不远，因此在测量过程中液面波动会严重影响到最终液位的测量值。
3.煤仓料位计测量问题
我厂煤仓料位计为射频锁相物位监测仪，料位计测量探头和被测介质直接接触，煤仓煤位上升和下降对测量探头影响较大，经常出现煤位显示不准的情况。
4.技改方案
（1）煤仓料位不准影响运行的判断，可改为雷达式料位计。
（2）工业水池和消防水池及地坑等几处的液位由于不参与调解，对精度要求不高，可改为背压吹气式测量方式。
（3）原水池，废水池采用超声波液位计，避免了水位波动、管路堵塞等问题。
五、结束语
讨论中的几种液位计在实际工作使用中的精确性、稳定性都可以得到保证，从而实现了较好的自动化测量效果。具体应用时可以针对测量情况的不同，根据各种液位计的特点合理选用，同时解决好安装和使用问题，定会得到准确的测量结果，满足机组安全运行的需要。
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论文作者:韩刚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/17
标签：测量论文; 液位计论文; 导波论文; 水位论文; 液位论文; 哈密论文; 电厂论文; 《电力设备》2017年第8期论文;