（大唐华银金竹山火力发电分公司 湖南省冷水江市 417505）
摘要：液位控制系统广泛应用于火力发电厂。随着过程控制技术的日益成熟，自动化程度的不断提高，生产工艺的不断完善。液位的测量以及控制对发电机组的安全和效率有着重要影响，本文主要讲述液位测量和控制在金竹山电厂辅网的应用，通过不同形式的液位测量和控制方式的对比，阐述各种测量和控制方式的优缺点。
关键词：液位；测量和控制；优缺点
1引言
随着大容量、高参数、高自动化的大型火力发电机组在我国的日益普及，过程控制在火力发电厂的应用俞显重要，过程控制从应用于火力发电厂至今，经历了从简单到复杂，从低级到高级的过程，在过程控制中，通常对液位、温度、压力、流量等参数进行控制。其中液位的测量和控制广泛应用于火力发电厂，如地坑排出系统，吸收塔液位，除氧器水位控制，汽包水位控制。液位控制的准确度和精确度都直接或者间接影响发电机组的安全和效率。
液位控制系统包括液位的测量和控制，测量设备在金竹山电厂常见的有：差压式变送器（吸收塔液位），超声波式液位计（事故浆液箱液位），电接点式液位计（启动锅炉房汽包水位），浮球式液位计（捞渣机污水坑液位），磁翻板液位计（液氨储罐液位）。控制则由测量设备测量的参数经过运算后作用于相应的阀门和泵。
2液位测量装置原理介绍
2.1差压式液位变送器
差压式液位计的工作原理是利用液位的高度差产生的压力差来测量液位的。它的测量设备差压变送器是一种比较成熟的产品，它的测量误差主要由于取样装置内的介质与被测容器内的介质温度的差异引起，为了减小误差取样方式表现的有所不同。其中单室平衡容器存在正负取样处温度不一致的误差、取样处与容器内温度不一致的误差。双室平衡容器消除了正负取压口的温度差，带有温度补偿装置的平衡容器消除了取样处与容器内温度差。因而补偿式双室平衡容器比较精确。单室平衡容器安装水位线应为平衡容器取压孔内径的下缘线。双室平衡容器的安装水位线应为平衡容器正、负取样孔间的平分线。水位测量的正、负压取压装置，可根据显示仪表刻度的全量程选择测点位置。平衡容器安装要求与容器间的连接管应尽量缩短，连接管上避免安装影响介质正常流通的元件，如接、琐母等；在平衡容器接口前装取源阀门应横装（阀杆处于水平位置），避免阀门积聚空气泡而影响测量准确度；一个平衡容器一般供一套液位测量设备使用；平衡容器必须垂直安装，不得倾斜。不易凝结水、工作压力较低的平衡容器安装时，可在平衡容器顶部加装注水装置或由正压脉冲管的排污口向平衡容器注水，以保证能够较快的投入水位表。平衡容器及连接管安装后进行保温，从而减小温度带来的影响。但为使平衡容器内蒸汽凝结加快，其上部应不保温[1]。
2.2超声波测量装置
超声波液位测量装置由超声换能器发射的超声脉冲经空气中在被测介质表面反射返回接受换能器，通过超声脉冲的往返时间，就能得到超声换能器辐射面到被测面的距离。再根据超声换能器的安装高度，就可以得出实际液位高度。超声波液位计与介质无直接接触，耐腐蚀性强，精度较高，安装简便。但其价格较高，超声波受传输媒介的气体成分影响较大，受容器几何结构特性影响较大，不适用于有气泡或悬浮物的介质，容易受电磁波干扰。
2.3电接点水位计
电接点水位计是利用炉水和蒸汽的导电率差异的特性进行测量，由于液位的变化使部分电极浸入水中，部分电极置于蒸汽中，在炉水中的电极对筒体阻抗小，而在蒸汽中的电极对筒体的阻抗大，电极在汽、水中的电阻差应大于100MΩ，利用这一特性，可将非电量的水位转化为电量，送给智能二次仪表，从而实现液位的显示、报警、保护联锁等功能。二次仪表采用双色光柱及数字显示水位。
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3液位测量装置在金竹山电厂中的应用
3.1超声波测量装置的应用
超声波测量装置主要用于废水池以及水箱容器液位的测量。以金竹山电厂吸收塔排水坑为例，超声波液位计安装于排水坑顶部，在电子单元的控制下，探头向被测物体发射一束超声波脉冲。声波被物体表面反射，部分反射回波由探头接收并转换为电信号。从超声波发射到被重新被接收，其时间与探头至被测物体的距离成正比。
超声波液位计此距离值S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：
S=C×T/2
其测量的信号接入现场二次表。在现场二次表上显示运算后输出控制泵启停的开关量，也可以直接进入DCS实现泵的自动启停。
该种测量装置能够精确测量排水坑的液位，在现场二次表上能够实时监测到排水坑中的液位。且启停液位的定值方便修改。但此测量装置在基建的时候安装于紧挨地面的盖板上，随地坑泵运行产生的振动而振动，从而影响了测量的准确性，且由于排水坑内部密闭，容易产生水汽，水汽粘附在液位计的探头表面。对测量的准确性产生影响。
针对上述影响，在实际应用中可以抬高探头离液面的距离，降低湿度，减少振动。具体可以用三根扁铁制作液位计支架。保持液位计探头的干燥，消除地坑内上升的湿气对液位测量的准确性。经改造后设备保持了良好的运行状态。
3.2浮球测量装置的应用
浮球液位计一般用于废水池液位的测量，在实际的废水池液位测量上一般只要用到两个点，即高水位H和低水位L，分别控制排出泵的启和停。相对应的由两个浮球来实现。通过浮球的浮起和下降来转换浮球内部的接点开关。两个浮球则分别控制泵的启和停，其信号接入电气柜，实现泵的自动启和停。以金竹山电厂捞渣机污水坑液位计为例。
该控制装置结构简单，便于安装，成本较低。但需要预先对浮球的动作点进行固定，设定好之后再次调整比较麻烦。由于浮球只能对某一个液位点进行控制，不能实时显示测量容器的实际高度。其次浮球在容器内部是活动的，其活动范围具有不确定性，固一般不用于带搅拌器的容器，防止因搅拌器对浮球的损害。
3.3电接点水位计的应用
金竹山电厂启动锅炉房汽包水位计在基建时采用的是一套差压式水位计，由于取样点设计不合理，以及启动锅炉放长时间停运时取样管路内部结垢。在运行过程中经常出现测量不准的现象。针对以上故障情况，在机组大修时对水位计进行了换型，采用了在高温下工作性能稳定的GJT-2000型电接点水位计，电接点水位计利用联通管原理，测量筒內与汽包水位等高。根据水与汽的电阻率不同，测量筒的电极在水中对筒体的阻抗小。在汽中对筒体的阻抗大。随着水位的变化，电极在水中的数量产生变化。转换成电阻值的变化。传到二次仪表，从而实现水位的显示。
3.4磁翻板液位计的应用
氨水储罐等高压密闭容器，其液位测量装置一般采用磁翻板式液位计。磁翻板液位计由主体构成的液体通路是经接管用法兰或锥管螺纹与被测容器连接构成连通器，透过玻璃板观察到的液面与容器内的液面相同计液位高度。
磁翻板液位计在安装时一定要保持垂直状态，与容器引管间加装有球阀，以便于液位计的检修和拆卸清洗，应该远离磁性物体，否则容易对浮子造成卡阻影响测量的准确性。在安装位置选择时，应避开或远离物料介质进出口处，避免物料流体局部区域的急速变化，以免影响液位测量的准确性。
4结语
以上是本人根据自己的实际经验以及查阅相关资料罗列的几种液位测量装置。无论哪种液位测量装置，都要定期对设备进行检查和维护，火力发电企业应该根据合适的系统，合适的工况来选择合理的液位测量设备，才能够更好保证设备运行的准确性和稳定性，并减少维护人员的工作量和风险。
参考文献：
[1] 杨坤明. 液位测量设备在火力发电厂中的应用[J]. 城市建设理论研究：电子版，2014（35）.
[2] 朱宏永. 液位测量装置在火力发电厂的应用与选型[J]. 中国高新技术企业，2013（23）：42-43.
作者简介：
黄藤辉（1988-），男，湖南双峰人，助理工程师，本科学历，从事热工检修工作。
论文作者:黄藤辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/17
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