磁翻板液位計在鼓風機熱井液位監測中的應用

 【摘要】以汽輪鼓風機熱井液位監測裝置改造為背景，概述了磁翻板液位計（磁性浮子液位計）在汽輪鼓風機熱井液位監測裝置中的應用，通過磁翻板液位計（磁性浮子液位計）和電接點液位計的比較，闡述了磁浮子液位計的工作原理以及測量勢，論證了該項改造對保證生產的穩定運行起到的作用。

1 引言
        熱井液位是汽輪鼓風機重要監測數據之一，熱井液位決定了汽輪鼓風機水循環系統的穩定性，是汽輪機平穩運行的關鍵測點。磁翻板液位計（磁性浮子液位計）是儀表常用液位計之一，河北鋼鐵集團宣鋼動力廠主要選用其作為汽輪鼓風機熱井液位測量裝置，近年來新建設的AV71、AV80 風機都采用了磁翻板液位計（磁性浮子液位計）配合液位開關實現對熱井液位的自動化控制，控制效果良好，監測數據準確性較高。
2 立項背景
       動力廠較早建設的3650 風機使用的是電接點液位計，控制效果不甚理想，電接點液位計工作原理是依靠電極與水的接觸使電極導通，電極導通后表示目前液位的顯示表上相對應的綠燈亮起，顯示液位。電接點液位計適合于水質清潔的環境測量，因汽輪機設備長時間運行電接點液位計內水質比較渾濁，渾濁物附著在電極上影響了電極與水的接觸，從而影響電極的導通，造成顯示儀表無法顯示熱井液位的正確液位情況。此故障的解決方法是向測量筒內加清水，利用水的流動性暫時沖刷附著在電極上的渾濁物以保證電極的短時間導通。此方法需要頻繁的加水并且只能在短時間內解決問題，因此，設備運行中，改進電極導通不良的效果不明顯；而且每次加水的過程中都需要頻繁開關電接點水位計浮筒前的球閥，頻繁開關球閥會導致球閥密封性不好，以致影響汽機的真空度，給汽機的安全運行帶來隱患。
       為了解決以上問題，對熱井液位檢測裝置進行更換，由電接點液位計改為帶液位變送輸出的磁翻板液位計（磁性浮子液位計）。帶變送輸出的磁翻板液位計（磁性浮子液位計）比電接點液位計增加了一個就地顯示，既可以就地顯示液位，又可以將液位信號遠傳到崗位顯示儀表，使崗位人員不到現場就可以直觀地看到液位狀態。較重要的是磁翻板液位計（磁性浮子液位計）對液位的檢測不受測量筒內水質的影響。
3 磁翻板液位計（磁性浮子液位計）工作原理及性能特點
3.1 磁翻板液位計（磁性浮子液位計）結構特點
        磁翻板液位計（磁性浮子液位計）由基本型、現場指示液位報警器和液位遠傳裝置三部分組成。基本形式按磁性浮子在液體中產生浮力的阿基米德定理和磁鋼同性相斥、異型相吸的性質研制而成。根據上述原理，將液位的變化線性量經磁傳遞給現場指示器，液位指示白、紅兩色，分界點即為液位高度。液位報警器經磁性材料通過無觸點開關，使繼電器觸點按液位的給定值動作。液位遠傳裝置由磁性材料將液位的變化線性地轉換成直流4~20 mA 的電流信號，傳給二次儀表實現液位的遠傳、測量、控制和記錄。
3.2 工作原理
       基本型經上、下過程連接法蘭安裝于容器的側面，根據浮子重量和浮子排開液位體積重量相等的原理，使裝有永久磁鋼的浮子浮在被測介質中，并隨液位或界位的變化而上、下移動。浮子內磁鋼驅動翻板，當液位上升時將它翻成紅色一面向外，當液面下降時將它翻成白色一面向外，翻板每片相距10 mm，間隔9 片在翻板上標有一個數字可直接讀出液位高度。
       報警器由報警開關和轉換器兩部分組成，安裝于浮子外側，由浮子內磁鋼驅動，具有事故不排除，報警不停止的記憶功能。轉換器安裝于控制室內，它既向報警開關供電，又將報警開關動作信號轉換成繼電器觸點動作（三常開、三常閉）作為輸出信號。報警器開關無觸點工作，工作電壓為220VDC。在液位處于正常工作范圍時，無觸點開關處于斷開狀態，這時流過無觸點開關的電流為1 mA，轉換器內的三極管BG 截止，繼電器J0 不動作，當液位越過上限（下限）控制點時，無觸電開關閉合，這時流過無觸點開關的電流為10 mA，在此電流下，轉換器內三極管BG 導通，繼電器J0 線圈通電，觸電動作，實現液位報警。報警器工作原理見圖1。

        遠傳裝置由傳感和轉換兩部分電路組成，液位變化，使傳感部分中的Rx 阻值發生相應的變化。例如：液位在零位時，由于浮子內磁鋼磁性驅動，使JG1吸合，Rx 值較大（輸出4 mA），隨著液位上升，JG1 失磁斷開，JG2 得磁吸合，Rx=R 總- R1，因此浮子上升，電阻Rx 隨液位上升，阻值呈線性減少，至較高點時，Rx=0（輸出20 mA）；液位下降，則相反。由轉換電路提供恒流源1H，在Rx 上形成線性電壓，進入轉換電路，轉換成4~20 mA 的信號。工作原理如圖2 所示：

4 磁翻板液位計（磁性浮子液位計）關鍵技術及使用優勢
        磁翻板液位計（磁性浮子液位計）是以磁性浮子為感測元件，并通過磁性浮子與顯示色柱中磁性體的磁耦合作用，反映被測液位或界面的測量儀表。磁翻板液位計（磁性浮子液位計）應用連通管原理，保證被測容器與測量管體間的液位相等，當測量管中的浮子隨被測液位等量變化，浮子中的磁性體與顯示板上顯示色柱中的磁性體作用，使色柱翻轉，白色表示無液，紅色表示為有液，以達到就地顯示液位的數值。磁翻板液位計（磁性浮子液位計）零點的選取, 磁翻轉液位計就地顯示的零點和變送輸出的零點必須一致，且必須與熱井液位的實際零點一致，保證檢測的準確性。就地顯示的磁翻板液位計（磁性浮子液位計）具有顯示直觀、醒目、視角寬，結構緊湊合理，安全可靠，無“跑、冒、滴、漏”現象，維護量小，維修費用低等優點，且其就地指示功能無須另外供電，即使電力供應發生故障，液位觀測也不會受到影響，是理想的液位檢測儀表。
5 結束語
        經過改造不僅達到維修方便, 減少維護量的效果，而且便于崗位人員隨時對熱井液位進行監控，保障汽輪鼓風機水循環系統的穩定運行，更為關鍵的是改善了熱井液位的測量準確性和及時性，不用頻繁的開關截門及對測量筒加水，減少了對風機真空度的影響，有利于汽輪鼓風機的平穩運行。