液位測量裝置在火力發電廠的應用與選型
技術應用
作者：朱宏永
摘要：液位測量是火力發電廠生產過程中的重要測量參數之一。文章介紹了幾種常見的液位測量裝置的工作原理和特點，並根據潮州發電公司多年生產過程中的使用和維護經驗，對火力發電廠的液位測量額選擇給出了實用性建議。
關鍵詞：液位測量；火力發電廠；應用選型
中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）23-0042-02
1 概述
在火力發電企業的生產過程中，經常要對儲存在儲罐、水池和其他容器中的介質的體積或高度進行控製，以確保生產的安全穩定運行。而在一般的生產工作中，通常隻需要對被測介質的表麵位置進行記錄和存儲，以確保作為生產、安全等方麵的需要。但隨著自動化程度的不斷提高，對液位測量技術也提出了更高的要求：要求測量對象要廣、測量的精度要高、測量的可靠性要好、測量的特殊環境適用性要強。被測介質液麵波動大、儲罐內存在氣泡、是否具有粘滯性或腐蝕性等問題都對液位測量造成了很大影響。因此，在生產過程中根據實際工況正確地選擇液位測量裝置是對生產的一種保障。
2 原理和特點
目前，國內火力發電企業生產中普遍采用的液位測量方法，有以下五類：
2.1 超聲波液位測量
一般把聲波頻率超過20kHz的聲波稱為超聲波。超聲波是機械波的一種，即是機械振動在彈性介質中的一種傳播過程，它的特征是頻率高、波長短、繞射現象小，另外方向性好，能夠成為射線而定向傳播。超聲波液位測量裝置由超聲換能器發射的超聲脈衝經空氣中在被測介質表麵反射返回接受換能器，通過超聲脈衝的往返時間，就能得到超聲換能器輻射麵到被測麵的距離。再根據超聲換能器的安裝高度，就可以得出實際液位高度。超聲波液位計與介質無直接接觸，耐腐蝕性強，精度較高，安裝簡便。但其價格較高，超聲波受傳輸媒介的氣體成分影響較大，受容器幾何結構特性影響較大，不適用於有氣泡或懸浮物的介質，容易受電磁波幹擾。
2.2 雷達液位測量
雷達液位計發射的是一種特殊形式的電磁波，其物理特性與可見光相似。雷達信號是否被反射，主要取決於兩個因素：（1）被測介質的導電性；（2）被測介質的介電常數。當雷達液位計朝一個目標發射電磁波，電磁波被反射後返回發射源。安裝在發射源處的接收器捕獲到反射波，並把它與發射波做比較，最終確定目標與發射源的距離。雷達波不易受幹擾，且穿透能力很強，可以測量壓力容器內液位，可以忽略高溫、高壓、結垢和冷凝物的影響。精度較高，與介質無直接接觸，耐腐蝕性強，可在真空環境中和有較強漩渦的環境下使用，安裝簡便。但其造價昂貴，受容器幾何結構和材料特性影響，容易受電磁波
幹擾。
2.3 電容式液位測量
電容式液位計將被測液體的介電常數和液體上麵空氣的介電常數作比較，利用電容兩極板間電容值變化測量液麵的高低。它結構簡單，體積較小，容易實現遠傳和調節，適用於具有腐蝕性和高壓介質。但電容式液位計介質和液麵上部的介電常數必須保持恒定才能準確測量，對容器材質有較高的要求，對粘性介質和導電介質容易產生掛料，誤差較大。
2.4 磁翻板液位計
磁性浮子液位計也稱磁翻板液位計，根據浮力原理和磁性耦合作用研製而成。當被測容器中的液位升降時，液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅動紅、白翻柱翻轉180°，當液位上升時翻柱由白色轉變為紅色，當液位下降時翻柱由紅色轉變為白色，指示器的紅白交界處為容器內部液位的實際高度，從而實現液位清晰的指示。磁翻板液位計能夠快速、直觀地讀數，價格較低，可實現遠傳和調節。但它精度低，安裝複雜，量程有限製，安裝體積比
較大。
2.5 差壓式液位變送器
差壓式液位變送器安裝在液體容器的底部，通過表壓信號反映液位高度。當差壓計一端接液相，另一端接氣相時，根據流體靜力學原理，有：
PB=PA+Hρg （1）
式中：
H——液體高度
ρ——被測介質密度