選擇四氟磁翻板液位計(jì)測(cè)量液氨儲(chǔ)罐的液位是非常普遍的，因?yàn)槠溆兄^測(cè)直觀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量范圍廣，測(cè)量穩(wěn)定性好，基礎(chǔ)測(cè)量無需外部供電的優(yōu)點(diǎn)，但在遇到特殊工況時(shí)仍存在不足，比如介質(zhì)，本文針對(duì)于火電廠液氨儲(chǔ)罐液位波動(dòng)現(xiàn)象，通過具體實(shí)例詳細(xì)分析了液氨儲(chǔ)罐液位波動(dòng)原因，并針對(duì)分析不同成熟液位計(jì)間的優(yōu)劣和實(shí)用案例等，對(duì)此提出了使用雷達(dá)波導(dǎo)液位計(jì)的具體技術(shù)改進(jìn)方案，實(shí)際改造后應(yīng)用效果良好。不過本文中敘述的可謂特定工況，在很多液氨儲(chǔ)罐中安裝四氟磁翻板液位計(jì)并且測(cè)量正常運(yùn)行無故障的例子比比皆是，不能一概而論，具體問題具體分析。

1、引言

某火電廠一期工程2x330MW供熱機(jī)組，針對(duì)火電廠環(huán)保配套脫硝裝置采用SCR（選擇性催化還原法），還原劑采用液氨，采用液氨儲(chǔ)罐進(jìn)行液氨存儲(chǔ)，劃定專門液氨存儲(chǔ)區(qū)并設(shè)計(jì)兩臺(tái)容積為85m3的常溫臥式液氨儲(chǔ)罐，設(shè)計(jì)壓力2.2MPa，設(shè)計(jì)溫度50℃，室外布置方式，就地測(cè)量采用四氟磁翻板液位計(jì)、DCS遠(yuǎn)傳信號(hào)采用磁浮筒式液位計(jì)實(shí)現(xiàn)。從近年液氨儲(chǔ)罐運(yùn)行情況看，液氨儲(chǔ)罐液位存在定期定時(shí)有規(guī)律的波動(dòng)現(xiàn)象，因此本文系統(tǒng)地對(duì)液氨儲(chǔ)罐液位波動(dòng)原因進(jìn)行詳細(xì)探討、提出應(yīng)對(duì)方案、以確保機(jī)組脫硝系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、異常現(xiàn)象及處理

2016年2月9日，運(yùn)行值班人員液氨C蒸發(fā)器壓力氨氣低報(bào)警，二號(hào)爐爐膛出口A側(cè)脫硝效率低于80%，手動(dòng)開大蒸發(fā)器氨氣壓力調(diào)整門調(diào)整無效，此時(shí)負(fù)責(zé)一號(hào)爐用氨的B蒸發(fā)器也出現(xiàn)氨氣壓力降低的現(xiàn)象。檢查發(fā)現(xiàn)A、B液氨儲(chǔ)罐出口氣動(dòng)切斷閥全部在關(guān)閉位置，立即手動(dòng)開啟原運(yùn)行B液氨儲(chǔ)罐出口門恢復(fù)供氨，調(diào)整B、C蒸發(fā)器壓力及脫硝系統(tǒng)各參數(shù)正常。經(jīng)爐控檢修人員檢查A、B液氨儲(chǔ)罐出口氣動(dòng)切斷閥全部關(guān)閉的原因?yàn)椋築液氨儲(chǔ)罐液位出現(xiàn)波動(dòng)，當(dāng)液位低信號(hào)發(fā)出后自動(dòng)關(guān)閉出口氣動(dòng)切斷閥，由于液位波動(dòng)后迅速恢復(fù)，A儲(chǔ)罐出口氣動(dòng)切斷閥未滿足開啟條件，在聯(lián)鎖正常投入的情況下未開啟。

3、原因分析

液氨儲(chǔ)罐液位波動(dòng)的原因有：

（1）四氟磁翻板液位計(jì)損壞失效；

（2）DCS遠(yuǎn)傳信號(hào)錯(cuò)誤；

（3）液位計(jì)引出管堵塞；

（4）液氨儲(chǔ)罐局部溫度不均衡導(dǎo)致液位波動(dòng)；

（5）液氨儲(chǔ)罐壓力波動(dòng)導(dǎo)致。

液氨儲(chǔ)罐上的液位計(jì)，不論是四氟磁翻板液位計(jì)還是電遠(yuǎn)傳浮筒式液位計(jì)，都采取接觸式測(cè)量方式，在儲(chǔ)罐的氣、液相液位接口裝配根部閥門再與連通器相連，通過檢測(cè)連通器內(nèi)的液位來間接測(cè)量液氨儲(chǔ)罐的液位值；根據(jù)浮力原理，浮子在測(cè)量管內(nèi)隨液位的升降而上、下移動(dòng)，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過耦合作用，驅(qū)動(dòng)紅、白色翻柱翻轉(zhuǎn)180°，液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色，下降時(shí)由紅色轉(zhuǎn)為白色，從而實(shí)現(xiàn)四氟磁翻板液位計(jì)液位指示。

通過調(diào)閱液氨儲(chǔ)罐長(zhǎng)期運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，其液位波動(dòng)現(xiàn)象存在周期性，規(guī)律性*強(qiáng)，A、B液氨罐液位波動(dòng)時(shí)間及周期幾乎一致，波動(dòng)幅度較大，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)方DCS顯示值波動(dòng)時(shí)其就地磁翻板液位也存在波動(dòng)現(xiàn)象，根據(jù)其發(fā)生周期和時(shí)間分析判定為溫度原因影響。

不過本文中敘述的可謂特定工況，在很多液氨儲(chǔ)罐中安裝四氟磁翻板液位計(jì)并且測(cè)量正常運(yùn)行無故障的例子比比皆是，不能一概而論，具體問題具體分析。

4、防范措施及改進(jìn)建議

4.1液氨儲(chǔ)罐液位波動(dòng)的防范措施

（1）在正常運(yùn)行中，由于液氨儲(chǔ)罐液位大幅度波動(dòng)至液位低值將觸發(fā)關(guān)閉出口氣動(dòng)快關(guān)閥、脫硝系統(tǒng)供氨中斷，從而導(dǎo)致機(jī)組**X超標(biāo)環(huán)保事件發(fā)生；而運(yùn)行中液氨儲(chǔ)罐每8小時(shí)下降液位在30mm左右，因此將液氨儲(chǔ)罐液位低關(guān)閉出口氣動(dòng)快關(guān)閥時(shí)間變更為延時(shí)60S，同時(shí)開啟備用也氨罐出口氣動(dòng)快關(guān)閥，以實(shí)現(xiàn)脫硝系統(tǒng)連續(xù)供氨。

（2）由于液氨儲(chǔ)罐屬于室外布置，液位受環(huán)境溫度及天氣情況干擾較大，因此正常運(yùn)行中應(yīng)*液位取樣裝置加裝遮陽(yáng)棚等隔離方式，以減小外界因素干擾。

（3）在運(yùn)行中運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)液氨儲(chǔ)罐液位監(jiān)視，發(fā)生液位異常波動(dòng)及時(shí)進(jìn)行手動(dòng)干預(yù)，以防止供氨中斷事故發(fā)生。

4.2技術(shù)改進(jìn)

要消除被測(cè)介質(zhì)的溫度變化對(duì)液位測(cè)量值的影響，有兩種方案：一是對(duì)介質(zhì)存儲(chǔ)裝置及測(cè)量裝置進(jìn)行加裝保溫、使介質(zhì)溫度保持恒定；二是對(duì)液位測(cè)量裝置進(jìn)行技術(shù)改、采用新型液氨專用導(dǎo)波雷達(dá)液位測(cè)量裝置。方案一的工程量較大、且很難保證介質(zhì)溫度絕對(duì)恒定，無法達(dá)到工藝要求。方案二雖然前期投入較大、但是測(cè)量精度高、對(duì)介質(zhì)復(fù)雜工況適應(yīng)性較強(qiáng)，能滿足工藝要求。也有很多現(xiàn)場(chǎng)是給四氟磁翻板液位計(jì)增加蒸汽夾套通過蒸汽保溫，效果也是非常好。

如圖1所示，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)是依據(jù)時(shí)域反射原理（TDR）為基礎(chǔ)的雷達(dá)液位計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播，當(dāng)遇到被測(cè)介質(zhì)表面時(shí)，雷達(dá)液位計(jì)的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置，發(fā)射裝置與被測(cè)介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時(shí)間成正比，經(jīng)計(jì)算得出液位高度。某電廠經(jīng)過技術(shù)改造采用波導(dǎo)雷達(dá)后，液氨液位波箱現(xiàn)象消失，儲(chǔ)罐運(yùn)行良好。