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关于防腐型磁翻板液位计浮子不浮动原因分析

发布时间:2020-03-28   点击次数:

摘要:文章针对某300MW汽轮发电机组密封油真空油箱磁翻板液位显示始终在某一固定位置,不随油箱实际油位发生变化这一异常现象,对防腐型磁翻板液位计、浮子及相关部件进行检查,确定异常原因为磁性液位开关磁性过大所致,并提出解决办法。
1、防腐型磁翻板液位计异常简介
某电厂300MW汽轮发电机组为北重汽轮电机有限责任公司生产,发电机密封油系统采用单环流,密封油从真空油箱经油泵升压后送至密封瓦,回油回至压力油箱,压力油箱的密封油至油氢分离箱通过分离氢气后,回至主润滑油箱,真空油箱的液位通过补油阀控制,油位低时润滑油补油。
密封油真空油箱液位显示采用防腐型磁翻板液位计,设置2个微动开关(干簧管液位开关)作为液位高低报警。微动开关一个磁铁安装在一个干簧片上,浮子与磁铁相互作用,磁铁微微转动带动簧片的动作,从而使液位开关的触点断开(或闭合),实现开关状态的转变。油位正常时磁翻板显示油位为950mm。图1为密封油真空油箱液位显示。2011年4月15日机组启动之前检查,发现密封油真空油箱磁翻板600mm上磁翻板断断续续显示,950mm液位磁翻板有显示。怀疑翻板失磁,用磁铁沿着磁翻板刷一遍,翻板均能很好地翻过来;拿掉磁铁,翻板又回到600mm位置处。确认真空油箱油位在950mm处后,未做进一步处理,运行人员加强监视。
4月18日密封油真空油箱磁翻板600mm上液位完全无显示,拆开液位计上部,用铁丝触探浮子,发现浮子停在600mm处,600mm以下动作灵活,磁翻板筒内壁光滑,无杂物。由于液位计无手动门,无法隔离,决定将油箱的油排净后再处理。
4月18日21:40,排净真空油箱的油,拆下液位计,更换新的浮子,并且将液位计浮筒内壁清理。处理完后,恢复液位计,开补油门,向真空油箱补油,浮子随着真空油箱油位上升,磁翻板也随浮子上升翻转。当液位超过600mm后,浮子不再随液位的上升而上升,磁翻板也停止翻转,后将液位补至1000mm,磁翻板仍然显示600mm。后将液位计顶部螺丝拧掉,用铁丝将浮子钩住拉至1000mm处,液位计显示1000mm。4月18日24:00,真空油箱油位低信号发出,密封油真空泵磁翻板无液位显示,检查确认浮子已在液位筒底部。此时真空油箱实际油位950mm。
2、异常原因确定
一般情况下,液位升降,翻板无变化,原因可能是浮子漏、浮子损坏、浮子失磁、浮筒内有异物造成浮子卡死无法升降、或者磁翻板失磁。通常可以采用清理浮筒、更换浮子、或者更换磁翻柱来解决。在本机组,经检查:浮子完好无损、无泄漏、浮子有磁性,否则600mm以下液位翻板也不会正常显示;浮筒内无异物浮子未被卡死、磁翻柱未失磁。但更换浮子和磁翻柱后仍旧异常,反反复复用类似方法处理几次,均无效果。
鉴于600mm处正好是液位低开关位置所在处,尝试将液位低开关拆除,发现浮子缓慢上升,翻板显示液位缓慢上升,最后显示和实际液位一致。后将液位低开关装上,将浮子压至液位低开关位置以下,结果浮子上升至液位低开关处后,就不再上升。将浮子升至液位高开关处试验,也是如此。因此,确定了异常原因:是液位开关吸住了浮子,使浮子无法再上升。
3、解决办法及建议
磁性浮子在浮筒内受力情况见图2。
式中:F浮--浮子在液位筒内受到的浮力,N;
ρ油--真空油箱密封油密度,kg/m3;
ρ浮--浮筒内浮子的平均密度,kg/m3;
V浮--浮子浸入油中部分体积,m3;
g--重力加速度,m/s2;
G--浮子自身重力,N;
F引--磁性开关对浮子的吸力,N;
μ--浮子与浮筒的静摩擦系数。
由浮子的受力情况可以看出,若浮子在液位开关处不被吸住能随液位上升,要么增大浮力,要么减小重力或减小浮子与液位开关之间的磁引力。如果增大浮力,浮子体积必然增加,浮子重力也会增加,但浮子在浮筒内,体积增加的余量不大。减小重力可能会使浮子的重心上移,浮子容易发生侧转,与浮筒发生碰磨;浮子重心上移后,可能导致浮子磁钢中心与浮筒液面不一致,磁翻板液位显示出现偏差。
而减小磁性开关和浮子之间的磁引力,有4种方案:
(1)降低浮子的磁性,但会导致翻板转动缓慢、滞后或无法动作。因为磁翻板翻转就是靠浮子的磁引力带动的,降低浮子磁性,也就降低了磁引力,容易引起翻板动作异常。
(2)降低微动开关的磁性。浮子与微动开关的磁引力也减小,浮子在上升或下降的过程中,浮子带动微动开关的作用力变小,磁翻板的工作不会受到影响。
(3)增大浮子和微动开关的距离,因为磁引力是随磁性物质的距离的减小而增大,增大距离也会减小浮子对微动开关的磁引力。具体可以在浮筒的微动开关处加装铁片,加厚一定程度后再加装微动开关,使浮子的磁引力刚好可以带动浮子而这个引力又不太大。
(4)增加微动开关的转动角度,微动开关在浮子磁力的作用下,可以转动一定角度,但由于微动开关受到限位柱的限制,实际转动角度很小。增大转动角度后,微动开关磁柱随浮子上升转动,转到限位柱处,若此时浮子和微动开关磁柱的作用力很小,那么浮子也不会受到微动开关很大的作用力。
比较上述4种方法,第3种方法简单易行,可在现场实现。建议采用第3种方案。
4、结论
防腐型磁翻板液位计和微动开关组合使用时,最好使成套产品,这样可以保证出厂前经过严格测试,确保翻板动作正常、磁性开关动作正常、磁翻板和微动开关也不会相互影响。若防腐型磁翻板液位计和微动开关分开购买再组合使用,可能会出现磁翻板液位显示异常或开关动作异常的情况。
磁性微动开关与浮子配合使用,当它处于浮子的磁力线范围内时,便会有动作。磁性微动开关与翻板单独购买使用时,微动开关与浮子的距离是关键,安装后要进行测试,确定最佳距离。微动开关的磁性不能过大,否则微动开关的磁引力会吸住浮子,而且还会干扰磁翻板。

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