磁翻板液位計顯示異常分析

　［摘　要］　文章針對某３００ＭＷ 汽輪發電機組密封油真空油箱磁翻板液位顯示始終在某一固定位置，不隨油箱實際油位發生變化這一異常現象，對三暢磁翻板液位計、浮子及相關部件進行檢查，確定異常原因為磁性液位開關磁性過大所致，并提出解決辦法。

１　磁翻板液位計異常簡介
        某電廠３００ＭＷ 汽輪發電機組為北重汽輪電機有限責任公司生產，發電機密封油系統采用單環流，密封油從真空油箱經油泵升壓后送至密封瓦，回油回至壓力油箱，壓力油箱的密封油至油氫分離箱通過分離氫氣后，回至主潤滑油箱，真空油箱的液位通過補油閥控制，油位低時潤滑油補油。

        密封油真空油箱液位顯示采用磁翻板液位計，設置２個微動開關（干簧管液位開關）作為液位高低報警。微動開關一個磁鐵安裝在一個干簧片上，浮子與磁鐵相互作用，磁鐵微微轉動帶動簧片的動作，從而使液位開關的觸點斷開（或閉合），實現開關狀態的轉變。油位正常時磁翻板顯示油位為９５０ｍｍ。圖１為密封油真空油箱液位顯示。２０１１年４月１５日機組啟動之前檢查，發現密封油真空油箱磁翻板６００ｍｍ上磁翻板斷斷續續顯示，９５０ｍｍ液位磁翻板有顯示。懷疑翻板失磁，用磁鐵沿著三暢磁翻板刷一遍，翻板均能很好地翻過來；拿掉磁鐵，翻板又回到６００ｍｍ 位置處。確認真空油箱油位在９５０ｍｍ處后，未做進一步處理，運行人員加強監視。
        ４月１８日密封油真空油箱磁翻板６００ｍｍ 上液位完全無顯示，拆開液位計上部，用鐵絲觸探浮子，發現浮子停在６００ｍｍ 處，６００ｍｍ 以下動作靈活，磁翻板筒內壁光滑，無雜物。由于液位計無手動門，無法隔離，決定將油箱的油排凈后再處理

        ４月１８日２１：４０，排凈真空油箱的油，拆下液位計，更換新的浮子，并且將液位計浮筒內壁清理。處理完后，恢復液位計，開補油門，向真空油箱補油，浮子隨著真空油箱油位上升，磁翻板也隨浮子上升翻轉。當液位超過６００ｍｍ 后，浮子不再隨液位的上升而上升，三暢磁翻板也停止翻轉，后將液位補至１　０００ｍｍ，磁翻板仍然顯示６００ｍｍ。后將液位計頂部螺絲擰掉，用鐵絲將浮子鉤住拉至１　０００ｍｍ處，液位計顯示１　０００ｍｍ。４月１８日２４：００，真空油箱油位低信號發出，密封油真空泵磁翻板無液位顯示，檢查確認浮子已在液位筒底部。此時真空油箱實際油位９５０ｍｍ。

２　異常原因確定
        一般情況下，液位升降，翻板無變化，原因可能是浮子漏、浮子損壞、浮子失磁、浮筒內有異物造成浮子卡死無法升降、或者磁翻板失磁。通常可以采用清理浮筒、更換浮子、或者更換磁翻柱來解決。在本機組，經檢查：浮子完好無損、無泄漏、浮子有磁性，否則６００ｍｍ 以下液位翻板也不會正常顯示；浮筒內無異物浮子未被卡死、磁翻柱未失磁。但更換浮子和磁翻柱后仍舊異常，反反復復用類似方法處理幾次，均無效果。
        鑒于６００ｍｍ 處正好是液位低開關位置所在處，嘗試將液位低開關拆除，發現浮子緩慢上升，翻板顯示液位緩慢上升，zui后顯示和實際液位一致。后將液位低開關裝上，將浮子壓至液位低開關位置以下，結果浮子上升至液位低開關處后，就不再上升。將浮子升至液位高開關處試驗，也是如此。因此，確定了異常原因：是液位開關吸住了浮子，使浮子無法再上升。

３　解決辦法及建議
磁性浮子在浮筒內受力情況見圖２。

式中：Ｆ浮———浮子在液位筒內受到的浮力，Ｎ；
ρ油———真空油箱密封油密度，ｋｇ／ｍ３；
ρ浮———浮筒內浮子的平均密度，ｋｇ／ｍ３；
Ｖ浮———浮子浸入油中部分體積，ｍ３；
ｇ———重力加速度，ｍ／ｓ２；
Ｇ———浮子自身重力，Ｎ；
Ｆ引———磁性開關對浮子的吸力，Ｎ；
μ———浮子與浮筒的靜摩擦系數。

        由浮子的受力情況可以看出，若浮子在液位開關處不被吸住能隨液位上升，要么增大浮力，要么減小重力或減小浮子與液位開關之間的磁引力。如果增大浮力，浮子體積必然增加，浮子重力也會增加，但浮子在浮筒內，體積增加的余量不大。減小重力可能會使浮子的重心上移，浮子容易發生側轉，與浮筒發生碰磨；浮子重心上移后，可能導致浮子磁鋼中心與浮筒液面不一致，磁翻板液位顯示出現偏差。

        而減小磁性開關和浮子之間的磁引力，有４種方案：
（１）降低浮子的磁性，但會導致翻板轉動緩慢、滯后或無法動作。因為磁翻板翻轉就是靠浮子的磁引力帶動的，降低浮子磁性，也就降低了磁引力，容易引起翻板動作異常。
（２）降低微動開關的磁性。浮子與微動開關的磁引力也減小，浮子在上升或下降的過程中，浮子帶動微動開關的作用力變小，磁翻板的工作不會受到影響。
（３）增大浮子和微動開關的距離，因為磁引力是隨磁性物質的距離的減小而增大，增大距離也會減小浮子對微動開關的磁引力。具體可以在浮筒的微動開關處加裝鐵片，加厚一定程度后再加裝微動開關，使浮子的磁引力剛好可以帶動浮子而這個引力又不太大。
（４）增加微動開關的轉動角度，微動開關在浮子磁力的作用下，可以轉動一定角度，但由于微動開關受到限位柱的限制，實際轉動角度很小。增大轉動角度后，微動開關磁柱隨浮子上升轉動，轉到限位柱處，若此時浮子和微動開關磁柱的作用力很小，那么浮子也不會受到微動開關很大的作用力。

         比較上述４種方法，第３種方法簡單易行，可在現場實現。建議采用第３種方案。

４　結論
        三暢磁翻板液位計和微動開關組合使用時，zui好使
成套產品，這樣可以保證出廠前經過嚴格測試，確保翻板動作正常、磁性開關動作正常、磁翻板和微動開關也不會相互影響。若磁翻板液位計和微動開關分開購買再組合使用，可能會出現磁翻板液位顯示異常或開關動作異常的情況。
        磁性微動開關與浮子配合使用，當它處于浮子的磁力線范圍內時，便會有動作。磁性微動開關與翻板單獨購買使用時，微動開關與浮子的距離是關鍵，安裝后要進行測試，確定zui佳距離。微動開關的磁性不能過大，否則微動開關的磁引力會吸住浮子，而且還會干擾磁翻板。