磁翻板液位计显示异常分析

　［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，对三畅磁翻板液位计、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　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，用磁铁沿着三畅磁翻板刷一遍，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，三畅磁翻板也停止翻转，后将液位补至１　０００ｍｍ，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１　０００ｍｍ处，液位计显示１　０００ｍｍ。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，zui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
        三畅磁翻板液位计和微动开关组合使用时，zui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zui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。