磁翻板液位计在抽水蓄能电站检修排水系统中的应用

本文前言
磁翻板液位计在工业是一款的用于液位测量领域中表现优秀的仪表类型，安装简便，观测直观方便，选配合适的控制系统，就可以很好地适应各种需要远程控制的测量现场。目前在许多需要进行水位测量的蓄能水电站也得到了普遍的使用。华东桐柏抽水蓄能电站位于浙江省天台县境内。是一座日调节纯抽水蓄能电站, 安装4 台单机容量300 MW 立轴单级混流可逆式水泵水轮机组。在2006 年底全部投产发电, 以二回500 kV 出线接入华东电网, 承担调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用任务。本文就是针对于此抽水蓄能电站的使用中的技术特点，对
一、检修排水系统结构
桐柏电站的检修排水系统, 共设4 台排水泵, 如图1 所示, 1 号、2 号检修水泵(大泵)用于排空引水隧洞、蜗壳、尾水管、尾水隧洞内的水;3 号、4 号检修水泵(小泵)用于球阀、上下库闸门等的渗漏排水。每台检修水泵均配置逆止阀、压力表和带流量开关的示流信号器, 在1 号、2 号水泵出水管处各安装了一个流量调节阀。系统中共有2 根总管, 一根为水泵的总吸水管, 包括从每台机组尾水管底部至总管的支管, 总吸水管和部分支管及管路上的操作阀门布置在厂房管路廊道中;另一根为总排水管, 可将水排至渗漏集水井中, 再经渗漏排水泵排至下库。

二、技改前测量值产生偏差的原因分析
桐柏地下厂房检修排水系统布置在地下厂房3 号与4 号机组段的排水廊道层EL .38 .3 m 高程。其中, 1 号、2 号检修水泵(大泵), 功率为280 kW , 其运行方式包括手动启动、手动停止和紧急自动停止;3 号、4 号检修水泵(小泵), 功率为45 kW , 分为一台主用, 另一台备用, 由尾水管水位模拟量控制, 并且根据累计运行时间长短自动轮换运行。在检修水泵的控制逻辑中, 1 号、2 号检修水泵(大泵)的自动停止和3 号、4 号检修水泵(小泵)的自动启、停, 是通过安装在检修排水总吸水管上的压力变送器来实现。具体的动作过程为, 当压力变送器检测到总进水管水压后, 直接作用于传感器的膜片上, 使膜片产生与介质压力成正比的微位移, 使传感器的电阻值发生变化, 其内部电子回路检测到这一变化后, 根据4 ～ 20 mA 对应的实际水位整定值, 转换输出对应于这一压力的标准测量信号。在检修水泵控制逻辑中, 当检测到相应的启泵水位信号后, 通过现地可编程逻辑控制器(PLC)瞬间输出一个脉冲触发水泵启动继电器, 实现水泵的自动控制, 水泵运行后, 安装在管路上带流量开关的示流信号器会自动监视水泵进出口的水流量, 以防止水泵在空载中运行, 如果水泵运行后, 一定时间内没有收到流量信号, 将去事故停泵。
安装在检修排水总吸水管上的压力变送器本身有模拟量显示功能, 测量值通过现地PLC 将结果上送监控上位机, 以供运行监盘人员观察尾水管实时水位。利用压力变送器测量水位, 测量结果容易受到其他因素的影响, 其一, 总吸水管为动态管路, 测量结果往往受到“水锺效应"的影响, 因为, 在排水工作时, 水泵总进水阀打开后, 由于流体具有动量和一定程度的可压缩性, 所以, 流量的急剧变化将在管道内引起压强过压或过低的冲击, 压力的冲击将使管壁受力而产生噪声, 称为“水锤效应" , 使压力变送器测量值容易产生偏差;其二, 排水工作一般在有机组检修任务时才进行, 平时压力变送器处在静止状态,加上所安装的环境湿度较大、温度偏低, 对压力变送器本身有一定影响, 容易产生零位时漂的误差, 也会造成测量值产生偏差。测量值偏差后往往导致检修水泵在运行时, 不能准确控制尾水管水位, 更多时间需运行人员手动启停检修水泵控制尾水管水位, 增加了运行人员的工作量的同时也给设备和维护人员的工作带来一定的危险性。假如, 压力变送器测量水位时发生了偏差, 导致运行人员作出错误的判断,许可检修人员打开尾水进人孔, 有造成水淹厂房的可能。
三、磁翻板液位计替换压力变送器的技改
针对压力变送器测量尾水管水位时, 测量值产生误差的缺陷, 对压力变送器的动作条件以及现场的实际情况进行了初步分析, 认为利用连通器的原理, 在总吸水管上面安装一套浮子式的水位开关, 这样既能直观地反映实时水位, 又能保证水泵的安全、可靠运行, 浮子开关的位置可以根据实际的工作水位进行布置, 利用浮子的开关量去控制水泵的正常启停。经查找多方面的资料以及咨询相关设备的厂家后, 决定对检修排水系统增加一套水位测量装置,具体方案为:在水泵的总吸水管上面安装一套磁翻板液位计, 如图2 所示。

它结构是利用旁通管的原理, 主导管内的液位和尾水管内的液位高度一致, 根据阿基米德定理, 磁性浮子在液体