磁致伸缩液位计在燃机润滑油箱油位测量中的改造

燃气电厂有着比较高效的能量转换效率，可以把燃料的能量转化为电能，防止能源被浪费。与传统燃煤电厂进行比较，燃气电厂排污量较少，其可以及时响应电力需求变化，在调峰电源以及分布式能源方面起着重要作用。燃机是燃气电厂的主要设备之一，燃机润滑油箱油位精准测量是确保燃机润滑油系统正常运行的前提。如果燃机润滑油油箱油位较低，润滑油就不能将润滑部件完全覆盖，造成轴承和轴颈之间摩擦变大，导致轴承被磨损。该种磨损除了对燃机运行有不良影响以外，还会造成机组振动越来越剧烈，严重则可能造成停机，影响电力供应。反之，燃机润滑油箱油位过高，会出现乳化的现象，对润滑油性能影响较大，会造成系统压力发生异常现象，损坏润滑油系统。而传统油位测量存在着各种缺陷，因而需要积极探索磁致伸缩液位计，将其合理使用在燃机润滑油箱油位测量当中，以此减少油位测量误差。

一、工程概况

本文以某燃气电厂为例，该电厂设有2台燃机，这种燃机为F级燃机，单台功率达300MW，其燃机润滑油箱的容量为50m3，油箱油位测量范围是0～3000mm。

过去，燃气电厂燃机润滑油箱油位测量主要使用的是浮球式液位计测量技术。但是，这种技术在实际使用过程中暴露出诸多弊端。例如，受振动影响，浮子连杆易出现卡涩，平均每30天就需暂停

运转进行检修，且检修次数通常不止一次。如此一来，不仅导致维修成本增加，还对燃机运行时间与发电效率带来了负面影响，缩短了燃机使用寿命；在温度比较高的环境下，进行油位测量时，误差高达±8mm，这种情况下难以满足分散控制系统（DCS）对于油位控制精度的要求，可能会造成燃机润滑油供应过量或者是过少，从而影响燃机冷却与润滑效果；一旦发生电磁干扰的情况，极有可能出现液位信号跳变的问题，致使燃气电厂燃机误报油位偏低而暂停运行，这样除了会中断电力供应以外，还会损坏燃机设备，对燃机高效运行无益。

二、改造方法

要想有效解决以上问题，燃气电厂需要合理运用博尔森科技有限公司的磁致伸缩液位计进行改造，具体选用XH-3000型产品，将其测量范围控制在0～3500mm以内，精度需要保持在±0.05mm，同时选用防爆类磁致伸缩液位计。

（一）软件优化

在进行软件优化的过程中，需要在DCS内积极开展液位计专用算法开发与研究，同时纳入温度补偿曲线。相关工作人员需要严格按照测量温度变化精准补偿测量结果，以此提高油位测量的精度。

除此以外，还需要添加信号滤波，这样做旨在将信号里面的噪声以及干扰成分进行过滤，提高燃机润滑油箱油位测量信号的可靠性和稳定性；需合理设置故障诊断逻辑，例如，信号跳变大于5mm的情况下能及时触发报警，这样做可以尽早发现可能产生的不良情况，确保燃气电厂燃机可以正常运行。对于集成油位趋势分析功能，相关工作人员需要以实时计算燃机润滑油箱油位变化速率预判不正常波动情况。例如，漏油的速率超过每分钟1L的情况下，需要立即发出预警信息，预先采取对应的举措，防止事故问题发生或者扩大。

（二）改造硬件

相关工作人员需要将传统测量液位计及时拆除，于燃机润滑油箱顶部垂直设置磁致伸缩液位计探杆。在安装探杆的过程中，应确保其插入深度控制在3200mm左右，这样可以有效覆盖最大油位2800mm，保证可以全方位监测燃机润滑油箱油位。

依据燃机润滑油密度与磁致伸缩液位计基本原理，选择使用浮子密度为每立方厘米1.2g的不锈钢材质，保证其在燃机润滑油内具有良好的漂浮稳定性，并预留10%的浮力裕度，从而有效应对介质变化带来的影响。

对于信号电缆，需要有关工作人员科学使用双重屏蔽铠装电缆，把磁致伸缩液位计的信号迅速且精准无误地接入到DCS人工智能模块，这样可以确保信号传输与处理的准确性和高效性。

（三）效果比较分析

对浮球式液位计测量技术与磁致伸缩液位计测量技术进行比较可以发现，浮球式液位计测量误差为±8mm，而磁致伸缩液位计测量误差控制在±0.8mm；浮球式液位计的振动超出5g时会导致信号跳变大于10mm，磁致伸缩液位计振动10g时波动小于0.5mm；浮球式液位计电磁干扰变频器启动时信号跳变为±5mm，磁致伸缩液位计并不存在比较显著的变化；浮球式液位计维护频率为每30天1至2次，磁致伸缩液位计每365天进行1次；浮球式液位计故障暂停运行次数每年3～4次，而使用了磁致伸缩液位计发生故障暂停运行的次数为零。

综合上述可知，博尔森磁致伸缩液位计在各层面均有一定的优势。该液位计测量精度比较高，可以充分满足燃气电厂燃机润滑油箱油位精准测量的要求；在振动以及电磁干扰的情况下使用磁致伸缩式液位计可以确保其工作状态稳定，可以大大降低信号波动与误报警问题发生的概率，降低维护成本。

（四）经济效益

其一，直接成本。在这一改造项目当中，一台磁致伸缩液位计的改造成本大概是8万元，这一成本包含了全部有关费用，如购买设施设备的费用、设备安装的费用、设备调试的费用等。相较于传统雷达式液位计，成本改造节省了40%的费用。该种优点减少了改造成本支出，让项目在经济方面具备一定的吸引力及可行性。

其二，维护成本。根据博尔森磁致伸缩液位计长时间运行这一角度而言，液位计维护频率较低，可以提高燃气电厂经济效益。每一年的磁致伸缩液位计设备能够有效节约人工维护成本5万元左右，而且因为这种设备比较稳定，性能较好，所以可以有效防止由于浮球式液位计故障造成停机问题。根据停机带来的损失20万元进行计算，改造项目以后，故障不曾再发生停机问题，这样一来，每年都可以节省一定的停机费用。如此表明燃气电厂能够有效预防设备故障造成的经济损失，确保电力持续供应。

其三，投资回收。通过对维护成本和停机经济损失的考虑，进行简单计算，了解到此次改造投资回收期是1～2年。该短期投资回收表明，改造以后的博尔森磁致伸缩液位计在经济方面获得了非常好的效果，可以在短期内收回投入的成本，同时还可以为燃气电厂提高经济效益。随着设备的持续运行，其经济效益将在未来进一步显现。