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摘要：液位计广泛应用于核电站，在保障系统正常运行方面起重要作用。本文结合设计及现场安装情况，对某核电站中常见的浮球液位计在典型工况下的选型和安装进行分析总结，提出了设计优化建议，对今后的设计工作具有一定的借鉴意义。
关键词：液位计、选型和安装、分析、设计
1引言
液位作为表征生产过程进行状况的重要变量之一，准确及时地对其进行检测在核电生产过程中是十分重要的。在某核电站中，大量的罐、井、槽、池需要测量液位，对于不同的工作环境及工艺要求，仪表设计者需要选择适当原理、型号的液位计，安装图设计者需要设计不同的安装标准，但是现场实际情况永远无法与图纸保持高度一致，这就需要现场设计代表作出灵活处理，有些问题及解决方法仅适用于本工程，有些在以后工程中也具有一定的参考价值。
2分类特点以及基本原理
工业生产中液位计的种类繁多，考虑外形的话，可达数百种，但是其基本测量原理还是基于力学、热学、电学、光学等。下面针对使用较多的几种液位计进行分类。
2.1浮力方式
浮力方式类型的液位计均有一个浮子（浮球或浮筒），浮子在静止液面上出于平衡状态，当液面变化时浮子随液面发生位移，电子原件以一定的方式获取浮子位移进而转换为液位的变化。
在核电现场各种地坑、井、水池等大量使用的浮球液位计由浮球、插杆等组成。当容器的液位变化时浮球随之上下移动，由于磁性作用，浮球液位计的干簧管受磁性吸合，把液面位置变化成电信号，通过显示仪表用数字显示液体的实际位置，浮球液位计从而达到液面的远距离检测和控制。浮球液位计具有结构简单，调试方便，可靠性好，精度高等特点，广泛适用于高温、高压、粘稠、脏污及易燃、腐蚀性介质液位的连续测量。
2.2压力方式
压力方式的液位计通过其测压元件测量液体压力的方式反映液面高度，一般由变送器、传感器和压力探头组成。现场使用差压液位计较多，液位计有气相和液相两个取压口，气相取压点处压力为设备内气相压力，液相取压点处压力除受气相压力作用外，还受液柱静压力的作用，液相和气相压力之差，就是液柱所产生的静压力，通过变送器转换成液面高度。
2.3反射方式
核电站中使用较多的反射式液位计主要有导波雷达液位计和超声波液位计两种。它们的基本原理相同，都是通过发射—反射—接收超声波或雷达波的方式测量液面高度。
2.3.1超声波液位计
超声波液位计由微处理器控制的数字物位仪表。在测量中脉冲超声波由传感器发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收，转换成电信号。并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体的距离。超声波液位计反映灵敏、精度高，但是成本高，维修困难，
2.3.2导波雷达液位计
导波雷达液位计的工作原理是基于电磁波的时域反射原理，电磁波发生器产生一个沿探测杆向下传送的电磁波脉冲。当电磁脉冲遇到比先前传导介质（比如空气）介电常数大的液体表面时，脉冲波会反射。通过超高速计时电路计算脉冲从发射到反射的时间差ΔT，设导波雷达液位计顶部到液面的距离S=V+ΔT/2，如果导波雷达液位计到容器底部的距离为H，则液位L=H-S。
3现场实际问题
3.1问题表象
现场调试部反映ED调节池（化粪池）浮球液位计显示不灵敏，但是MBE池、消毒池、回用水池安装相同的浮球液位计未发现此类问题。
3.2分析问题
1、调试部分析原因是调节池水质太差，长期浸泡造成浮球腐蚀，有水渗进浮球内部，从而造成浮球灵敏度下降，其功能逐步丧失，最终被迫更换，但是由于现场情况复杂，无法测出水质具体PH值范围，无法判断浮球是否腐蚀。
2、查询《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）中的城市绿化标准，考虑到绿化灌溉用水的非连续性，处理后的污水可能排放到厂区雨水管网入海，污水二级出水水质应达到PH处于6-9之间的要求。《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准，城市绿化中污水PH值应在6-9之间，查询给排水总说明污水主要包括各建筑卫生间排水和厨房餐厅等排水（厨房餐厅排水均经过隔油池处理后再排入室外污水管道系统）参考类似污水水质情况，设计水质如下：污水PH值为6.5-8.0，在未处理前污水PH值已经满足国标排放要求，属于弱酸碱、基本不具有腐蚀性。
3、现场分析有两种故障原因，一是安装位置不符合仪表要求导致故障，二是仪表本身质量问题密封不严导致异物进入，需要厂家更换。
查询设计图得知抽水泵入水口与调节池入水口距离浮球都在3米以上，联系厂家答复3米满足仪表安装距离要求。再联系采购部得知在安装调试阶段厂家已经提供了4个液位计给现场作为备件，后来都失灵了，之后又向厂家紧急采购5个同型号浮球液位计还是频繁失灵，排除液位计本身质量问题。
3.3解决问题
为了配合现场进度，提出以下方案：
1、更换不同测量原理的液位计，如超声波液位计、雷达液位计、差压液位计等。
超声波液位计：查询图纸得知在仪表井中安装有001SN和001MN，其中001MN为超声波液位计，001SN改为超声波液位计会导致重复。
雷达液位计：价格昂贵且对安装环境要求较高，维护调试有诸多不便，此处为污水处理池，环境较恶劣，不适合安装雷达液位计。
差压液位计：该液位计根据被测对象的气相及液相压力差ΔP，根据公式P＝ρgH计算出液位，由于污水处理池中介质构成复杂，密度变化频繁，差压液位计不适合此场所。
2、调试部希望更换更好品牌的液位计，如进口仪表。
进口仪表成本较高、供货周期长，而且无法排除继续发生故障的可能，所以不适合采用。
3、对浮球表面进行特殊处理，如喷涂聚四氟乙烯（PTFE）。
喷涂聚四氟乙烯是仪表常用的耐酸碱腐蚀手段，温度低于200℃时其性质稳定，查阅腐蚀性表可知聚四氟乙烯对于所有酸碱都为充分耐腐蚀。选择浮球表面喷涂聚四氟乙烯有三方面优势：
1、排除浮球由于酸碱腐蚀导致故障的可能；
2、均匀喷涂PTFE在浮球表面形成一层保护，水和细微杂质无法进入；
3、处理方法简单，供货周期快，成本低。
综合上述原因，最终确定安装方案如下：
选用相同型号的浮球液位计，表面喷涂聚四氟乙烯使用。
4总结结论
液位计的安装涉及多套图纸，每一台液位计都应该有与之对应的安装标准。通过解决现场的问题，得到的经验反馈是：设计问题主要产生在内外接口处，所以必须与工艺的系统设计紧密联系，选择满足运行要求的仪表和正确的安装位置。
现场情况错综复杂，不可预计问题时有发生，这就需要设计人员了解测点工艺需求、工作原理，熟悉图纸并了解现场情况，在充分考虑后，进行适应性的修改，以便工程的顺利进行。
仪表的设计和施工是一项技术在实践中的运用，只有根据现场实际情况，将对仪表使用有关的事项尽可能在设计中体现出来，才能实现最好的施工和运行效果。
参考文献
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