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    差壓液位變送器液位測量的誤差剖析及投運過程探討

    發表時間:2018-12-06   點擊次數:1353 技術支撑:1560-1403-222

    1. 引言


    隨著工業生產的自動化、智能化程度的提高,為了適應市場需標,控制自動化過程的儀表的技術也在不斷提高,包括了生產過程中的液位計的測量、監測與控制,此刻在在國內各大發電企業中,這種現象明顯,發電廠中對于液位的測量與監視,主要集中于水位的控制,水位是否合理與準確,對于機組運行的自動化設備的穩定與安详運行是非常重要的。比方凝汽器水位、鍋爐汽包液位、加熱器水位、除氧器水位等。譬喻在機組剛啟動過種中,各種液位測量值變化的幅度和頻率較大,會給運行人員的操作起到誤導做用及影響自動化投入率。因而,對熱工調試人員來說,正確調試和投運設備顯得特别重要了。

    目前在發電企業的生產中,常用的液位計包括了差壓式液位變送器、電容式液位計、投入式液位計、浮子式液位計、超聲波液位變送器等等。本文重點對于差壓液位變送器和電容式液位計在液位測量過程中遇到問題進行分析與研究,針對遇到的問題提出了相應的解決方案,通過廠家的具體案例介紹了差壓液位變送器在投入運行后相關的一系列情況。

    2. 差壓式液位變送器


    2.1 工作原理
    差壓變送器工作真理即是把液位不斷變化的高度差轉變成壓力差,通過二次轉換,變成4-20mA 模擬信號遠傳到CRT,供運行人員監視。跟據下圖,具體解析、寫出公式。根據壓力計算公式可得如下計算式:
    P+=ρgL P- =ρ2gH+ρ1(L-H)g
    是以,得出負壓側差壓計算式如下:
    P= P+ - P- =ρgL-〔ρ2gH+ρ1(L-H)g〕
    =gL ﹙ ρ-ρ1 ﹚ - gH ﹙ ρ2-ρ1 ﹚
    L:正負壓側取壓點之間的距離。 ρ:正壓側測量管內冷凝水密度。
    ρ2:被測量容器內水的密度﹙機組運行時﹚。
    ρ1:被測量容器內蒸汽的密度﹙機組運行時﹚。
    H:被測量水位的高度。**********************************
    差壓液位變送器

    因此,用上面的差壓式液位變送器測量水位,相對精度較高,有利于機組在正常工況下進行水位調節,有利于熱工控制投自動。一般多用于鍋爐汽包水位、除氧器水位測量。但有身分對其測量的準確度構成影響。

    2.2 影響因素和解決方法
    2.2.1 壓力影響及解決辦法
    機組啟動或停運時,水位變化較大,同時被測容器內的壓力也變化較大,當水位高時,容器內的壓力也較高,特別是負壓P- 壓力值變化很大,同時會引起△ P 跟著變化,但是ρ1和ρ2 變化率是不一樣的,而且變化宗旨相反,水位H 升高時,P-隨容器工作壓力的着落而增大,△ P 就會減小,水位測量發生正誤差。然而,水位H 低時,影響不是很大。解決辦法如下:
    「1」差壓式液位變送器 利用DCS 功能進行自動補償,根據工作壓力與﹙ ρ2-ρ1﹚之間的關系,對輸出的差壓值進行改正計算,就是采取數字計算進行補償。
    「2」 在正壓增补擴展容器與被測平衡容器聯通,使壓側頭部保持充滿飽和蒸汽,不斷吸收飽和蒸汽冷凝時釋放出來的氣化熱能,這樣可以確保正壓側測量管內的溫度與負壓側相對保持溫度一概,不會導致溫度相差太大,這樣,就能够保證汽水密度變化對均衡。
    2.2.2 溫度影響及解決辦法
    在大多電廠里,差壓變送器的正負測量管路引出的長,常溫下,測量管路向外散熱快,且是離取壓點越遠,溫度相對低,引起溫度從上至下分部不均,導致壓差轉換偏差,水位顯示基本上是偏低的。根據環境差异,影響分别,在我國南方影響小,但在北方,是冬季,影響明顯,所以,只能對測量管路進行保溫處理能力解決問題。保溫時應注意以下幾點:
    「1」 在我國南方如廣東,基本上不需要保溫,一年四季溫度較高,只需把差壓式液位變送器安裝在保溫箱中行,設罝加熱裝罝,一但遇到天氣突發降溫,投入加熱裝罝;「2」 在我國中部地區,要進行儀表管路保溫,但是,千萬不能把測量筒、擴展容器保溫,否則蒸汽無法冷凝成水,導致測量水位輸出不穩定,CRT 顯示跳變;「3」 在北方,如北京、寧夏等的,儀表管路要保溫,而且要加裝伴熱帶,同時變送器要安裝在保溫箱中,保溫箱內也要加裝加熱溫控器。

    2.3 差壓式液位變送器冷態時的投用方法及注意事項
    2.3.1 投用前確認負壓管路無交叉,一次閥、二次閥、排污閥全部關閉,平衡閥打開。
    2.3.2 對照雙色水位計或磁翻板,找水位大旨點相對处所、做好標記和記錄。
    2.3.3 用卷尺測量實際量程,確保變送器量程設罝與CRT 同等。
    2.3.4 要等容器沖洗結束后,本领開始*投運,避免水臟,堵死管路。
    2.3.5 待容器滿水后,打開負壓側一次閥,開排污閥,等排出的水干凈后,關排污閥,開二次閥,給測量管注水,此時,好把正壓側變送器排氣孔開一點,同時用工具輕擊管路,減少氣泡存于管路中。灌水結束后用萬用表測量變送器輸出電流,如與4mA 进出較大,說明測量管水沒注滿,應繼續灌水。
    2.3.6 測量筒假若有排氣閥或孔,可人工注水。
    2.3.7 從凝結水引沿路管子連到測量筒的灌水口,可穩定自動注水。
    2.3.8 待水注,關閉平衡閥,此時變送器投運。讓操作員給被測容器放水,若電流輸出下落,說明差壓式液位變送器投運成功。
    2.3.9 機組運行過程中,注意巡檢,確保排污閥、各接頭連接處無滲漏。

    2.4 熱態時的投用办法及注意事項機組運行時,特別是高溫、高壓下,液位會跳變、不準等情況,此時,需重新投運變送器。*先要解除水位邏輯保護。
    2.4.1 液位顯示跳變,一般可用以下方法消除:用小活口扳手,把差壓變送器正負排氣孔打開一點,進行排汽,可看到有白色、乳白色氣泡流出。再對負壓側進行排污,排污時間不能太長,以免損壞閥芯。再行投運時,投負壓,再投正壓,但間隔不能太長,免得差壓式液位變送器感壓元件或平衡閥閥芯損壞。
    2.4.2 液位顯示偏差,能够原因:
    「1」 測量管正、負壓側各連接頭或排污閥有滲漏;「2」 變送器感壓單元損壞;「3」 變送器均衡閥閥芯損壞;「4」 變送器量程與CRT 不;「5」 零點飄移;「6」 信號回路絕緣下落。

    2.5 實際投運案例
    北京草橋二期鍋爐高、中、低壓汽包液位选取4 差壓變送器及一只雙色水位計測量,差壓式液位變送器安裝在汽包下一層保溫箱內,當鍋爐水沖洗干凈后,*投用時,變送器投用正常。但是的,水位開始偏差大。消缺時,發現部份排污閥關不死或內漏,處理后問題解決。
    但在機組點火、升溫升壓后,水位開始跳變,从新投用,問題依舊。再行檢查管路,發現從取壓點至排污閥所有管路全部保溫,正壓管水蒸汽無法順利冷凝,導致水位跳變,拆除正壓測量筒保溫后問題解決。

    3. 電容式液位計


    3.1 工作原理
    電容式液位計是选择測量電容的變化來測量液面的崎岖的。它是一根金屬棒插入盛液容器內,金屬棒作為電容的一個極,容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質即為液體及其上面的氣體。因为液體的介電常數ε1 和液面上的介電常數ε2 差别,比如:ε1>ε2,則當液位升高時,電容式液位計兩電極間總的介電常數值隨之加大是以電容量增大。反之當液位着落,ε 值減小,電容量減小。

    3.2 校驗及投用注意事項
    電容式液位計主要是對液位的零點和對行標定,當容器液位為零時,把電容式液位計輸出信號設為4mA,對應零液位。把被測容器注滿液位,輸出信號設為20mA,對應滿液位。電容式液位計根據廠家及型號的分歧,具體參數設罝差异,只要嚴格根據廠家資料設罝,投用時,測量是準確的。

    3.3 實際投運案例
    北京草橋項目二期,主油箱油位采取西門子生產的E+H、型號FMI51 電容式液位計測量,開始按要求標定,因主油箱注油、排油麻煩,且油位尺度不易把握,對油箱不為進行標定,結果測量誤差較大,后,我們做了一只小容器,容器內注滿從油箱取來的潤滑油,依据說明書要求,把液位計放進容器內,模擬油箱油位標定零位和滿度后問題解決。
      4. 結束語


    通過以上對液位計的投用剖析、解決問題的办法,證明所做的分析息争決問題的办法是正確的,對往后的工作起到了的借鑒做用,使从此的工作少走彎路。


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