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1、1151差压式水位测量装置的应用及存在的问题1151差压式水位测量装置的应用及存在的问题songjuan导语：1151差压式水位测量装置的一个突出上风，是将水位实时信号转化为420mA模拟信号向远方传输，信号处理方便。目前汉川电厂300MW机组主要的水位测量装置有就地云母水位计、就地磁性翻板水位计、电接点水位计、浮筒式液位开关。以1151变送器为核心的差压式水位测量装置等。就其性质而言，云母水位计、磁性翻板水位计属于就地显示仪表，具有眼见为实的特点;电接点水位计属于远方显示仪表;浮筒式液位开关用于远方联锁开关量控制;1151差压式水位测量装置用于远方模拟量显示和自动控制。就其测量精度而言，11
2、51差压式水位测量装置较前几种测量装置准确得多，汉川电厂目前使用的1151变送器的精度为0.25级，在测量1000mm水位时的误差只有2.5mm。1151差压式水位测量装置的一个突出上风，是将水位实时信号转化为420mA模拟信号向远方传输，信号处理方便。十分是随着DCS系统的广泛应用和开展，1151差压式水位测量装置与DCS系统高效结合，使得该装置己不仅仅用于显示和模拟量自动控制，而且具有逐步取代浮筒式液位开关而承当保护功能的趋势。汉川电厂4台300MW机组的汽包水位上下MFT保护信号。除氧器水位上下信号和高加水位上下信号就均来自1151差压式水位测量装置。因此，对1151压式水位测量装置递行
3、更深化的研究，对大型火电厂的平安经济稳定运行具有重要的现实意义。一、1151差压式水位测量装置的工作原理1.1151差压式水位测量装置的组成以汉川电厂锅炉汽包水位测量为例，其1151差压式测量装置组成简图如图1。从图1可看出，1151差压式水位测量装置主要由连通管、平衡容器。引压管、1151变送器组成。在对不同的对象进展测量时，其构造略有不同。2.1151差压式水位测量装置工作原理以图1锅炉汽包水位测量装置为例，汽包内的饱和蒸汽在凝聚球平衡容器，内不断散热凝聚，平衡容器内的液面总是保持恒定，所以正压管内的水柱高度是恒定的，负压管的水柱高度那么随着水位H而变化。因此由正负压引入口得到的差压信号为
4、:式中H容器水位；1平衡容器中水的密度；汽包压力下饱和水的密度；汽包压力下饱和汽的密度；由此式可知，当平衡容器的安装构造一定即L确定、汽包压力一定p、p确定及1一定的条件下，正负压管的差压输出p与汽包水位H呈反向线性关系，即水位越低，差压越大。正负压管的压力信号通过挤压1151变送器中电容膜室的膜片，改变膜片间的间隔，引起正负膜室电容的变化，即有以下线性关系:C1-C2/C1+C2=KP式中C1、C2正、负膜室电容；K比例系数。1151变送器中的测量电路将差动电容量的变化转换成420mADC电流信号,经控制电缆送至集控室。此时，1151变送器输出的420mADC电流信号与汽包水位H呈反向线性关
5、系，即水位越低，差压越大，420mADC电流信号也越大。上述信号流程为:水位高度信号H正负压管的差压输出信号Pl151差动电容信号420mADC信号DCS系统。需要讲明的是，在1151变送器进展检修后，为保证平衡容器液面的恒定，在机组运行初期，对于除氧器水位、高加水位和凝汽器水位，均需通过手动灌水门向平衡容器灌水，水位信号才能得到正确测量;对于汽包水位变送器，只有当机组运行一段时间后平衡容器中充满凝聚水时，变送器信号才恢复正常。二、1151差压式7k位测量装置的现场安装1151差压式水位测量装置的安装涉及到取样管、平衡容器、连通管、截止门、变送器的选型、材质、安装尺寸等众多方面。对于不同的测量
6、对象和要求，安装方法各不一样，完全可以按照设计要求进展。现仅从正负取压管和1151变送器的连接方式进展分析。1.1151变送器的连接方式一般情况下，门筑变送器上标有H高和L低字样，前者表示高压侧，后者表示低压侧。三阀组与变送器连接后，人面对三阀组假设变送器左侧为H高、右侧为L低，那么称之为正安装;反之称为反安装。2.正负取压管的连接方式一般情况下，将与平衡容器或者汽侧，相连的取压管称为正压管C或者高压侧，与水侧相连的取压管称为负压管或者低压侧。正压管与1151变送器的高压侧相连，负压管与1151变送器的低压侧相连，称之为正安装;反之称为反安装。当变送器零差压校验输出信号为4mA时:1假设变送器
7、和正负取压管均正安装或者变送器和正负取压管均反安装，那么水位越高，差压越小，变送器输出的电流信号越小，4mA对应满水;2假设变送器和正负取压管一为正安装、另一为反安装，那么水位越高，差压越小。变送器输出的电流信号越小，20mA对应满水。当变送器零差压校验输出信号为20mA时，以上情况正好相反。从实际情况看，变送器正安装和正负取压管的正反安装现象均存在。在详细安装时应视对差压信号进展处理的装置的不同情况进展选择。三、1151差压式水位测量回路德参数设置1151利差压式水位测量装置、信号传输电缆及DCS系统的组合是1151差压式水位测量回路的典型组成。其控制回路的参数设置包括1151变送器和DCS
8、系统两局部。1.1151变送器参数设置目前，智能型1151变送器因具有体积小、安装校验方便。维护量少等特点己得到广泛应用。根据不同的需要，可以很方便地对1151利变送器进展零点量程调校。零点迁移、本机状态设置等。2.DCS系统参数设置DCS系统主要用于对差压式水位测量装置送入的420mADC电流信号进展处理，并在CRT上按照运行习惯要求进展显示。不同的DCS系统，其参数设置不尽一样。以汉川电厂#3机组#3高加水位测量图2为例进展讲明。图中，平衡容器O点为高加正常水位，即CRT显示零水位点0mm;A点为高加满水位点，CRT显示+300mm点;B点为高加低水位点，CRT显示-300mm点。测量回路
9、中:1取压管和变送器正安装，变送器的校验量程为0600mm,对应输出电流为204mA，对应差压为-600mmH2O0mmH2O,CRT显示-300mm无水+300mm满水。变送器校验时，零差压输出4mA，负压端加压。或者正压端抽压至600mmH2O时。调整变送器输出为20mA。汉川#3机组使用的DCS系统为WDPF-II型系统，其参数显示转换系数C1、C2计算如下:+300=C10.004+C2-300=C10.020+C22假设取压管和变送器正安装，变送器校验时零差压输出20mA,那么负压端抽压或者正压端加压至600mmH2O时，调整变送器输出为4mA。此时的对应关系为:电流为420mA，对
10、应差压为-600mmH2O0mmH2O,CRT显示-300mm无水+300mm满水。此时。DCS系统参数显示转换系数C1.C2应按以下公式计算:-300=C1X0.004+C2+300=C1X0.020+C2因此，取压管和变送器的安装、变送器的校验以信DCS系统参数的设置应该逐一对应，否那么会导致水位测量显示错误。假设错误的测量结果进入调节和保护系统，将会引起严重后果。四、差压式水位测量装置实际应用中的问题1.高加水位测量中的问题汉川#4机组#3高加水位测量示意图如图3。初始安装时，变送器量程为0400mm,差压范围为-400mmH2O0mmH2O,CRT显示-200mm无水+200满水，对应
11、电流值20mA4mA。如由于差压变送器零点应为图3中的A点。那么，变送器的测量范围应为A点到C点。由于图中O点是高加实际的正常水位，即零水位，因此该变送器所测量的实际水位应为+300-100mm。变送器输出12mA信号时，CRT上显示0mm。当高加实际水位在正常水位O点时变送器输出16mA，CRT显示-100。因此，在变送器的测量范围A点到C点中，CRT显示值比实际偏低，当实际水位在C点以下时无法显示。假设变送器量程为+100mm+500,差压范围-4000mmH2O,CRT显示-200无水+200mm满水,对应电流值20mA4mA。如上述分析可知，变送器的测里中点应为+300mm，即图中A点
12、向下300mm处，该点即为同加止常水位点。因此，变送器的测量中点与实际零水位点重合，那么该变送器在正常测量范围内显示值正确。当实际水位在+300mm200mm及-300mm-200mm时，无法显示。因此，应将变送器量程改为0mm+600mm或者-600mm0mm。这样，即保证了正确显示，又扩大了测量范围。2.除氧器水位测量中的问题汉川电厂#1、#2机组除氧器水位测量装置有电接点、就地磁性翻板水位计、水位报警及保护液位开关。DAS水位变送器、CCS水位变送器，它们的显示零点不统一，量程和实际显示值不对应，与设计要求不符合。其中，DAS水位变送器、CCS水位变送器差压为0mm1500mm，显示值3
13、400mm900mm，而实际应为3640mm2140mm，示值偏低240mm。除氧器水位依靠此变送器进展调节，就使得除氧器水位偏高运行，水位高报警及保护的液位开关便轻易误动。此外，给水泵跳闸信号也是由该变送器给出，所以水位低保护易拒动。为了使除氧器水位测量准确，按照设计要求，对电接点、就地磁性翻板水位计。水位报警及保护液位开关、DAS水位变送器。CCS水位变送器的零点进展统一。所有表计的显示零点为除氧器水箱几何中心线下1900mm处除氧器设计零点。CCS系统变送器量程改为:差压0mmH2O1600mmH2O,显示值为3640mm2040mm,电流20mA4mA;取消水位高二值。高三值液位开关，
14、其信号改由DCS系统给出。这样。就保证了除氧器水位调节和保护的可靠性。3.汽包水位测量申的问题汉川电厂#2炉汽包A、B侧差压水位计原安装情况如图4。经计算分析可知，当汽包水位为-381mm时。汽包水位低低MFT保护动作，此时变速器检测到的差压为670.96mmH2O，已接近于变送器所能检钡至的最大差压664.5mmH20，裕量仅为6.46mmH2O。假设考虑安装、环境温度等误差的影响，贝汽包水位低低MFT保护动作所需的差压会超过变送器所能检测到的最大差压，直接导致水位低保护拒动。因此，将差压水位计的水侧取样管孔位置向不挪动60mm，使得水测取样点至汽包正常水位的间隔为-460mm;同时保证汽侧取样管及凝聚球安装位置不变。这样，低水位保护动作所需的差压与变送器所能检狈到的最大差压之间有26.9232mmH2O的裕量。与原安装的水位测量情况相比，裕量增大了20.46mmH2O，低水位保护可以正确动作。0