鍋爐差壓變送器量程按實際工況設定的必要性

 

 

本文shou先對常用的鍋爐汽包水位計進行了簡單的介紹，然后針對我公司三期鍋爐實際重點分析了差壓法測量液位的原理及變送器參數設置中存在的不足，闡述了按實際工況設置參數的必要性和詳細的計算方法。

 

1 雙色水位計和電接點水位計的簡單介紹雙色水位計用于就地顯示鍋爐汽包水位，是應用#廣泛的就地水位計。

        雙色水位計是一個豎直玻璃管，上下分別與汽包的汽空間和水空間相連，采用U型管連通原理顯示水位，利用材料的光學特性使水汽兩部分分別呈現綠紅兩種顏色，以利觀察。

        雙色水位計使用可靠，顯示直觀，可通過攝像頭接至中控室，是比較理想的鍋爐水位計。

        電接點水位計是利用汽與水的導電率不同來測量水位，由于蒸汽導電率小、電阻大，電路不通，顯示燈不亮，而水的導電率大、電阻小，電路接通，顯示燈亮，水位高低決定了燈接通的數量，運行人員就可根據顯示燈的數目來判斷水位的位置。

 

2 差壓水位計測量原理

        差壓式水位計的工作原理是在汽包水位取樣管上安裝平衡容器，利用液體靜力學原理使水位轉換成差壓，用引壓管將差壓信號送至差壓計，由差壓計顯示汽包水位。如圖1 所示為單室平衡容器測量汽包水位的示意圖，從汽包汽側取樣孔引一管至平衡容器，進入平衡容器的飽和蒸汽不斷凝結成水，多余的水由于溢流原理自取樣管流回汽包，使平衡容器內的水位保持恒定。因此，差壓變送器的負壓側由于平衡容器有恒定的水柱而維持不變，正壓側則隨著汽包水位的變化而變化，差壓變送器輸入差壓和輸出電流信號相應變化，并將該電流信號遠傳到控制室進行顯示和控制。

 

3 當前差壓變送器參數設置與實際工況之間的偏差

 

圖1所示為我公司熱電廠三期鍋爐汽包液位測量示意圖，差壓變送器采用的是橫河智能差壓變送器，汽包液位的的測量范圍為670mm，汽包實際運行壓力為10.6MP，對應的飽和水密度為678.38kg/m3。當前差壓變送器參數是按照常溫常壓狀況（一個大氣壓、溫度為20 度左右、水的密度ρ=1000kg/m）3 設置的，參數值如下：

 

變送器的量程：

ρ×g×h=1000kg/m3×9.8m/s2×670mm=670mmH2O

變送器零點：

P+-P-

=ρ×g×H-ρ×g×（H+h）

=-ρ×g×h=-1000kg/m3×9.8m/s2×670mm

=-670mmH2O

變送器滿度：

P+-P-=ρ×g×（H+h） -ρ×g×（H+h） =0mmH2O

汽包水位零點（汽包中心線以下150mm）：

ρ×g×（H+185） -ρ×g×（H+h） =ρ×g×（185-670）

mm=1000kg/m3×9.8m/s2×485mm=-485mmH2O

下面我們來計算實際工況下（汽包壓力10.6MP，飽和水密度

ρ1=678.38kg/m3 ） 所對應的參數值。

變送器量程：

ρ1×g×h=678kg/m3×9.8m/s2×670mm=454mmH2O

變送器零點：

P+-P-

=ρ1×g×H-ρ1×g×（H+h）

=-ρ1×g×h=-678kg/m3×9.8m/s2×670mm

=-454mmH2O

變送器滿度：

P+-P-=ρ1×g×（H+h） -ρ1×g×（H+h） =0mmH2O

汽包水位零點（汽包中心線）：

ρ1×g×（H+185） -ρ1×g×（H+h）

=-ρ1×g×485mmH2O=-678kg/m3×9.8m/s2×485mm

=-329mmH2O

從以上計算中看出，由于當前變送器零點和滿度的設置跟實際工

況不符，差壓變送器顯示值與實際水位偏差較大，零水位時的偏差為

-485mmH2O--329mmH2O=-156mmH2O

 

同時，差壓變送器由于量程設定偏大帶來的覺對誤差變大將會導致變送器測量精度降低。

 

4 結論

        從以上的分析計算中看出，當前差壓變送器按照常溫常壓狀態進行設置不僅造成差壓變送器顯示值與實際水位偏差過大，而且還會導致測量的相對誤差變大、準確度降低。鍋爐投自動控制時，該液位測量誤差直接影響著鍋爐汽包三沖量調節系統的精度。鑒于此，對差壓變送器的參數按照工況實際進行設置是很有現實意義的。