上海强源机电设备有限公司
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阅读：913发布时间：2009-8-22
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EJA110A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;[url=http://]EJA[/url]110A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，[url=http://]EJA[/url]110A差压式水位测量装置较前几种测量装置得多，汉川电厂目前使用的[url=http://]EJA[/url]110A变送器的精度为0.25级，在测量1000mm水位时的误差只有2.5mm。
[url=http://]EJA[/url]110A差压式水位测量装置的一个突出优势，是将水位实时信号转化为4~20mA模拟信号向远方传输，信号处理方便。特别是随着DCS系统的广泛应用和发展，[url=http://]EJA[/url]110A差压式水位测量装置与DCS系统结合，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担保护功能的趋势。汉川电厂4台300MW机组的汽包水位高低MFT保护信号。除氧器水位高低信号和高加水位高低信号就均来自[url=http://]EJA[/url]110A差压式水位测量装置。因此，对[url=http://]EJA[/url]110A压式水位测量装置递行更深入的研究，对大型火电厂的安全经济稳定运行具有重要的现实意义。
一、[url=http://]EJA[/url]110A差压式水位测量装置的工作原理
1. [url=http://]EJA[/url]110A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EJA110A差压式测量装置组成简图。
[url=http://]EJA[/url]110A差压式水位测量装置主要由连通管、平衡容器。引压管、EJA110A变送器组成。在对不同的对象进行测量时，其结构略有不同。
2.[url=http://]EJA[/url]110A 差压式水位测量装置工作原理
以锅炉汽包水位测量装置为例，汽包内的饱和蒸汽在凝结球（平衡容器，内不断散热凝结，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，负压管的水柱高度则随着水位H而变化。因此由正负压引入口得到的差压信号为:
式中 H——容器水位；
ρ1——平衡容器中水的密度；
ρ｀——汽包压力下饱和水的密度；
ρ＂——汽包压力下饱和汽的密度；
由此式可知，当平衡容器的安装结构一定（即L确定）、汽包压力一定（p`、p"确定）及ρ1一定的条件下，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EJA110A 变送器中电容膜室的膜片，改变膜片间的距离，引起正负膜室电容的变化，即有下列线性关系:
（C1-C2）/（C1+C2）=K△P
式中C1、C2——正、负膜室电容；
K——比例系数。
[url=http://]EJA[/url]110A变送器中的测量电路将差动电容量的变化转换成4~20mA DC电流信号,经控制电缆送至集控室。此时，[url=http://]EJA[/url]110A变送器输出的4~20mA DC电流信号与汽包水位H呈反向线性关系，即水位越低，差压越大，4~20mA DC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△P→l151差动电容信号→4~20mA DC信号→DCS系统。
需要说明的是，在[url=http://]EJA[/url]110A变送器进行检修后，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结水时，变送器信号才恢复正常。
二、[url=http://]EJA[/url]110A差压式7k位测量装置的现场安装
[url=http://]EJA[/url]110A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、安装尺寸等诸多方面。对于不同的测量对象和要求，安装方法各不相同，*可以按照设计要求进行。现仅从正负取压管和EJA110A变送器的连接方式进行分析。
1.[url=http://]EJA[/url]110A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"若变送器左侧为H（高）、右侧为L（低），则称之为正安装;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（或汽侧，相连的取压管称为正压管C或高压侧），与水侧相连的取压管称为负压管（或低压侧）。正压管与[url=http://]EJA[/url]110A变送器的高压侧相连，负压管与[url=http://]EJA[/url]110A变送器的低压侧相连，称之为正安装;反之称为反安装。
当[url=http://]变送器[/url]零差压校验输出信号为4mA时:
（1）若[url=http://]变送器[/url]和正负取压管均正安装或变送器和正负取压管均反安装，则水位越高，差压越小，变送器输出的电流信号越小，4mA对应满水;
（2）若[url=http://]变送器[/url]和正负取压管一为正安装、另一为反安装，则水位越高，差压越小。变送器输出的电流信号越小，20mA对应满水。
当[url=http://]变送器[/url]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。在具体安装时"应视对差压信号进行处理的装置的不同情况进行选择。
三、[url=http://]EJA[/url]110A差压式水位测量回路德参数设置
[url=http://]EJA[/url]110A利差压式水位测量装置、信号传输电缆及DCS系统的组合是EJA110A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EJA110A变送器和DCS系统两部分。
1.[url=http://]EJA[/url]110A变送器参数设置
目前，智能型[url=http://]EJA[/url]110A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[url=http://]EJA[/url]110A利变送器进行零点量程调校。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4~20mA DC电流信号进行处理，并在CRT上按照运行习惯要求进行显示。不同的DCS系统，其参数设置不尽相同。
以汉川电厂#3机组#3高加水位测量为例进行说明。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。
测量回路中:
（1）取压管和变送器正安装，[url=http://]变送器[/url]的校验量程为0→600mm,对应输出电流为20→4mA，对应差压为-600mmH2O→0mmH2O,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=C1×0.004+C2
-300=C1×0.020+C2
（2）若取压管和[url=http://]变送器[/url]正安装，变送器校验时零差压输出20mA,则负压端抽压（或正压端加压）至600mmH2O时，调整变送器输出为4mA。此时的对应关系为:电流为4→20mA，对应差压为-600mmH2O→0mmH2O,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[url=http://]变送器[/url]的安装、变送器的校验以信DCS系统参数的设置应该一一对应，否则会导致水位测量显示错误。若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。
初始安装时，变送器量程为0→400mm,差压范围为-400mmH2O→0mmH2O,CRT显示-200mm（无水）→+200（满水），对应电流值20mA→4mA。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。因为图中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。
若[url=http://]变送器[/url]量程为+100mm→+500,差压范围-400→0mmH2O,CRT显示-200（无水）→+200mm（满水）,对应电流值20mA→4mA。如上述分析可知，变送器的测里中点应为+300mm，即图中A点向下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，则该[url=http://]变送器[/url]在正常测量范围内显示值正确。当实际水位在+300mm→200mm及-300mm→-200mm时，无法显示。
因此，应将变送器量程改为0mm→+600mm或-600mm→0mm。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0mm→1500mm，显示值3400mm→900mm，而实际应为3640mm→2140mm，示值偏低240mm。除氧器水位依靠此变送器进行调节，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容易误动。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行统一。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0mmH2O→1600mmH2O,显示值为3640mm→2040mm,电流20mA→4mA;取消水位高二值。高三值液位开关，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。
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zui大差压664.5mmH20，裕量仅为 6.46mmH2O。若考虑安装、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zui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移动60mm，使得水测取样点至汽包正常水位的距离为-460mm;同时保证汽侧取样管及凝结球安装位置不变。这样，低水位保护动作所需的差压与变送器所能检狈到的zui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。
上海强源机电设备有限公司 [url=http://]http:// [/url]供稿
[url=http://]EJA[/url]110A型高性能差压[url=http://]变送器[/url]适用于测量液体、气体或蒸汽的流量以及液位、密度和压力，然后将其转变成4~20mA DC的电流信号输出。
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：李
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