平衡容器在锅炉汽包水位测量中的应用-思达自动化.DOC

河南思达自动化仪表有限公司 技术资料 PAGE 第 PAGE 2 页 共 NUMPAGES 3 页 平衡容器在锅炉汽包水位测量中的应用 汽包水位是锅炉安全运行的重要参数，同时它还是衡量锅炉汽水系统物质是否平衡的标志。因此，水位控制系统一直受到人们的重视。根据汽包水位的动态特性，人们研究出了许多控制方案，如汽包水位的三冲量控制、汽包水位的串级控制等。在这些控制方案中，都用到了汽包水位这个参数，因此准确测量汽包水位依然是一个关键问题。平衡容器法是人们普遍采用的汽包水位测量方法，它的测量原理简单，使用方便。我们根据多年的工作经验，对平衡容器法测量汽包水位的原理和使用方法作了一些论述。 测量原理 平衡容器法测量水位其实是一种差压式液位测量方法（差压式水位计受汽包压力的影响较大，特别是在锅炉启停过程中。对差压式水位计的压力补偿由汽包水位控制方案来定，在此不做赘述）。它的工作原理是把液体高度变化转换成差压变化。这种转换是通过平衡容器实现的，常用的平衡容器是如图1所示的双室结构。 图1 双室平衡容器法测量汽包水位示意图 负压头从宽容器中引出，正压头从置于宽容器中的汽包水侧连通管中取得。宽容器中的水面高度是一定的，当水面增高时，水便通过汽侧连通管溢流入汽包；当水面降低时，由蒸汽冷凝来补充。 在与差压变送器配用时，宽容器端接变送器的负压室，与汽包底部连通端接变送器的正压室。 这样就有： P+ = P0 + ρgh2 + ρgh1 P-　= P0 + ρgh + ρgh1 △P = P+ － P- = ρgh2 － ρgh 式中：△P为差压变送器接受到的差压信号； P+ 为差压变送器正压室压力； P－为差压变送器负压室压力；ρ为汽包内水的密度；g为重力加速度；h为工艺零点到汽包上取压口的高度； h2为汽包工艺液位； h1为差压变送器到工艺液位零点的高度。 因为一旦工艺零位确定以后，h就成为一个常数，因此工艺液位h2就和差压变送器所接受到的差压信号△P有了一一对应的关系。而差压信号是通过变送器的输出（4～20mA）表现出来的，即差压变送器的输出能反映汽包的工艺液位。 差压变送器的零点迁移 差压变送器的输入是差压信号△P = P+ － P－ ，输出是4～20mA的直流电流信号。设差压变送器输出为4mA时，其对应输入为△P=△Pmin（此为差压变送器的零点）；差压变送器输出为20mA时，其对应输入为△P=△Pmax 。 差压送器的量程为△Pmax－△Pmin。 差压变送器一般的使用情况是零点为△Pmin=0时，差压变送器的输出为4mA；△Pmax的值为量程上限时，差压变送器输出为20mA。 而用平衡容器法测量液位时， △P = P+ － P－ = ρgh2 － ρgh。可以看出，h2总是小于或等于h，即△P总是负值。 △Pmin = －ρgh时，差压变送器输出为4mA；△Pmax=0时，差压变送器输出为20mA，即差压变送器的零点为△Pmin = －ρgh，量程为△Pmax－△Pmin=0－（－ρgh）=ρgh。 因为调校智能变送器时调整零点并不影响量程，因此在调校采用平衡容器测量汽包水位的差压变送器时，可按照差压变送器的一般使用方法将零点和量程调整好，再进行零点迁移。 零点迁移是在不改变量程的条件下改变零点，它的大小和方向取决于新的零点的大小和正负，即零点迁移量为△Pmin。 当△Pmin＞0时，称为正迁移，又叫右迁移；当△Pmin＜0时，称为负迁移，又叫左迁移。 在用平衡容器法测量汽包水位时，差压变送器用到的是负迁移，迁移量为100%。图2为用平衡容器法测汽包水位时差压变送器迁移前后的输入输出关系图。 图2 零点迁移前后输入输出关系图 注意事项 应用平衡容器法测量汽包水位的原理和方法都很简单，在实际应用中注意以下三点，会收到事半功倍的效果。 （1）差压变送器的极性不要接错。差压变送器的正压室应接汽包的底部引压管，负压室应接平衡容器中宽容器的引压管，正压室的压力比负压室的压力小（若根据无迁移差压变送器的使用经验往往会接错）。 （2）校验差压变送器时，按差压变送器一般调校方法调整好零点和量程后，进行零点负迁移即可（若直接按实际零点进行调校，调整时零点和量程会越调越乱）。 （3）要经常对所使用的差压变送器进行排污。 结束语 在我们近几年的工作实践中，安装、维护且调试了许多平衡容器法测量汽包水位的仪表系统，弄清楚平衡容器的工作原理和使用方法后，安装和调试汽包液位测量系统也就得心应手，节约了大量时间。 河