平衡容器水位测量原理.

日期：2015.8.172020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流21、平衡容器式差压液位计的组成2、平衡容器的分类及其工作原理3、一般单、双室平衡容器的存在的问题4、差压式水位测量系统5、零点调整和零点迁移6、温电平衡容器式差压液位计的使用主要内容2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流31、平衡容器式差压液位计的组成平衡容器式差压液位计主要是由平衡容器（又称为水位－差压转换装置）、压力信号导管和差压计（差压变送器）三部分组成。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流42、平衡容器的分类及其工作原理1.采用平衡容器测量高压汽水容器液位的原因平衡容器是作为测量汽水管路中的压力/差压用的.采用平衡容器而不是直接用一根/两根引压管来取压是为了防止压力/差压突变时导致引压管内的液柱随之波动，减小其测量水位时的误差。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流52.平衡容器分类平衡容器分为单室平衡容器和双室平衡容器。单室平衡容器本身没有自我补偿能力。双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的水位测量装置。在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分，为了区别于单室平衡容器，故称为双室平衡容器。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流6单室平衡容器双室平衡容器2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流73.工作原理通过测量平衡器中的静压力与容器中实际水位的静压力（随水位升降而变化）的差压值，再通过差压变送器将差压值转变成电流信号传输到DCS进行水位监视。（1）正压管是从平衡容器中引出，负压管是从密闭容器水侧连通管中引出。（2）对于单室平衡容器，其水面高度L是一定的，当水面要增高时，水便通过汽侧连通管溢流入密闭容器；要降低时，由蒸汽冷凝水来补充。因此当平衡容器中的水密度一定时，正压管压力为定值，负压管与密闭容器连通的，输出压力的变化反映了容器内水位的变化。对于双室平衡容器，其水面高度L也是一定的，当水面增高时，其水是通过基准杯溢流至溢流室；当降低时，基准杯内的水由凝汽室内蒸汽冷凝补充。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流8单室平衡容器和双室平衡容器的输出差压都为：HgLggHLgHgLppp112020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流9结论：（1）平衡容器的结构一定、密闭容器内压力一定及ρ1一定的条件下，平衡容器的输出差压△P与容器水位H成线性关系。（2）密闭容器水位H越高，平衡容器输出差压△P越小。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流103、一般单、双室平衡容器的存在的问题1.存在的问题（1）由于平衡容器的向外散热，凝汽室内凝结水温度由上至下逐步降低，且温度分布不易确定，因此ρ1很难确定。而且当平衡容器的环境温度降低时，ρ1会增大，使输出差压增大，引起水位计指示下降，出现负误差。（2）密闭容器内压力变化时，会引起ρ1、ρ'、ρ发生变化，引起误差。（3）差压式液位计中，双室平衡容器机械的部分补偿了压力对水位测量的影响，在零水位及额定工况下较准确，当偏离零水位或额定压力时，往往出现过补偿和欠补偿。所以双室一般用来测小型锅炉的汽包液位或者本身压力变化不大的容器。单室的平衡容器用来测量大型锅炉的汽包液位或者本身压力变化很大的容器。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流112.减小或消除这些误差的方法：（1）对于汽包水位测量系统，应采取正确的保温、伴热及防冻措施，以保证汽包水位测量系统的正常运行及正确性。对于高低加、除氧器等水位测量系统，根据环境情况，采取正确的保温、伴热及防冻措施。（2）改进平衡容器的结构，以得到仅与水位有关的差压值。比如过去由于差压式水位测量回路不具备压力修正的能力，而出现了使用多种压力修正功能的平衡容器，如双室平衡容器、具有加热套的平衡容器、内置式平衡容器等。（3）对单室平衡容器的输出信号引入压力和温度校正，即采用自动补偿运算装置。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流124、差压式液位测量系统1.差压式水液测量系统的组成作用:差压式液位测量系统能把水位信号实时转化为4～20mA直流电流信号，以便于实现水位的自动控制和保护。差压式水位测量系统与具有逐步取代液位开关而承担保护功能的趋势。许多电厂的汽包、除氧器、高压加热器和低压加热器的水位高低保护信号均来自差压式水位测量系统。差压式液位测量系统主要由平衡容器、引压管、取源阀门、三阀组、差压变送器、压力变送器及DCS等组成。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流131-平衡容器；2-取源阀门；3-负压阀；4-平衡阀；5-正压阀；6-三阀组；7-差压变送器；8-压力变送器2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流142.液位变送器的输出（1）对于一般的差压液位变送器，其正压侧接液相，负压侧接汽相，其正压侧压力是变化的，负压侧压力变化很小。当变送器输出为4mADC时，测的是容器的液位为最低液位；而当其输出为20mADC信号时，测的是容器的液位为最高液位。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流15（2）对于平衡容器差压式液位计，其变送器的正负压侧接的都是液相，但是其负压侧的压力是变化的，正压侧压力是基本恒定的。当变送器输出为4mADC时，测的是容器的最高液位；而当其输出为20mADC信号时，测的是容器的最低液位。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流165、零点调整和零点迁移1.零点调整零点调整是指在变送器输入信号为零，而输出值不为零或者不为下限值时的调整。零点调整使变送器的输出起始点调整为零或下限点，零点调整的调整量相对比较小。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流172.零点迁移零点迁移是指在变送器的输入不为零时，输出值调至零或者调整至下限值时的调整。正迁移是指其输入由零变为某一正值，负迁移指其输入由零变为某一负值。迁移后变送器的量程是不变的，只是测量范围平移了。比如某一差压变送器的原来测压范围为0~10kPa，对应输出为4~20mA，现由于各种原因，需要将其范围调到1~11kPa，这时就需要进行正迁移，使其输入零点由0kPa迁移到1kPa，输出有10kPa迁移到11kPa。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流183.量程调整量程调整的目的是使变送器的输出信号的上限值与测量范围的上限值相对应。量程调整相当于改变变送器的输出特性曲线的斜率，可以提高测量的准确度。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流196、温电#4炉平衡容器式差压液位计的使用1.汽包水位（1）#4炉汽包水位测量使用的是单室平衡容器液位计，左右两侧各有两个平衡容器。其中右侧两个差压变送器测出有两个汽包水位信号，而左侧测出一个汽包水位信号。最终的汽包水位信号是由三个水位信号经汽包压力修正后取中得到的。汽包水位2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流20（2）汽包水位一般采用单平衡容器的原因现在单室平衡容器用的比较多，它把压力与密度的关系、温度与密度的关系等计算公式保存补偿电路里的ROM里面，温度和汽包压力变化后，由压力变送器、温度变送器把信号传输到补偿电路，自动计算汽包水位变化。目前是测量汽包水位的最好方法。双室平衡容器也测量水位，一般在汽包压力恒定的状态下才能测得比较准确。在负荷出现变化，汽包压力改变的时候，尽管有压力补偿（压力变化的时候，温度也会随着变化），但存在绝对误差，所以克服不了，仍然存在误差。所以现在用单室平衡容器的比较多。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流212.高压加热器和低压加热器水位温电二期和三期高压加热器和低压加热器水位测量使用的是双室平衡容器，每个加热器都有两个差压变送器测出两个加热器水位信号，这两个信号都送入相应的水位高低保护逻辑，其中一个水位信号送入水位控制逻辑中，控制正常疏水阀的开度。温电四期高压加热器水位使用的是平衡容器水位计，而低压加热器使用的是导波雷达液位计。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流22高加水位控制高加水位保护2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流233.除氧器水位温电二期和三期除氧器水位测量使用的是双法兰差压变送器，每个除氧器由两个双法兰差压水位变送器测出两个除氧器水位信号，两个信号经两选模块后得到除氧器水位信号。温电四期除氧器水位测量使用的是导波雷达液位计。2020/1/24宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流24