平衡容器水位測(cè)量原理

1、平衡容器式差壓液位計(jì)平衡容器式差壓液位計(jì) 制作人：蔣維 日期：2015.8.17 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流2 1、平衡容器式差壓液位計(jì)的組成 2、平衡容器的分類及其工作原理 3、一般單、雙室平衡容器的存在的問(wèn)題 4、差壓式水位測(cè)量系統(tǒng) 5、零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移 6、溫電平衡容器式差壓液位計(jì)的使用 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流3 1、平衡容器式差壓液位計(jì)的組成、平衡容器式差壓液位計(jì)的組成 平衡容器式差壓液位計(jì)主要是由平衡容器（又稱為水位 差壓轉(zhuǎn)換裝置）、壓力信號(hào)導(dǎo)管和差壓計(jì)（差壓變送器） 三部分組成。 2021-6-20寧夏棗泉

2、發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流4 2、平衡容器的分類及其工作原理、平衡容器的分類及其工作原理 1.采用平衡容器測(cè)量高壓汽水容器液位的原因 平衡容器是作為測(cè)量汽水管路中的壓力/差壓用的.采用 平衡容器而不是直接用一根/兩根引壓管來(lái)取壓是為了防止壓 力/差壓突變時(shí)導(dǎo)致引壓管內(nèi)的液柱隨之波動(dòng)，減小其測(cè)量水 位時(shí)的誤差。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流5 2.平衡容器分類 平衡容器分為單室平衡容器和雙室平衡容器。單室平衡 容器本身沒(méi)有自我補(bǔ)償能力。雙室平衡容器是一種結(jié)構(gòu)巧 妙，具有一定自我補(bǔ)償能力的水位測(cè)量裝置。在基準(zhǔn)杯的 上方有一個(gè)圓環(huán)形漏斗結(jié)構(gòu)將整個(gè)雙室平衡容器分隔成上 下兩個(gè)部

3、分，為了區(qū)別于單室平衡容器，故稱為雙室平衡 容器。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流6 單室平衡容器 雙室平衡容器 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流7 3.工作原理 通過(guò)測(cè)量平衡器中的靜壓力與容器中實(shí)際水位的靜壓力 （隨水位升降而變化）的差壓值，再通過(guò)差壓變送器將差 壓值轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)傳輸?shù)紻CS進(jìn)行水位監(jiān)視。 （1）正壓管是從平衡容器中引出，負(fù)壓管是從密閉容器 水側(cè)連通管中引出。 （2）對(duì)于單室平衡容器，其水面高度L是一定的，當(dāng)水面 要增高時(shí)，水便通過(guò)汽側(cè)連通管溢流入密閉容器；要降低 時(shí)，由蒸汽冷凝水來(lái)補(bǔ)充。因此當(dāng)平衡容器中的水密度一 定時(shí)，正壓管壓力

4、為定值，負(fù)壓管與密閉容器連通的，輸 出壓力的變化反映了容器內(nèi)水位的變化。對(duì)于雙室平衡容 器，其水面高度L也是一定的，當(dāng)水面增高時(shí)，其水是通 過(guò)基準(zhǔn)杯溢流至溢流室；當(dāng)降低時(shí)，基準(zhǔn)杯內(nèi)的水由凝汽 室內(nèi)蒸汽冷凝補(bǔ)充。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流8 單室平衡容器和雙室平衡容器的輸出差壓都為： HgLg gHLgHgLppp 1 1 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流9 結(jié)論： （1）平衡容器的結(jié)構(gòu)一定、密閉容器內(nèi)壓力一定及 1一定 的條件下，平衡容器的輸出差壓P與容器水位H成線性關(guān) 系。 （2）密閉容器水位 H越高，平衡容器輸出差壓P越小。 2021-6-2

5、0寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流10 3、一般單、雙室平衡容器的存在的問(wèn)題、一般單、雙室平衡容器的存在的問(wèn)題 1.存在的問(wèn)題 （1）由于平衡容器的向外散熱，凝汽室內(nèi)凝結(jié)水溫度由上至 下逐步降低，且溫度分布不易確定，因此1很難確定。而 且當(dāng)平衡容器的環(huán)境溫度降低時(shí)，1會(huì)增大，使輸出差壓 增大，引起水位計(jì)指示下降，出現(xiàn)負(fù)誤差。 （2）密閉容器內(nèi)壓力變化時(shí)，會(huì)引起1、發(fā)生變化， 引起誤差。 （3）差壓式液位計(jì)中，雙室平衡容器機(jī)械的部分補(bǔ)償了壓力 對(duì)水位測(cè)量的影響，在零水位及額定工況下較準(zhǔn)確，當(dāng)偏 離零水位或額定壓力時(shí)，往往出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償和欠補(bǔ)償。所以 雙室一般用來(lái)測(cè)小型鍋爐的汽包液位或者本身壓力變化

6、不 大的容器。單室的平衡容器用來(lái)測(cè)量大型鍋爐的汽包液位 或者本身壓力變化很大的容器。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流11 2.減小或消除這些誤差的方法： （1）對(duì)于汽包水位測(cè)量系統(tǒng)，應(yīng)采取正確的保溫、伴熱及防 凍措施，以保證汽包水位測(cè)量系統(tǒng)的正常運(yùn)行及正確性。 對(duì)于高低加、除氧器等水位測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境情況，采 取正確的保溫、伴熱及防凍措施。 （2）改進(jìn)平衡容器的結(jié)構(gòu)，以得到僅與水位有關(guān)的差壓值。 比如過(guò)去由于差壓式水位測(cè)量回路不具備壓力修正的能力， 而出現(xiàn)了使用多種壓力修正功能的平衡容器，如雙室平衡 容器、具有加熱套的平衡容器、內(nèi)置式平衡容器等。 （3）對(duì)單室平衡容器的

7、輸出信號(hào)引入壓力和溫度校正，即采 用自動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)算裝置。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流12 4、差壓式液位測(cè)量系統(tǒng)、差壓式液位測(cè)量系統(tǒng) 1.差壓式水液測(cè)量系統(tǒng)的組成 作用:差壓式液位測(cè)量系統(tǒng)能把水位信號(hào)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為 420mA直流電流信號(hào)，以便于實(shí)現(xiàn)水位的自動(dòng)控制和保 護(hù)。差壓式水位測(cè)量系統(tǒng)與具有逐步取代液位開(kāi)關(guān)而承擔(dān) 保護(hù)功能的趨勢(shì)。許多電廠的汽包、除氧器、高壓加熱器 和低壓加熱器的水位高低保護(hù)信號(hào)均來(lái)自差壓式水位測(cè)量 系統(tǒng)。 差壓式液位測(cè)量系統(tǒng)主要由平衡容器、引壓管、取源 閥門、三閥組、差壓變送器、壓力變送器及DCS等組成。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份

8、技術(shù)交流13 1-1-平衡容器；平衡容器；2-2-取源閥門；取源閥門；3-3-負(fù)壓閥；負(fù)壓閥；4-4-平衡閥；平衡閥；5-5-正壓閥；正壓閥； 6-6-三閥組；三閥組；7-7-差壓變送器；差壓變送器；8-8-壓力變送器壓力變送器 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流14 2.液位變送器的輸出 （1）對(duì)于一般的差壓液位變送器，其正壓側(cè)接液相，負(fù)壓 側(cè)接汽相，其正壓側(cè)壓力是變化的，負(fù)壓側(cè)壓力變化很小。 當(dāng)變送器輸出為4mADC時(shí)，測(cè)的是容器的液位為最低液 位；而當(dāng)其輸出為20mADC信號(hào)時(shí)，測(cè)的是容器的液位為 最高液位。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流15 （

9、2）對(duì)于平衡容器差壓式液位計(jì)，其變送器的正負(fù)壓 側(cè)接的都是液相，但是其負(fù)壓側(cè)的壓力是變化的，正 壓側(cè)壓力是基本恒定的。當(dāng)變送器輸出為4mADC時(shí)， 測(cè)的是容器的最高液位；而當(dāng)其輸出為20mADC信號(hào) 時(shí)，測(cè)的是容器的最低液位。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流16 5、零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移 1.零點(diǎn)調(diào)整 零點(diǎn)調(diào)整是指在變送器輸入信號(hào)為零，而輸出值不為零 或者不為下限值時(shí)的調(diào)整。零點(diǎn)調(diào)整使變送器的輸出起始點(diǎn) 調(diào)整為零或下限點(diǎn)，零點(diǎn)調(diào)整的調(diào)整量相對(duì)比較小。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流17 2.零點(diǎn)遷移 零點(diǎn)遷移是指在變送器的輸入不為零時(shí)

10、，輸出值調(diào)至零 或者調(diào)整至下限值時(shí)的調(diào)整。正遷移是指其輸入由零變?yōu)槟?一正值，負(fù)遷移指其輸入由零變?yōu)槟骋回?fù)值。遷移后變送器 的量程是不變的，只是測(cè)量范圍平移了。比如某一差壓變送 器的原來(lái)測(cè)壓范圍為010kPa，對(duì)應(yīng)輸出為420mA，現(xiàn)由于各 種原因，需要將其范圍調(diào)到111kPa，這時(shí)就需要進(jìn)行正遷移， 使其輸入零點(diǎn)由0kPa遷移到1kPa，輸出有10kPa遷移到11kPa。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流18 3.量程調(diào)整 量程調(diào)整的目的是使變送器的輸出信號(hào)的上限值與測(cè)量 范圍的上限值相對(duì)應(yīng)。量程調(diào)整相當(dāng)于改變變送器的輸出特 性曲線的斜率，可以提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。 2021

11、-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流19 6、溫電、溫電#4爐爐平衡容器式差壓液位計(jì)的使用平衡容器式差壓液位計(jì)的使用 1.汽包水位 （1）#4爐汽包水位測(cè)量使用的是單室平衡容器液位計(jì)， 左右兩側(cè)各有兩個(gè)平衡容器。其中右側(cè)兩個(gè)差壓變送器測(cè)出 有兩個(gè)汽包水位信號(hào)，而左側(cè)測(cè)出一個(gè)汽包水位信號(hào)。最終 的汽包水位信號(hào)是由三個(gè)水位信號(hào)經(jīng)汽包壓力修正后取中得 到的。 汽包水位 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流20 （2）汽包水位一般采用單平衡容器的原因 現(xiàn)在單室平衡容器用的比較多，它把壓力與密度的關(guān)系、 溫度與密度的關(guān)系等計(jì)算公式保存補(bǔ)償電路里的ROM里面，溫 度和汽包壓力變化后

12、，由壓力變送器、溫度變送器把信號(hào)傳 輸?shù)窖a(bǔ)償電路，自動(dòng)計(jì)算汽包水位變化。目前是測(cè)量汽包水 位的最好方法。雙室平衡容器也測(cè)量水位，一般在汽包壓力 恒定的狀態(tài)下才能測(cè)得比較準(zhǔn)確。在負(fù)荷出現(xiàn)變化，汽包壓 力改變的時(shí)候，盡管有壓力補(bǔ)償（壓力變化的時(shí)候，溫度也 會(huì)隨著變化），但存在絕對(duì)誤差，所以克服不了，仍然存在 誤差。所以現(xiàn)在用單室平衡容器的比較多。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流21 2.高壓加熱器和低壓加熱器水位 溫電二期和三期高壓加熱器和低壓加熱器水位測(cè)量使用 的是雙室平衡容器，每個(gè)加熱器都有兩個(gè)差壓變送器測(cè)出兩 個(gè)加熱器水位信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)都送入相應(yīng)的水位高低保護(hù) 邏輯，其中一個(gè)水位信號(hào)送入水位控制邏輯中，控制正常疏 水閥的開(kāi)度。 溫電四期高壓加熱器水位使用的是平衡容器水位計(jì)，而 低壓加熱器使用的是導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公