10.24-平衡容器水位測量原理

平衡容器式差壓液位計(jì)制作人：蔣維日期：2015.8.172023/1/311寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流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題4、差壓式水位測量系統(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2023/1/312寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流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)主要是由平衡容器（又稱為水位－差壓轉(zhuǎn)換裝置）、壓力信號導(dǎo)管和差壓計(jì)（差壓變送器）三部分組成。2023/1/313寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流2、平衡容器的分類及其工作原理1.采用平衡容器測量高壓汽水容器液位的原因

平衡容器是作為測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)，減小其測量水位時(shí)的誤差。2023/1/314寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流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)部分，為了區(qū)別于單室平衡容器，故稱為雙室平衡容器。

2023/1/315寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流單室平衡容器

雙室平衡容器2023/1/316寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流3.工作原理通過測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，再通過差壓變送器將差壓值轉(zhuǎn)變成電流信號傳輸?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。2023/1/317寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流單室平衡容器和雙室平衡容器的輸出差壓都為：2023/1/318寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流結(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ρ1一定的條件下，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。2023/1/319寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流3、一般單、雙室平衡容器的存在的問題1.存在的問題（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ρ1很難確定。而且當(dāng)平衡容器的環(huán)境溫度降低時(shí)，ρ1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ρ1、ρ'、ρ"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)償了壓力對水位測量的影響，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)過補(bǔ)償和欠補(bǔ)償。所以雙室一般用來測小型鍋爐的汽包液位或者本身壓力變化不大的容器。單室的平衡容器用來測量大型鍋爐的汽包液位或者本身壓力變化很大的容器。2023/1/3110寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流2.減小或消除這些誤差的方法：（1）對于汽包水位測量系統(tǒng)，應(yīng)采取正確的保溫、伴熱及防凍措施，以保證汽包水位測量系統(tǒng)的正常運(yùn)行及正確性。對于高低加、除氧器等水位測量系統(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。比如過去由于差壓式水位測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）對單室平衡容器的輸出信號引入壓力和溫度校正，即采用自動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)算裝置。2023/1/3111寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流4、差壓式液位測量系統(tǒng)1.差壓式水液測量系統(tǒng)的組成

作用:差壓式液位測量系統(tǒng)能把水位信號實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為4～20mA直流電流信號，以便于實(shí)現(xiàn)水位的自動(dòng)控制和保護(hù)。差壓式水位測量系統(tǒng)與具有逐步取代液位開關(guān)而承擔(dān)保護(hù)功能的趨勢。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)信號均來自差壓式水位測量系統(tǒng)。差壓式液位測量系統(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。2023/1/3112寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流1-平衡容器；2-取源閥門；3-負(fù)壓閥；4-平衡閥；5-正壓閥；6-三閥組；7-差壓變送器；8-壓力變送器2023/1/3113寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流2.液位變送器的輸出

（1）對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)，測的是容器的液位為最低液位；而當(dāng)其輸出為20mADC信號時(shí)，測的是容器的液位為最高液位。2023/1/3114寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流（2）對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)，測的是容器的最高液位；而當(dāng)其輸出為20mADC信號時(shí)，測的是容器的最低液位。2023/1/3115寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流5、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)整量相對比較小。2023/1/3116寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流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)，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)槟骋徽?，?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，只是測量范圍平移了。比如某一差壓變送器的原來測壓范圍為0~10kPa，對應(yīng)輸出為4~20mA，現(xiàn)由于各種原因，需要將其范圍調(diào)到1~11kPa，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。2023/1/3117寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流3.量程調(diào)整量程調(diào)整的目的是使變送器的輸出信號的上限值與測量范圍的上限值相對應(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，可以提高測量的準(zhǔn)確度。2023/1/3118寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流6、溫電#4爐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)差壓變送器測出有兩個(gè)汽包水位信號，而左側(cè)測出一個(gè)汽包水位信號。最終的汽包水位信號是由三個(gè)水位信號經(jīng)汽包壓力修正后取中得到的。汽包水位2023/1/3119寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流（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，由壓力變送器、溫度變送器把信號傳輸?shù)窖a(bǔ)償電路，自動(dòng)計(jì)算汽包水位變化。目前是測量汽包水位的最好方法。雙室平衡容器也測量水位，一般在汽包壓力恒定的狀態(tài)下才能測得比較準(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。2023/1/3120寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流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)差壓變送器測出兩個(gè)加熱器水位信號，這兩個(gè)信號都送入相應(yīng)的水位高低保護(hù)邏輯，其中一個(gè)水位信號送入水位控制邏輯中，控制正常疏水閥的開度。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)。2023/1/3121寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術(shù)交流高加水位控制高加水位保護(hù)2023/1/3122寧夏棗泉發(fā)