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上儀對核電站常規(guī)島差壓變送器在液位測量中的準(zhǔn)確應(yīng)用方法
閱讀：789 發(fā)布時間：2020-8-20描述：
智能差壓變送器在核電站常規(guī)島的液位測量中得到了廣泛應(yīng)用,，雖然其測量精度高,，環(huán)境適應(yīng)好，但是在實際應(yīng)用中難免會出問題,。本文從解決實際問題的角度,，對調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決措施進(jìn)行反饋。
0 引言
核電站常規(guī)島在從把核島來的蒸汽能轉(zhuǎn)換為汽輪機(jī)動能的過程中,，蒸汽和水在不斷地轉(zhuǎn)換,。在裝換的過程中就需要對水的液位進(jìn)行測量。以汽水分離再熱器疏水箱為例來探討差壓變送器的應(yīng)用,，汽水分離再熱器在除去高壓缸排汽水分的過程中,，產(chǎn)生了大量的疏水，需要用疏水箱來收集并暫存,，然后傳到高壓加熱器或者凝汽器,。汽水分離再熱器的疏水受疏水調(diào)節(jié)閥的控制，而調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)信號來自疏水箱的液位信號,。因此,，液位信號的準(zhǔn)確測量在核電站的運行中變得十分重要，而液位的測量就需要智能型差壓變送器來實現(xiàn),。
1 智能差壓變送器測量原理
由正壓側(cè)和負(fù)壓側(cè)引壓管來的介質(zhì)對隔離膜片產(chǎn)生壓力,，導(dǎo)致隔離膜片產(chǎn)生形變，隔離膜片的形變被傳導(dǎo)到中心膜片兩側(cè),。于是,，中心膜片發(fā)生軸向位移，進(jìn)而導(dǎo)致了電容發(fā)生變化,。壓力信號就轉(zhuǎn)變成了電信號,，再經(jīng)過電容-電流轉(zhuǎn)換電路和放大器的處理，非常終轉(zhuǎn)換為4~20 mA 電流值,。此變送器在原有的差壓變送器的基礎(chǔ)之上,，增加了微處理器，使其具有了通訊功能,，可以連接到采用HART 協(xié)議控制回路,、變送器現(xiàn)場、手持通訊器或者采用該協(xié)議的其他設(shè)備上,。在核電站汽水分離再熱器疏水箱的使用中,，此信號被傳到DEH（汽輪機(jī)控制）系統(tǒng)機(jī)柜上，作為控制疏水箱水位的信號來源,。
在對汽水分離再熱器疏水箱的液位測量時,，帶有平衡罐的一側(cè)是負(fù)壓側(cè),，在蒸汽凝結(jié)作用下，處于充滿水狀態(tài)并具有恒定的壓力,；正壓側(cè)要連在取樣管中與疏水箱底部位置對應(yīng)的地方,，與疏水箱組成連通器，由于平衡容器側(cè)在正常的運行工況下,，始終處于恒定的液位狀態(tài)（滿水態(tài)）,。由于壓力平衡特點，其正壓側(cè)的壓力變化就由疏水箱的液位變化凸顯出來,，進(jìn)而采集差壓值?P 進(jìn)行換算后得出疏水箱的液位值,，因此差壓值?P 與疏水箱液位變化成正比關(guān)系。如圖1 所示,。
設(shè)智能差壓變送器負(fù)壓側(cè)壓力為Ρa,，正壓側(cè)壓力為Ρb，智能差壓變送器測得的差壓為?P,，疏水罐內(nèi)部壓力為P，疏水罐內(nèi)水的密度為ρ,，重力加速度為g,。假設(shè)疏水罐的工藝零點和取樣管的零點相同（如果不同則需要進(jìn)行零點遷移，后面的章節(jié)將會詳細(xì)講解）,，設(shè)取樣管零點到疏水箱上部取樣管的高度為h1, 疏水箱的液位為h2, 智能差壓變送器到取樣管零點的高度為h,，差壓ΔP 計算公式為：
當(dāng)疏水箱由0 變到非常大時，即疏水箱液位高度變化到和取樣管高度相同時,，智能差壓變送器測得壓差由量程非常大值變化到非常小值,，對應(yīng)的把變送器輸出電流由20mA 變?yōu)?mA。當(dāng)信號傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)時,，電流值再轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的水位高度,，這樣主控室就可以直接看到就地疏水箱的水位高度，將此電信號作為控制疏水箱水位的信號,，就可以實現(xiàn)自動化控制,。
2 調(diào)零、量程遷移,、量程調(diào)整
當(dāng)智能差壓變送器的正壓側(cè)和負(fù)壓側(cè)與疏水箱的工藝零點和滿水位一一對應(yīng)時，不需要遷移量程,，也不需要調(diào)整量程,。但是在使用時，考慮到更便于安裝和維護(hù),，取壓點無法和實際水位準(zhǔn)確對應(yīng),，這時就需要遷移量程,，甚至調(diào)整量程。
設(shè)變送器輸入值為x,，輸出值為Y,，測量部分的轉(zhuǎn)換系數(shù)為D，放大器的放大系數(shù)為K,，反饋部分的反饋系數(shù)為F 則有：
得出變送器的輸出和輸入的關(guān)系取決于測量部分和反饋部分的特性而與放大器的特性幾乎無關(guān),。其中量程遷移是改變了z0，是將變送器的測量范圍向左或者向右移動,，而量程的大小沒有發(fā)生變化,；量程的調(diào)整是通過改變反饋系數(shù)，則改變了輸出與輸入關(guān)系的斜率,，其量程的大小發(fā)生改變,。如圖2 所示。
2.1 零點檢查
關(guān)閉三閥組中的正負(fù)壓閥門,，打開平衡閥,，此時變送器輸出值應(yīng)量程非常大值，即20mA ,0Kpa,。
2.2 校零
在上述零點檢查中,，發(fā)現(xiàn)變送器無法達(dá)到非常大值，可打開變送器后的排氣孔進(jìn)行排氣[1],；如果不行,，打開排污閥進(jìn)行排污，并檢查管道和閥門處是否有堵塞漏液的情況發(fā)生,。
如果經(jīng)過上述排查后,，變送器仍然無法歸零，可以將HART475 連接到變送器,，在475 中選擇較零功能,，對變送器較零。
2.3 量程未遷移
當(dāng)變送器的正壓側(cè)和負(fù)壓側(cè)的取樣口與疏水箱的工藝零點和滿水位對應(yīng)時,，則不需要進(jìn)行量程遷移,。
2.4 量程正遷移
如果需要測量起點比參考零點的值高，則需要正遷移,。若要變送器測量范圍為1500~3000mmH2O,，而原量程為0~1500mmH2O，則需要正遷移*,。
2.5 量程負(fù)遷移
如果需要測量起點比參考零點的值低,，則需要負(fù)遷移。若要變送器測量范圍為-1500~0mmH2O ,，而原量程為0~1500mmH2O,，則需要負(fù)遷移*,。
2.6 量程大小調(diào)整
輸出信號的上限值y 與測量范圍的上限值x 不對應(yīng)時，則需要調(diào)整量程大小,。調(diào)整量程大小的方法通常是改變反饋部分的反饋系數(shù)F,，反饋系數(shù)越大，量程則越??；反之，反饋系數(shù)越小,，量程越大,。
3 調(diào)試過程中出現(xiàn)的缺陷及解決辦法
3.1 導(dǎo)壓管堵塞
一方面智能差壓變送器的導(dǎo)壓管和閥門，以及管道接口處,，長期處在高溫水和蒸汽中,，很容易發(fā)生腐蝕；另一方面在初次調(diào)試階段,，由于安裝單位在安裝過程中容易將鐵銹和雜質(zhì)等灌入導(dǎo)壓管,，并且管道中的閥門內(nèi)徑比較小，鐵銹或者其他雜質(zhì)很容易在這里淤積,。在一次調(diào)試過程中,，就發(fā)現(xiàn)了平衡閥打開或者關(guān)閉后，測量值都沒有發(fā)生變化,，原因就是平衡閥發(fā)生了堵塞,。
解決辦法：對管道定期排污或者沖洗,，減少管道中的顆粒物的存量,；盡量多的使用耐腐蝕的管道和閥門。當(dāng)閥門發(fā)生堵塞時,，在做了相應(yīng)的隔離后,，可將其拆下沖洗去污。
3.2 導(dǎo)壓管泄漏或者有氣泡
在導(dǎo)壓管與閥門或者變送器表頭接口處,，螺絲松動或者密封不好,，將導(dǎo)致介質(zhì)泄漏或引入氣泡。
解決辦法：導(dǎo)壓管和閥門或者變送器表頭接口處泄漏
時,，可以將此處螺絲緊固,。如果緊固后仍然泄漏，則考慮是墊片變形無法密封,，可以更換墊片后,，再進(jìn)行緊固；導(dǎo)壓管內(nèi)有氣泡,，可以將變送器后的排氣口打開,，當(dāng)流出的液體為均勻流速,，而不再是斷斷續(xù)續(xù)時，則說明排氣完成,。
3.3 線路故障
安裝和使用過程中,，變送器的接線和控制回路的接線可能會被接錯，一些無操作可能會導(dǎo)致表頭的損壞,，甚至燒毀電路板,。
解決辦法：檢查變送器表頭的電源線是否接反、接錯,；檢查變送器是否有24V 直流電壓,；檢查表頭是否損壞，檢查電路板是否燒毀,。如果變送器仍存在問題,，將電流表串聯(lián)接入電源回路，檢查電流是否正常,。若正常則說明變送器正常,，應(yīng)檢查回路中其他儀表是否有故障。
4 調(diào)試和使用過程中的注意事項
1）禁止將高于36V 的電壓加到變送器上,，以防燒壞變送器,。
2）禁止將硬物觸碰膜片，以防隔離膜片損壞,。
3）請勿將變送器接到結(jié)冰的介質(zhì)上,，介質(zhì)結(jié)冰會損壞傳感器。
4）介質(zhì)溫度不應(yīng)超過變送器的使用溫度范圍,。
5）測量壓力不應(yīng)超過變送器的壓力測量范圍,。
6）變送器投用時，要緩慢打開閥門,，防止被測介質(zhì)對隔離膜片造成過大沖擊,。
5 結(jié)束語
海南昌江核電廠汽水分離器疏水箱采用了霍尼韋爾ST3000 系列智能差壓變送器，該變送器環(huán)境適應(yīng)性好,、安裝和調(diào)試方便,、測量精度高，其本身發(fā)生故障的幾率較小,。在調(diào)試過程中,，若出現(xiàn)誤差偏大，甚至無法正常測量的故障時,，主要原因一方面是零點未校準(zhǔn),、量程沒有正確遷移、負(fù)壓側(cè)平衡罐沒有充滿液體；另一方面是導(dǎo)壓管連接處或者閥門處發(fā)生堵塞,、漏液等故障,。在以后的調(diào)試過程中，可以先對變送器進(jìn)行排污,、排氣操作,；在變送器*投用時，緩慢開啟閥門,，防止隔離膜片損壞,；在緊固閥門時，切勿野蠻施工,，因為螺絲的螺紋是脆弱的,；在變送器量程遷移時，要準(zhǔn)確測量,，努力保證測量的度,。