一、測量水位的方法 正常的凝汽器水位是汽輪機安全經(jīng)濟運行的重要保證 長期阻來，利用水位測量筒形成的差壓來測量凝汽器熱井水位是一種主要的方祛 這種方法的測量原理是：測量筒接水漏斗內(nèi)形成的正壓水位從正壓引水管送至差壓變送器的正壓側(cè)．熱井內(nèi)凝結(jié)水位由測量筒負壓引水管送至差壓變送器的負壓側(cè)，兩側(cè)引水管的壓力差即代表了凝汽器熱井的水位。差壓變送器將測量筒的壓差變化值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的4～20mA信號，該電流信號即代表了凝汽器水位的變化。這種測量水位的方法使用范圍非常廣泛，并且在很多場臺應(yīng)用得比較成功， 比如對鍋爐汽包水位的測量。但是對在真空或微壓工況下的水位進行測量時，就會出現(xiàn)問題．如圖1所示。由于凝汽器熱井上部始終處于真空工況，正壓側(cè)接水漏斗內(nèi)的水會因負壓的虹吸作用而失去正壓水位，導(dǎo)致水位測量出現(xiàn)很大誤差．影響凝汽器熱井水位的測量 當(dāng)被測變量還要參與自動調(diào)節(jié)時，就會直接影響凝汽器水位的控制。為了保證正壓便側(cè)有水，需要經(jīng)常通過補水閥門為正壓側(cè)補水。顯而易見，差壓式水位測量筒在真空微壓工況下使用時是有局限性的。 使用浮筒式測量筒是測量水位的叉一種方法。 新海發(fā)電有限公司在2臺200Mw機組上使用的B系列氣動基地式調(diào)節(jié)儀表就采用了浮筒．它較好地解決了真空微壓工況下的水位測量問題：如圖2所示．它的工作原理是：當(dāng)凝汽器熱井水位變化時，改變了浮筒浸入水中的深度，使浮筒感受到的浮力發(fā)生了變化，這個變化通過一系列復(fù)雜的機械傳動后，使氣路調(diào)節(jié)部件輸出相應(yīng)的氣動信號控制氣動調(diào)節(jié)閥動作，達到顯示和控制凝汽器熱井水位的目的。可以看到，浮簡只感受熱井水位的浮力變化，浮筒室內(nèi)部的真空擻壓環(huán)境不對浮筒造成影響，因此、基地式氣動調(diào)節(jié)儀表能較好地測量及控制工作在真空微壓工況下設(shè)備的水位。但是，基地式氣動調(diào)節(jié)儀表不能將凝汽器熱井水位遠傳到控制室，運行人員不能及時掌握水位的變化情況，則是該型儀表的不足。 新海發(fā)電有限公司在 #1機組（200MW）DCS改造中、把凝汽器熱井水位、高低加水位的控制納入了DCS，拆除原基地式氣動調(diào)節(jié)儀表的測量調(diào)節(jié)部件，改裝了電一氣定位控制器，保留動作可靠的氣動執(zhí)行器，使原氣動調(diào)節(jié)儀表變成了電信號氣動調(diào)節(jié)儀表，既準(zhǔn)確控制了水位，又將水位顯示遠傳到控制室：但是．對于工作在真空或馓壓工況下的設(shè)備來說．在差壓式水位測量筒存在局限性，同時又取消了測量效果比較理想的浮筒的情況下，到底采用什么設(shè)備來測量真空和微壓工況下的水位呢?經(jīng)過調(diào)研，我們選用了4臺美國羅斯蒙特公司生產(chǎn)的附加1199型遠傳膜片密封系統(tǒng)的3051型變送器，分別用在凝汽器熱井水位,#1、#2l、拋低壓加熱器和軸封加熱器水位的測量控制上。 二羅斯蒙特公司3051型變送器的應(yīng)用 3051型變送器是羅斯蒙特公司生產(chǎn)的智能變送器，它除了具有穩(wěn)定、可靠、精確度高和多種輸出協(xié)議的特點外，還針對一些特殊場合，如高低溫、防腐、衛(wèi)生、粘滯、真空等情況的需要附加了1 199型遠傳膜片密封系統(tǒng) 該系統(tǒng)由變送器、遠傳膜片密封件、填充液和毛細管組成。膜片由配套的安裝祛蘭與本體設(shè)備的祛蘭安裝在一起．直接感受過程介質(zhì)的壓力變化。有彈性的膜片在過程介質(zhì)壓力的作用下產(chǎn)生了變形．該變形再由填充液通過毛細管傳遞到3051變送器的膜片上，傳遞過來的壓力使3051變送器壓敏元件上的感應(yīng)膜片產(chǎn)生形變，并被轉(zhuǎn)換為4—20 mA的電流信號或符合HART協(xié)議要求的數(shù)字信號，該信號正比于過程介質(zhì)的壓力。顯而易見，遠傳膜片系統(tǒng)不受工況環(huán)境的影響，因此可以較好地解決真空微壓工況下的水位測量問題。 應(yīng)用遠傳膜片系統(tǒng)必須考慮一些影響其性能的因素。 （1）膜片的彈性 膜片彈性越好，對過程介質(zhì)的壓力變化越靈敏，并能最大限度地減少溫度的影響 膜片的彈性與膜片的表面直徑、結(jié)構(gòu)材料、厚度及波紋結(jié)構(gòu)有關(guān)其中最重要的是膜片的直徑，直徑越大的膜片彈性越好。 （2）填充液的膨脹特性及其體積 填充液的膨脹系數(shù)和體積越小，受溫度的影響就越小。 （3）響應(yīng)時間 使用遠傳膜片系統(tǒng)后會增加測量裝置總的響應(yīng)時間．響應(yīng)時間隨溫度、壓力、毛細管長度、內(nèi)直徑、填充液、粘度等因素的不同而變化。 總而言之，選擇遠傳膜片密封系統(tǒng)時應(yīng)該注意選擇直徑較大的膜片蹦提高靈敏度；選擇內(nèi)直徑較大的毛細管以加快響應(yīng)時間；選擇粘度和膨脹系數(shù)最小的填充液以減少溫度的影響。同時要注意，附加了遠傳膜片密封系統(tǒng)的3051型變送器安裝位置必須低于取水El 1 m以上，如圖3所示 對以上因素，如果僅憑經(jīng)驗進行選擇很可能產(chǎn)生較大誤差，這是因為對諸如溫度、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、填充液、毛細管長度、內(nèi)直徑等綜合因素給測量精確度造成影響的定量計算是一件很困難的事情，而這些因素恰倍又是不容忽視的。羅斯蒙特公司專門編制了一套用于選擇遠傳膜片密封系統(tǒng)的工具軟件SOAP2000，依靠這套軟件，在定貨時羅斯蒙特公司就可 根據(jù)現(xiàn)場的具體情況定量地對使用的每一套膜片密封系統(tǒng)進行下方面的選擇 從而保證所選系統(tǒng)處在最佳狀態(tài)：（1）膜片的厚度、直徑、材料及硬度；（2）填充液的體積、質(zhì)量、膨脹系數(shù)：（3）毛細管長度和內(nèi)徑；（4）環(huán)境及過程溫度；（5）工作和靜志壓力；（6）真空工況下的應(yīng)用；（7）變送器位置及性能。 三總結(jié) 為保證運行人員在集控室遠距離監(jiān)視水位的需要，我們在2臺200MW機組分別安裝了凝汽器熱井水位． l、托低壓加熱器和軸封加熱器水位的電接點水位測量裝置 為了滿足原DAS裝置的需要，還在凝汽器熱井處安裝了差壓變送器，測量凝汽器熱井水位。但是除了電接點水位測量裝置尚能準(zhǔn)確指示水位外、差壓變送器測量的凝汽器熱井水位誤差很大 為了解決這些問題，在 l1機組熱控改造中，新海發(fā)電有限公司選了4臺美國羅斯蒙特公司生產(chǎn)的附加1l99型遠傳膜片密封系統(tǒng)的305l型變送器，使用了一年多時間，性能穩(wěn)定可靠， 1、也低壓加熱器和軸封加熱器水位測量值和電接點水位測量裝置顯示值相符，尤其是解決了長期 來差壓變送器不能測量凝汽器熱井水位的難題．其測量的數(shù)值不但和電接點水位計指示相符，而且還保證了凝汽器熱井水位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠運行．減輕了運行的負擔(dān)。應(yīng)用實踐說明，附加遠傳膜片密封系統(tǒng)的305 1型變送器是對工作在真空微壓工況下的設(shè)備進行水位測量的一種很有生命力的裝置，應(yīng)該大力推廣。 遠傳膜片式差壓變送器在200MW機組DCS改造中的應(yīng)用：PDF