平衡容器水位測量原理

1、平衡容器式差壓液位計平衡容器式差壓液位計 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月份技術交流2 1、平衡容器式差壓液位計的組成 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、零點調整和零點遷移 6、溫電平衡容器式差壓液位計的使用 主要內容主要內容 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術交流3 1、平衡容器式差壓液位計的組成、平衡容器式差壓液位計的組成 平衡容器式差壓液位計主要是由平衡容器（又稱為水位 差壓轉換裝置）、壓力信號導管和差壓計（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/差壓突變時導致引壓管內的液柱隨之波動，減小其測量水 位時的誤差。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術交流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 容器本身沒有自我補償能力。雙室平衡容器是一種結構巧 妙，具有一定自我補償能力的水位測量裝置。在基準杯的 上方有一個圓環(huán)形漏斗結構將整個雙室平衡容器分隔成上 下兩個部

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月份技術交流7 3.工作原理 通過測量平衡器中的靜壓力與容器中實際水位的靜壓力 （隨水位升降而變化）的差壓值，再通過差壓變送器將差 壓值轉變成電流信號傳輸到DCS進行水位監(jiān)視。 （1）正壓管是從平衡容器中引出，負壓管是從密閉容器 水側連通管中引出。 （2）對于單室平衡容器，其水面高度L是一定的，當水面 要增高時，水便通過汽側連通管溢流入密閉容器；要降低 時，由蒸汽冷凝水來補充。因此當平衡容器中的水密度一 定時，正壓管壓力

4、為定值，負壓管與密閉容器連通的，輸 出壓力的變化反映了容器內水位的變化。對于雙室平衡容 器，其水面高度L也是一定的，當水面增高時，其水是通 過基準杯溢流至溢流室；當降低時，基準杯內的水由凝汽 室內蒸汽冷凝補充。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術交流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月份技術交流9 結論： （1）平衡容器的結構一定、密閉容器內壓力一定及 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 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月份技術交流10 3、一般單、雙室平衡容器的存在的問題、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，凝汽室內凝結水溫度由上至 下逐步降低，且溫度分布不易確定，因此1很難確定。而 且當平衡容器的環(huán)境溫度降低時，1會增大，使輸出差壓 增大，引起水位計指示下降，出現負誤差。 （2）密閉容器內壓力變化時，會引起1、發(fā)生變化， 引起誤差。 （3）差壓式液位計中，雙室平衡容器機械的部分補償了壓力 對水位測量的影響，在零水位及額定工況下較準確，當偏 離零水位或額定壓力時，往往出現過補償和欠補償。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

6、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。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術交流11 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)的正常運行及正確性。 對于高低加、除氧器等水位測量系統(tǒng)，根據環(huán)境情況，采 取正確的保溫、伴熱及防凍措施。 （2）改進平衡容器的結構，以得到僅與水位有關的差壓值。 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、內置式平衡容器等。 （3）對單室平衡容器的

7、輸出信號引入壓力和溫度校正，即采 用自動補償運算裝置。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術交流12 4、差壓式液位測量系統(tǒng)、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)能把水位信號實時轉化為 420mA直流電流信號，以便于實現水位的自動控制和保 護。差壓式水位測量系統(tǒng)與具有逐步取代液位開關而承擔 保護功能的趨勢。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。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份

8、技術交流13 1-1-平衡容器；平衡容器；2-2-取源閥門；取源閥門；3-3-負壓閥；負壓閥；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月份技術交流14 2.液位變送器的輸出 （1）對于一般的差壓液位變送器，其正壓側接液相，負壓 側接汽相，其正壓側壓力是變化的，負壓側壓力變化很小。 當變送器輸出為4mADC時，測的是容器的液位為最低液 位；而當其輸出為20mADC信號時，測的是容器的液位為 最高液位。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術交流15 （

9、2）對于平衡容器差壓式液位計，其變送器的正負壓 側接的都是液相，但是其負壓側的壓力是變化的，正 壓側壓力是基本恒定的。當變送器輸出為4mADC時， 測的是容器的最高液位；而當其輸出為20mADC信號 時，測的是容器的最低液位。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術交流16 5、零點調整和零點遷移零點調整和零點遷移 1.零點調整 零點調整是指在變送器輸入信號為零，而輸出值不為零 或者不為下限值時的調整。零點調整使變送器的輸出起始點 調整為零或下限點，零點調整的調整量相對比較小。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術交流17 2.零點遷移 零點遷移是指在變送器的輸入不為零時

10、，輸出值調至零 或者調整至下限值時的調整。正遷移是指其輸入由零變?yōu)槟?一正值，負遷移指其輸入由零變?yōu)槟骋回撝?。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010kPa，對應輸出為420mA，現由于各 種原因，需要將其范圍調到111kPa，這時就需要進行正遷移， 使其輸入零點由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月份技術交流18 3.量程調整 量程調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。量程調整相當于改變變送器的輸出特 性曲線的斜率，可以提高測量的準確度。 2021

11、-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公司8月份技術交流19 6、溫電、溫電#4爐爐平衡容器式差壓液位計的使用平衡容器式差壓液位計的使用 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， 左右兩側各有兩個平衡容器。其中右側兩個差壓變送器測出 有兩個汽包水位信號，而左側測出一個汽包水位信號。最終 的汽包水位信號是由三個水位信號經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月份技術交流20 （2）汽包水位一般采用單平衡容器的原因 現在單室平衡容器用的比較多，它把壓力與密度的關系、 溫度與密度的關系等計算公式保存補償電路里的ROM里面，溫 度和汽包壓力變化后

12、，由壓力變送器、溫度變送器把信號傳 輸到補償電路，自動計算汽包水位變化。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)下才能測得比較準確。在負荷出現變化，汽包壓 力改變的時候，盡管有壓力補償（壓力變化的時候，溫度也 會隨著變化），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量使用 的是雙室平衡容器，每個加熱器都有兩個差壓變送器測出兩 個加熱器水位信號，這兩個信號都送入相應的水位高低保護 邏輯，其中一個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，而 低壓加熱器使用的是導波雷達液位計。 2021-6-20寧夏棗泉發(fā)電有限公