一、測(cè)量水位的方法 正常的凝汽器水位是汽輪機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證 長(zhǎng)期阻來(lái)，利用水位測(cè)量筒形成的差壓來(lái)測(cè)量凝汽器熱井水位是一種主要的方祛 這種方法的測(cè)量原理是：測(cè)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(cè)量筒負(fù)壓引水管送至差壓變送器的負(fù)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(cè)量筒的壓差變化值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的4～20mA信號(hào)，該電流信號(hào)即代表了凝汽器水位的變化。這種測(cè)量水位的方法使用范圍非常廣泛，并且在很多場(chǎng)臺(tái)應(yīng)用得比較成功， 比如對(duì)鍋爐汽包水位的測(cè)量。但是對(duì)在真空或微壓工況下的水位進(jìn)行測(cè)量時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)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(huì)因負(fù)壓的虹吸作用而失去正壓水位，導(dǎo)致水位測(cè)量出現(xiàn)很大誤差．影響凝汽器熱井水位的測(cè)量 當(dāng)被測(cè)變量還要參與自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，就會(huì)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(guò)補(bǔ)水閥門為正壓側(cè)補(bǔ)水。顯而易見，差壓式水位測(cè)量筒在真空微壓工況下使用時(shí)是有局限性的。 使用浮筒式測(cè)量筒是測(cè)量水位的叉一種方法。 新海發(fā)電有限公司在2臺(tái)200Mw機(jī)組上使用的B系列氣動(dòng)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(cè)量問(wèn)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(shí)，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(gè)變化通過(guò)一系列復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)后，使氣路調(diào)節(jié)部件輸出相應(yīng)的氣動(dòng)信號(hào)控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，達(dá)到顯示和控制凝汽器熱井水位的目的?？梢钥吹?，浮簡(jiǎn)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(duì)浮筒造成影響，因此、基地式氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表能較好地測(cè)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(dòng)調(diào)節(jié)儀表不能將凝汽器熱井水位遠(yuǎn)傳到控制室，運(yùn)行人員不能及時(shí)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(jī)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(dòng)調(diào)節(jié)儀表的測(cè)量調(diào)節(jié)部件，改裝了電一氣定位控制器，保留動(dòng)作可靠的氣動(dòng)執(zhí)行器，使原氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表變成了電信號(hào)氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表，既準(zhǔn)確控制了水位，又將水位顯示遠(yuǎn)傳到控制室：但是．對(duì)于工作在真空或馓壓工況下的設(shè)備來(lái)說(shuō)．在差壓式水位測(cè)量筒存在局限性，同時(shí)又取消了測(cè)量效果比較理想的浮筒的情況下，到底采用什么設(shè)備來(lái)測(cè)量真空和微壓工況下的水位呢?經(jīng)過(guò)調(diào)研，我們選用了4臺(tái)美國(guó)羅斯蒙特公司生產(chǎn)的附加1199型遠(yuǎn)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(cè)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(diǎn)外，還針對(duì)一些特殊場(chǎng)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(yuǎn)傳膜片密封系統(tǒng) 該系統(tǒng)由變送器、遠(yuǎn)傳膜片密封件、填充液和毛細(xì)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(guò)程介質(zhì)的壓力變化。有彈性的膜片在過(guò)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(guò)毛細(xì)管傳遞到3051變送器的膜片上，傳遞過(guò)來(lái)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(hào)或符合HART協(xié)議要求的數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)正比于過(guò)程介質(zhì)的壓力。顯而易見，遠(yuǎn)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(cè)量問(wèn)題。 應(yīng)用遠(yuǎn)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(duì)過(guò)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(shí)間 使用遠(yuǎn)傳膜片系統(tǒng)后會(huì)增加測(cè)量裝置總的響應(yīng)時(shí)間．響應(yīng)時(shí)間隨溫度、壓力、毛細(xì)管長(zhǎng)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(yuǎn)傳膜片密封系統(tǒng)時(shí)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(xì)管以加快響應(yīng)時(shí)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(shí)要注意，附加了遠(yuǎn)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(duì)以上因素，如果僅憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇很可能產(chǎn)生較大誤差，這是因?yàn)閷?duì)諸如溫度、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、填充液、毛細(xì)管長(zhǎng)度、內(nèi)直徑等綜合因素給測(cè)量精確度造成影響的定量計(jì)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(yuǎn)傳膜片密封系統(tǒng)的工具軟件SOAP2000，依靠這套軟件，在定貨時(shí)羅斯蒙特公司就可 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況定量地對(duì)使用的每一套膜片密封系統(tǒng)進(jìn)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(xì)管長(zhǎng)度和內(nèi)徑；（4）環(huán)境及過(guò)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(yùn)行人員在集控室遠(yuǎn)距離監(jiān)視水位的需要，我們?cè)?臺(tái)200MW機(jī)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(diǎn)水位測(cè)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(cè)量凝汽器熱井水位。但是除了電接點(diǎn)水位測(cè)量裝置尚能準(zhǔn)確指示水位外、差壓變送器測(cè)量的凝汽器熱井水位誤差很大 為了解決這些問(wèn)題，在 l1機(jī)組熱控改造中，新海發(fā)電有限公司選了4臺(tái)美國(guó)羅斯蒙特公司生產(chǎn)的附加1l99型遠(yuǎn)傳膜片密封系統(tǒng)的305l型變送器，使用了一年多時(shí)間，性能穩(wěn)定可靠， 1、也低壓加熱器和軸封加熱器水位測(cè)量值和電接點(diǎn)水位測(cè)量裝置顯示值相符，尤其是解決了長(zhǎng)期 來(lái)差壓變送器不能測(cè)量凝汽器熱井水位的難題．其測(cè)量的數(shù)值不但和電接點(diǎn)水位計(jì)指示相符，而且還保證了凝汽器熱井水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行．減輕了運(yùn)行的負(fù)擔(dān)。應(yīng)用實(shí)踐說(shuō)明，附加遠(yuǎn)傳膜片密封系統(tǒng)的305 1型變送器是對(duì)工作在真空微壓工況下的設(shè)備進(jìn)行水位測(cè)量的一種很有生命力的裝置，應(yīng)該大力推廣。 遠(yuǎn)傳膜片式差壓變送器在200MW機(jī)組DCS改造中的應(yīng)用：PDF