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双法兰液位变送器在锅炉气泡液位测量中的应用以及改善方法

文章来源:吉创科技 作者:唐工发布时间:2021-01-20浏览次数:0
双法兰液位变送器是可以用在很多场景里面的,**我们要跟大家介绍一个相对特殊一些的场景,属于锅炉液位,但是这并不是普通静止的液位,而是要测量锅炉内部气泡的液位。因为

  双法兰液位变送器是可以用在很多场景里面的,**我们要跟大家介绍一个相对特殊一些的场景,属于锅炉液位,但是这并不是普通静止的液位,而是要测量锅炉内部气泡的液位。因为在维护锅炉的过程中,其汽包液位值是一个重要的参数,下面就跟吉创科技一起来看看双法兰液位变送器在锅炉行业里面的应用吧:

 

双法兰远传液位变送器

  1.测量方法很多种


  双平衡容器加差压变送器测量法,还有磁翻板液位计、电感浮球液位计、电接点液位计、电极式液位计、浮球液位控制报警仪等。我们这里使用的是双法兰液位变送器直接测量气泡液位法,其实也可以直接理解为差压法。

 

    双法兰液位变送器

         2.有安全隐患


  在采取差压测量时,双平衡容器在其中充当着不可或缺的重要角色,但是由于一些用户对于双室平衡容器及其测量补偿等方面缺少全面的必要的了解,致使应用中时有故障发生,甚至形成安全隐患。

        3.为什么会有安全隐患以及举例


  由于双平衡容器与差压变送器之间用导压管连接,仪表人员要经常检查有无渗漏现象,尤其到冬季,还要重点做好保温伴热工作,一旦维护不到位、不及时,就会造成液位测量不准或联锁停机故障。例如:胜利油田发电厂一期工程,该工程投入运行早期,其汽包水位测量系统的误差竟达70mm~90mm,造成了汽包满水停机事故;某个天然气制氢废热锅炉汽包液位,因仪表伴热系统发生意外,导致液位计被冻,造成了装置联锁停车。迄今为止,据不完全了解,目前仍有个别用户存在一些类似的问题或者其它问题。汽包液位是涉及机组安全和运行的重要参数和指标。因此,不允许发生任何的人为错误。

    

    4.为消除隐患而进行的改造步骤


  4.1改造初期

  在众多的液位计选择中,几乎没有发现双法兰液位变送器的影子,既然这种液位计有那么多的优点,为什么却没得到应用呢?为此,作者便有了尝试用双法兰液位变送器去测量锅炉汽包液位的构想。在对汽包上的两个液位计接口进行改造后,安装了一台双法兰液位变送器,调校组态后,仪表投入运行,指示值和现场液位计完全一致。但是,随着锅炉汽包内水温的逐渐升高,发现双法兰液位计的指示值与现场液位计开始出现偏离,数值逐渐偏低。

  经过分析,我意识到这是因为水的密度变化所带来的误差。由于水的密度受压力的影响较小,而受温度的影响较大,尤其在高于100℃后,随着温度的升高,水的密度减小的很快。例如,温度为100℃、压力为0.1Mpa时,水的密度为958.1kg/m3;在温度保持不变,压力增到3.5Mpa时,水的密度为959.7kg/m3,变化量仅为1.6kg/m3,约0.17%;但当压力保持3.5Mpa不变,水的温度从100℃升到240℃时,密度就会从959.7kg/m3下降到813.7kg/m3,变化幅度约15%。可见,随着汽包温度的升高,汽包内水的密度会明显变小,同样的液位测量结果就会偏低,误差甚至超过20%。因差压式液位计是建立在介质密度不变的前提下来测量的,如密度发生变化,就不能测量出实际的汽包水位,从而造成假水位现象。

  4.2加入温度补偿

  为解决这个问题,必须引入密度补偿,以测出精确的汽包水位。以下是根据饱和水的密度表[2],绘制出的表压为3.5Mpa下水的密度与温度的变化关系图如图2所示。Fig.2Relationshipbetweendensityandtemperatureofwaterunder3.5Mpapressure依照图2所示,就可以设计一套密度补偿方案:在DCS上编制相应的补偿程序,通过一个受温度控制的信号放大器,将变送器来的电流信号经温度补偿后传送到DCS画面[3],如图3所示。经模拟试验,随着温度的变化,汽包液位在DCS显示的数值会自动得到修定,显示数值真实、可靠。

  4.3发现蒸汽对仪表的干扰影响

  加入密度补偿后,系统成功消除了密度变化造成的影响,仪表也应该可以正常运行了。但实际运行不久就发现,液位的显示值逐渐变得不稳定,波动较大。在排除了DCS软硬件及线路原因后,认为是双法兰液位变送器出现了问题。重新对变送器进行检查、校验、标定零点、查看组态,但一切都很正常,没发现问题。再次投表运行,故障没有消除,依旧存在着上述现象。

  到底什么原因呢?经过认真分析后确定,根本问题不在仪表本身,而是出在测量过程的某个环节上,大致认为可能与以下几个因素有关:一是高温对密封隔膜内填充液的影响;二是汽包内蒸汽流量波动引起的“虚假水位”三是在负压侧膜盒表面处存在着气液两相,并不断相互转变,对负压侧膜盒造成了干扰。不管哪个因素是主要原因,它们都直接干扰了变送器的负压侧膜盒,从而终导致了变送器测量信号的不稳定。

  4.4彻底消除干扰

  如果在负压侧加装一个隔离罐,并确保隔离罐内始终有水,让水起到缓冲隔离的作用,上述现象就应该可以消除。按照这个思路,我再次进行了改造。

 

    总之,当我们在一个实际的工程里面的时候,情况都是千变**化的,并且也可能并不是单独一种仪表就能解决问题,双法兰液位变送器在锅炉气泡液位测量中的应用以及改善方法就是一个很好的例子,这就正是为什么我们要从基本液位变送器原理出发,去熟练掌握液位变送器以及相关的系统知识的原因了。