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    差壓液位變送器在蒸汽冷凝罐中的應用
    信息來源: 差壓液位變送器 | 2022-03-02 點擊量: 133

       摘要:介紹了某核電站蒸汽冷凝水平衡罐液位測量儀表系統的組成和工作原理,差壓式液位變送器安裝的注意事項和遷移計算方法,并結合某核電站安裝調試中的具體問題,對差壓式液位變送器的安裝調試進行了分析和改進。實際運行中,差壓式液位變送器測量穩定,調試維護方便。

      0簡介
      蒸發裝置和冷卻裝置是核電站硼回收系統和廢液收集處理系統的重要組成部分。蒸汽冷凝水平衡罐用于收集蒸汽冷凝水,并通過其液位控制保持冷卻器充滿冷卻液體。蒸汽冷凝水箱的液位控制對核電廠輔助工藝系統的正常穩定運行起著重要作用。由于核電站硼回收系統和廢液收集處理系統產生的氣體和液體具有放射性,蒸汽冷凝罐放置在禁止人員靠近或不易靠近的區域,這就要求儀表的安裝位置,測量儀表應安裝在放射性低、維修方便的區域。差壓式液位變送器因其性能穩定、精度高、可分離安裝等優點,在核電站液位測量中得到廣泛應用。本文以某核電站蒸汽凝結水平衡罐液位測量為例,詳細闡述了蒸汽凝結水平衡罐差壓液位變送器的設計和應用,并對某核電站實際安裝調試中存在的問題進行了分析和改進。
      1蒸汽冷凝水平衡罐液位測量系統
      1.1差壓液位變送器的測量原理
      差壓變送器主要由差壓傳感器和變送器組成。
      傳感器的差壓測量原理是:來自傳感器兩側壓力導向槽的壓力作用在傳感器兩側的隔離膜片上,并通過膜片中的密封液傳遞給測量元件。測量元件將測得的壓差轉換成相應的電信號(4 ~ 20 mA信號)輸出。差壓變送器:的工作原理是根據液體壓力計算公式(P=)通過特定的系統布置,將被測容器的液位測量轉換為差壓測量,再通過相應的公式計算,計算出被測容器的實時液位值。差壓變送器主要有兩種應用:常壓容器的液位測量和壓力容器的液位測量。
      1.2蒸汽冷凝水平衡罐液位測量系統
      凝結水平衡罐液位測量系統采用差壓液位測量原理,其系統設置如圖1流程圖所示。液位測量系統主要由儲罐013BA(壓力容器)、平衡容器、平衡容器供水管道及連接管、儀表根閥、差壓變送器405MN和壓力引線管道組成。液位測量裝置專門配有平衡容器,以避免差壓變送器氣體測量端蒸汽冷凝造成的誤差和高溫蒸汽對測量儀表的損壞。工作過程和原理如下:平衡罐安裝在被測容器的上方,平衡罐的中部通過管道與冷凝罐上部的進氣/進液管道相連。系統調試運行前,首先通過平衡罐頂部供水管道向平衡容器補水。當平衡罐內的液體超過連接管接口時,多余的液體自動流入廢液儲罐,停止補水,保持平衡罐上部氣壓與廢液儲罐013BA上部氣壓一致。差壓變送器一端接廢液儲罐底部壓力接口(405VML閥),另一端接平衡罐底部壓力接口(405VML閥)。根據差壓液位測量原理,將差壓變送器405MN實測的差壓值通過公式換算后,即可得到廢液儲罐013BA的實時液位。
      2差壓式液位變送器的安裝和調試方法
      2.1安裝液位測量儀表
      差壓變送器的正確標準安裝以及安裝方法相應量程、上限、下限的計算和設定,決定了容器液位測量的正確性。在蒸汽冷凝水平衡罐:的液位測量中使用差壓式液位變送器時,應注意以下事項。
      (1)傳感器(差壓變送器)的安裝高度應低于0%容器液位;(2)平衡罐的安裝高度應高于容器上部的源入口,容器與平衡罐之間的管道坡度應至少保持2%,以保證平衡罐內補充或冷凝的多余液體回流到容器內,維持傳感器平衡罐測得的壓力恒定;(3)集裝箱上部的源端口應高于集裝箱水平的100%;(4)從儀表根部閥到傳感器的壓力導管應保持至少2%的向下坡度,這樣壓力導管罐中就不會聚集氣體;(5)傳感器應安裝在輻射劑量低的區域(黃色區域、綠色區域或白色區域),便于現場維護。
      2.2液位測量儀表的偏移計算
      在蒸汽冷凝罐液位測量儀的調試過程中,通過偏移計算將差壓變送器的測量值轉換為實際液位值是調試的主要任務。以冷凝罐中的液位測量儀表為例,下面介紹儀表的偏移計算方法(見圖2)。傳感器高壓側壓力高,低壓側壓力低。1是被測容器的介質密度,2是平衡罐中的介質濃度,L1是被測容器的液位值,L2是平衡罐液位到被測容器0液位的距離。p是傳感器在正常水位以下產生的固定壓力值和容器內部的壓力值之和。
      容器0%液位時的HP和LP計算如下:
      容器100%液位時的HP和LP計算如下:
      傳感器值之間的對應關系如表1所示。
      由于傳感器的輸出mA值隨差壓的顯示值呈線性變化,根據上式可以得到傳感器 P值對應的實際液位值。3現場安裝調試問題的分析和處理某核電站蒸汽冷凝水平衡罐液位測量儀表在調試過程中量程移位不到位,無法滿足測量要求。
      3.1問題分析
      根據相關圖紙和現場測繪,冷凝罐和平衡容器中的液體為水,1和2的密度為998。35Kg/m  3,容器液位的測量范圍為0500mm,L2為1。1m,現場到達儀的大量程為6kPa。液位測量流程圖見圖1,偏移計算見圖2。
      根據第二章,正常水位為0時,差壓變送器兩端壓差的*值達到*值。根據實測數據,*大壓差約為11kPa,超出了現有儀器的測量范圍。通過分析,造成這種情況的原因是:儀控專業根據過程輸入條件選擇儀表。儀控專業接到系統專業輸入條件,需要測量013BA的液位,測量范圍為0 ~ 500 mm,設計人員不清楚差壓液位測量儀表的安裝方法和測量原理。他沒有考慮儀表量程的選擇與儀表平衡罐的位置有關,只是根據工藝輸入條件進行設計,使得儀表不適合現場。這就要求設計人員在設計前掌握液位測量儀表的測量原理和安裝方法,避免現場出現問題。
      3.2問題處理
      通過以上分析,我們知道問題是目前選用的差壓變送器量程小造成的,過程中的*大壓差與平衡罐的高度有關(即偏移計算書中的L2長度),L2長度越小,對應的*大壓差越小。那么,這個問題:有兩個解決方案。
      (1)更換儀表量程,選擇*大于11kPa的大量程儀表;(2)將平衡罐的高度降低500mm左右,使現有儀器能夠滿足現場測量的要求。
      方案一主要涉及采購周期,從儀器采購到儀器到貨*不到三個月,而核電站建設周期和時間節點控制嚴格,反饋問題到下一個重要節點只需要一個多月,為時已晚,暫不考慮該方案。
      方案2需要考慮降低平衡罐高度的可能性?;谄胶夤迌纫后w回流至013BA的原理,平衡罐至013BA上部出口管線的管線應稍微水平敷設,因此當平衡罐下降時,連接管線也應同時下降。根據設備圖紙,013BA底部出口到設備頂部出口的距離約為550mm,方案可行。雖然現場管道和保溫層已經安裝,但改變平衡罐的高度將涉及SED供水管道、平衡罐連接管道和拆除保溫層等。工作量很大,但為了滿足加載時間節點,*最終采用了這個方案。4結束語差壓式液位變送器已廣泛應用于核電站蒸汽冷凝水平衡罐的液位測量。在各電站的運行反饋中,這種液位測量方法運行穩定,測量精度高,易于維護,經濟性高。但在安裝調試過程中,仍存在各種問題,這就要求核電站的設計人員、安裝人員和調試人員對液位測量變送器的測量原理、安裝要求和遷移計算方法有一個清晰的認識,以保證凝結水平衡罐液位的正確、準確測量。
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