【摘要】:差壓變送器是用于采集熱工信號(hào)的一種重要的測(cè)量元件,測(cè)量時(shí),應(yīng)注意取樣點(diǎn)處的水位不會(huì)受其他設(shè)備的影響。當(dāng)差壓變送器測(cè)量容器液位時(shí),不論變送器的高、低壓側(cè)如何與導(dǎo)壓管的高、低壓側(cè)連接,必須根據(jù)連接情況對(duì)變送器零點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)變送器的安裝位置與容器#低液位不在同一水面上,為了能夠正確指示液位的高度,差壓變送器必須做一些技術(shù)處理,即遷移。遷移分為無(wú)遷移、負(fù)遷移和正遷移。
差壓變送器是用于采集熱工信號(hào)的一種重要的測(cè)量元件,主要用于液位、流量、壓力等信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換。在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)裝置中,差壓變送器的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛,生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題若不能迅速解決,就在一定程度上影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行,甚至危及安全。下面我們重點(diǎn)探討差壓變送器在液位測(cè)量中的運(yùn)用。
1 差壓變送器的工作原理
差壓變送器通常用于測(cè)量密閉容器內(nèi)的液位,利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差來(lái)測(cè)量容器內(nèi)液體的液位(如圖1)。其高壓側(cè)測(cè)量管(位于圖上方)由于蒸汽凝結(jié),始終處于充滿水狀態(tài),保持壓力恒定,而低壓側(cè)測(cè)量管(位于圖下方)與容器組成聯(lián)通器,其壓力隨容器內(nèi)液位的變化成線性變化。設(shè)△P為變送器接收到的差壓信號(hào),P0為容器內(nèi)部壓力,P+為變送器正壓側(cè)壓力,P-為變送器負(fù)壓側(cè)壓力;ρ為容器內(nèi)液體的密度;g為重力加速度;h1為工藝零點(diǎn)到容器上部取壓口的高度;h2為容器工藝液位;h為變送器到工藝液位零點(diǎn)的高度。則有:
P+=P0+ρgh1+ρgh
P-=P0+ρgh2+ρgh
△P=P+-P-=ρgh1-ρgh2
當(dāng)液面由h2=0變化為h2=h1時(shí),差壓變送器所測(cè)得的差壓由#大值變?yōu)?Delta;P=0,通過(guò)設(shè)置變送器,輸出電流由4mA變?yōu)?0m。些技術(shù)處理,即遷移。遷移分為無(wú)遷移、負(fù)遷移和正遷移。
2、差壓變送器的安裝要求
要做到準(zhǔn)確測(cè)量液位,除對(duì)智能差壓變送器進(jìn)行正確選擇和校驗(yàn)外,還必須注意整個(gè)系統(tǒng)的安裝符合要求。變送器的示值有時(shí)并不能反映被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際參數(shù),因?yàn)闇y(cè)量系統(tǒng)本身會(huì)產(chǎn)生誤差。系統(tǒng)安裝要求包括:取壓口的開(kāi)口位置、連接導(dǎo)管的合理鋪設(shè)和變送器的安裝位置等。shou先,取壓口應(yīng)處于流體流動(dòng)平穩(wěn)和無(wú)渦流的區(qū)域,在工藝上應(yīng)能保證測(cè)得所要選取的工藝參數(shù)。比如用差壓變送器測(cè)量鍋爐汽包水位時(shí),汽包實(shí)際水位在汽包軸向和徑向上的分布是不同的,一般在軸向,中間水位高,兩側(cè)水位低;沿徑向,下降管較密的一側(cè)較高。某發(fā)電廠汽輪機(jī)凝汽器液位
變送器由于測(cè)量點(diǎn)取點(diǎn)位置接近凝結(jié)泵入口,在凝結(jié)泵運(yùn)行時(shí)造成取點(diǎn)位置處水面的下陷,從而導(dǎo)致變送器示值明顯偏低,后將測(cè)量筒的位置移至距凝結(jié)泵入口較遠(yuǎn)處,凝汽器水位變送器與就地實(shí)際水位指示一致,保證了凝汽器安全、穩(wěn)定運(yùn)行。其次,測(cè)量液位時(shí),差壓變送器測(cè)量的差壓值相對(duì)較小,一般在幾個(gè)kPa到100kPa之間,因此整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)測(cè)量精que度有很大影響。如圖1所示,在安裝導(dǎo)壓管時(shí),導(dǎo)壓管的水平段應(yīng)有一定的斜度,而且傾斜度盡可能大一點(diǎn),避免在導(dǎo)壓管內(nèi)部積存液體,致使測(cè)量不準(zhǔn),在變送器量程很小的情況下,會(huì)造成變送器輸出的波動(dòng)。此外,變送器投運(yùn)時(shí),應(yīng)盡量排空導(dǎo)壓管液柱內(nèi)的氣泡,這些積存的氣體會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確度。還可以考慮在導(dǎo)壓管的上部拐彎#高處安置排氣裝置。
3 變送器零位的設(shè)置
差壓變送器測(cè)量液位時(shí),零位的設(shè)置是非常重要的環(huán)節(jié)。當(dāng)變送器的高壓(H)側(cè)、低壓(L)側(cè)與就地測(cè)量筒的高壓側(cè)、低壓側(cè)連接一致時(shí),高壓側(cè)導(dǎo)壓管始終處于充滿水狀態(tài),變送器高壓端測(cè)得壓力為P+kPa,變送器的低壓側(cè)與低壓側(cè)導(dǎo)壓管相連,測(cè)得壓力為P-kPa,則變送器測(cè)得實(shí)際差壓為(P+-P-)kPa。容器液位#低時(shí),差壓值#大,對(duì)應(yīng)于變送器內(nèi)部設(shè)置LRV,也就是變送器的零位,此時(shí)變送器輸出電流4mA,容器液位#高時(shí),差壓值為0,對(duì)應(yīng)于變送器內(nèi)部設(shè)置URV,也就是變送器的滿度,此時(shí)變送器輸出電流20mA。當(dāng)變送器的高壓(H)側(cè)、低壓(L)側(cè)與就地測(cè)量筒的高壓側(cè)、低壓側(cè)連接相反時(shí),需要對(duì)變
送器內(nèi)部設(shè)置進(jìn)行修改:即將變送器的LRV設(shè)置為(P--P+)kPa(這個(gè)差值為負(fù)數(shù)),也就是說(shuō),無(wú)論變送器與導(dǎo)壓管怎樣連接,變送器的滿度對(duì)應(yīng)于測(cè)量容器的滿水位,差壓始終為0,即變送器的滿度URV為0kPa,輸出電流20mA。當(dāng)變送器的高壓側(cè)與導(dǎo)壓管高壓側(cè)相連時(shí),變送器零位LRV設(shè)置為#大差壓值,當(dāng)變送器的高壓側(cè)與導(dǎo)壓管低壓側(cè)相連時(shí),變送器零位LRV設(shè)置為#大差壓值的負(fù)數(shù)。
4 變送器零位的遷移
差壓變送器測(cè)量液位時(shí),如果差壓變送器的正、負(fù)壓室與容器的取壓點(diǎn)處在同一水平面上,就不需要遷移。而在實(shí)際應(yīng)用中,出于對(duì)設(shè)備安裝位置和便于維護(hù)等方面的考慮,變送器不一定都能與取壓點(diǎn)在同一水平面上;又如被測(cè)介質(zhì)是強(qiáng)腐蝕性或重粘度的液體,不能直接把介質(zhì)引入變送器,必須安裝隔離液罐,用隔離液來(lái)傳遞壓力信號(hào),以防變送器被腐蝕。這時(shí)就要考慮介質(zhì)和隔離液的液柱對(duì)變送器測(cè)量值的影響。當(dāng)變送器的安裝位置往往與#低液位不在同一水平面上,為了能夠正確指示液位的高度,差壓變送器必須做一些技術(shù)處理,即遷移。遷移分為無(wú)遷移、負(fù)遷移和正遷移。所謂變送器的“ 遷移” , 是將變送器在量程不變的情況下, 將測(cè)量范圍移動(dòng)。通常將測(cè)量起點(diǎn)移到參考點(diǎn)“0”以下的,稱為負(fù)遷移;
將測(cè)量起點(diǎn)移到參考點(diǎn)“ 0 ” 以上的, 稱為正遷移。以一臺(tái)3 0 k P a 量程的差壓變送器為例,無(wú)遷移量時(shí)測(cè)量范圍為0 ~ 3 0 k P a , 正遷移1 0 0 %時(shí)測(cè)量范圍為3 0 ~ 6 0 k P a , 負(fù)遷移1 0 0 % 時(shí)測(cè)量范圍為- 3 0 ~ 0 k P a , 負(fù)遷移5 0 % 時(shí)測(cè)量范圍為-15~+15kPa。實(shí)際操作時(shí)先確定差壓變送器的量程,校準(zhǔn)后使用遷移螺釘將測(cè)量起始點(diǎn)或滿程輸出調(diào)整到相應(yīng)位置或用手操器將遷移量直接輸入。例如:需測(cè)量-30~0kPa的差壓,則量程為30kPa,校驗(yàn)變送器時(shí),負(fù)壓室加壓30kPa,調(diào)整差壓變送器零點(diǎn)旋鈕,使其輸出為4mA;之后,負(fù)壓室不加壓,調(diào)整差壓變送器量程旋鈕,直至輸出為20mA,如果用手操器的話,將變送器的LRV設(shè)置為-30kPa,URV設(shè)置為0kPa。差壓變送器的測(cè)量范圍等于量程和遷移量之和,即測(cè)量范圍=量程范圍+遷移量。所以,正、負(fù)遷移的實(shí)質(zhì)是改變差壓變送器量程的上、下限值,而量程的大小不變。根據(jù)差壓變送器測(cè)量液位正、負(fù)遷移的原理,在實(shí)際應(yīng)用中,就可以根據(jù)儀表的使用條件、生產(chǎn)裝置的工藝情況和周?chē)h(huán)境等,對(duì)液位的測(cè)量方法進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。
5 結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)在常用的變送器主要有H O L L Y W E L L 和ROSEMOUNT公司生產(chǎn)的電容式變送器,其測(cè)量精度高、調(diào)試簡(jiǎn)單,變送器本身出現(xiàn)故障的可能極小,當(dāng)工作一個(gè)時(shí)期后,如果出現(xiàn)指示偏差較大,甚至不能正常指示的問(wèn)題,原因主要有高、低壓側(cè)導(dǎo)壓管或三閥組堵塞或泄漏,遷移量改變,零位漂移,隔離液流失等,或者變送器在負(fù)壓環(huán)境中工作,變送器測(cè)量回路密封不好,外界氣體進(jìn)入測(cè)量管路。當(dāng)差壓變送器輸出顯示值出現(xiàn)偏大或偏小時(shí),可將導(dǎo)壓管從三閥組件處斷開(kāi),讓負(fù)壓側(cè)通大氣,用手壓泵將差壓信號(hào)送至變送器的正壓側(cè),觀察變送器的輸出是否正確,即輸出電流在4~20mA,誤差不超過(guò)0.8mA,如果變送器輸出正確,則可判斷是導(dǎo)壓管路出現(xiàn)了堵塞或是泄漏。
相關(guān)產(chǎn)品tuijian:微差壓變送器、投入式液位計(jì)、