壓力變送器在水位測量中的應(yīng)用

摘要:針對(duì)聯(lián)孚電廠應(yīng)用壓力變送器對(duì)大型敞口容器磁翻板液位計(jì)的改造原理進(jìn)行了比較深入的分析,并對(duì)壓力變送器在液位測量領(lǐng)域的擴(kuò)展應(yīng)用做了闡述。
1前言
　　聯(lián)孚電廠300MW機(jī)組配套水處理系統(tǒng)1500噸除鹽水箱水位測量系統(tǒng)原設(shè)計(jì)為磁翻板式液位計(jì)，在運(yùn)行中存在如下問題:
(1)其內(nèi)部浮子由于測量筒過長，垂直方向彎曲變形量較大，易卡澀;
(2)雙色磁柱經(jīng)常出現(xiàn)斷檔，因高度問題,維護(hù)極其不便;
(3)遠(yuǎn)傳信號(hào)傳感器:干簧管,自投產(chǎn)之日起就經(jīng)常出現(xiàn)故障，造成液位遠(yuǎn)傳信號(hào)長期無法正常顯示，原因多為裝置自身設(shè)計(jì)原因;
　　以上問題長期困擾除鹽水箱水位的正常監(jiān)視，給運(yùn)行人員帶來極大不便。在經(jīng)過熱工技術(shù)人員的分析論證后,應(yīng)用壓力變送器工作原理，大膽的應(yīng)用壓力變送器對(duì)其進(jìn)行了改造，在投資很小的情況下取得了很好的測量效果，經(jīng)過實(shí)際測量校對(duì)，偏差不到10mm，效果非常好，為后來同類設(shè)備的改造做了大膽的嘗試，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。.
2應(yīng)用壓力變送器測量水位的原理
　　壓力變送器在以往多用作密閉壓力容器的壓力測量,而對(duì)于敞口容器來講,根據(jù)連通器原理,連通管內(nèi)同-.水平面處的壓力是相等的。如下圖所示:
 
　　對(duì)于應(yīng)用于水位測量的壓力變送器來講,這個(gè)等壓力點(diǎn)就應(yīng)當(dāng)取在容.器的底部,這樣以來它測量的壓力就等于該點(diǎn)水平面以上水柱所產(chǎn)生的壓力了。通過壓力測量公式可看出:.
壓力測量公式:P=ρgH-----(1)
　　在對(duì)其進(jìn)行變換后就成了液位的計(jì)算公式:
H------液柱高度m;
P-----液柱底部壓力Pa;
ρ-----液體密度Kg/m³;
　　對(duì)于公式中的ρ-----密度，會(huì)由于環(huán)境溫度、以及水自身溫度的變化而發(fā)生變化，但是對(duì)于電站鍋爐除鹽水來講，由于除鹽水置換量較大，其溫度在10℃(冬天)-----17℃(夏天)之間，密度變化很小，近似恒定，所以對(duì)壓力的影響并不大，可以忽略不計(jì)。對(duì)于例如除鹽水罐此類的大型容器，根據(jù)變送器標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出為4--20mA的特點(diǎn)，我們可以設(shè)計(jì)應(yīng)用160Kpa量程的壓力或差壓變送器(應(yīng)用差壓變送器時(shí)，需一端對(duì)大氣)，來對(duì)應(yīng)0--16米的標(biāo)高和16mA的輸出電流信號(hào)間隔，即1mA輸出對(duì)應(yīng)1m水位。如此以來，測量設(shè)置更加簡單。而對(duì)于溫度較高的敞口容器內(nèi)的水來講，由于溫度所造成的偏差超出測量要求時(shí)，我們通過對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算后，也依然能夠利用這個(gè)公式來應(yīng)用壓力變送器對(duì)位進(jìn)行比較正確的測量。下面是某敞口容器內(nèi)水溫為80℃時(shí)水位測量系統(tǒng)的補(bǔ)償運(yùn)算(假設(shè)測量簡內(nèi)水溫為20℃):.
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，80°C水的密度為:ρi
20℃水的密度為:ρ1g
實(shí)際水位為H1=P/ρ2g
測量水位為H2=P/ρ2g
顯然H2<H1H1/H2=ρ2/ρ1=k則實(shí)際水位H1=k．H2
　　在壓力P不變的情況下，其輸出電流也保持不變，則CRT顯示量也保.持不變?yōu)镠2，此時(shí)為了補(bǔ)償由于溫度差異對(duì)水位的影響，可以對(duì)原水位量程進(jìn)行如下修正:
原量程為:H;
修正后量程為:H=k．H。
則測量顯示值為h=k．H2=H1即為實(shí)際水位。
　　當(dāng)然，如此計(jì)算仍屬近似簡單計(jì)算，但是從運(yùn)行監(jiān)視的要求來講，已經(jīng)完全能夠滿足運(yùn)行需要了。
　　基于上述原理對(duì)該水位測量系統(tǒng)進(jìn)行改造后，經(jīng)過觀察記錄,發(fā)現(xiàn)偏差不超過10mm，效果非常好。同時(shí)，應(yīng)用壓力變送器測量，可靠性大大提高，檢修維護(hù)量也大幅度減少，降低了許多維護(hù)費(fèi)用。
3壓力變送器在液位測量領(lǐng)域的擴(kuò)展應(yīng)用
　　應(yīng)用壓力變送器來測量液位有其獨(dú)到之處，對(duì)于由于溫度變化而造成的液位偏差，我們可以根據(jù)密度與溫度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過對(duì)溫度的補(bǔ)償運(yùn)算來間接的換算出密度，進(jìn)而算出液柱的高度，而這些在控制軟件中不難實(shí)現(xiàn)，特別是一些智能變送器本身自帶溫度補(bǔ)償功能。如此以來，可以使壓力變送器的應(yīng)用擴(kuò)展到油位,藥液等敞口容器液位的測量。
在安裝形式.上對(duì)壓力變送器的傳感器和轉(zhuǎn)換器分離布置后，還可以應(yīng)用于深井，污水池等容器的水位測量，應(yīng)用前景良好。