目前漢川電廠300MW機(jī)組主要的水位測(cè)量裝置有就地云母水位計(jì)、就地磁性翻板水位計(jì)、電接點(diǎn)水位計(jì)、浮筒式液位開(kāi)關(guān)。以1151變送器為核心的差壓式水位測(cè)量裝置等。就其性質(zhì)而言，云母水位計(jì)、磁性翻板水位計(jì)屬于就地顯示儀表，具有"眼見(jiàn)為實(shí)"的特點(diǎn); 電接點(diǎn)水位計(jì)屬于遠(yuǎn)方顯示儀表; 浮筒式液位開(kāi)關(guān)用于遠(yuǎn)方聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)量控制;1151差壓式水位測(cè)量裝置用于遠(yuǎn)方模擬量顯示和自動(dòng)控制。就其測(cè)量精度而言，1151差壓式水位測(cè)量裝置較前幾種測(cè)量裝置精確得多，漢川電廠目前使用的1151變送器的精度為0.25級(jí)，在測(cè)量1000mm水位時(shí)的誤差只有2.5mm。 1151差壓式水位測(cè)量裝置的一個(gè)突出優(yōu)勢(shì)，是將水位實(shí)時(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)化為4～20mA模擬信號(hào)向遠(yuǎn)方傳輸，信號(hào)處理方便。特別是隨著DCS系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，1151差壓式水位測(cè)量裝置與DCS系統(tǒng)高效結(jié)合，使得該裝置己不僅僅用于顯示和模擬量自動(dòng)控制，而且具有逐步取代浮筒式液位開(kāi)關(guān)而承擔(dān)保護(hù)功能的趨勢(shì)。漢川電廠4臺(tái)300MW機(jī)組的汽包水位高低MFT保護(hù)信號(hào)。除氧器水位高低信號(hào)和高加水位高低信號(hào)就均來(lái)自1151差壓式水位測(cè)量裝置。因此，對(duì)1151壓式水位測(cè)量裝置遞行更深入的研究，對(duì)大型火電廠的安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 　　 一、1151差壓式水位測(cè)量裝置的工作原理 1. 1151差壓式水位測(cè)量裝置的組成 以漢川電廠鍋爐汽包水位測(cè)量為例，其1151差壓式測(cè)量裝置組成簡(jiǎn)圖如圖1。 從圖1可看出，1151差壓式水位測(cè)量裝置主要由連通管、平衡容器。引壓管、1151變送器組成。在對(duì)不同的對(duì)象進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其結(jié)構(gòu)略有不同。 2. 1151 差壓式水位測(cè)量裝置工作原理 以圖1鍋爐汽包水位測(cè)量裝置為例，汽包內(nèi)的飽和蒸汽在凝結(jié)球（平衡容器，內(nèi)不斷散熱凝結(jié)，平衡容器內(nèi)的液面總是保持恒定，所以正壓管內(nèi)的水柱高度是恒定的，負(fù)壓管的水柱高度則隨著水位H而變化。因此由正負(fù)壓引入口得到的差壓信號(hào)為: 式中 H——容器水位； ρ1——平衡容器中水的密度； ρ｀——汽包壓力下飽和水的密度； ρ＂——汽包壓力下飽和汽的密度； 由此式可知，當(dāng)平衡容器的安裝結(jié)構(gòu)一定（即L確定）、汽包壓力一定（p｀、p"確定）及ρ1一定的條件下，正負(fù)壓管的差壓輸出△p與汽包水位H呈反向線(xiàn)性關(guān)系，即水位越低，差壓越大。 正負(fù)壓管的壓力信號(hào)通過(guò)擠壓1151 變送器中電容膜室的膜片，改變膜片間的距離，引起正負(fù)膜室電容的變化，即有下列線(xiàn)性關(guān)系:（C1-C2）/（C1+C2）=K△P 式中C1、C2——正、負(fù)膜室電容；K——比例系數(shù)。 1151變送器中的測(cè)量電路將差動(dòng)電容量的變化轉(zhuǎn)換成4～20mA DC電流信號(hào),經(jīng)控制電纜送至集控室。此時(shí)，1151變送器輸出的4～20mA DC電流信號(hào)與汽包水位H呈反向線(xiàn)性關(guān)系，即水位越低，差壓越大，4～20mA DC電流信號(hào)也越大。 上述信號(hào)流程為: 水位高度信號(hào)H→正負(fù)壓管的差壓輸出信號(hào)△P→l151差動(dòng)電容信號(hào)→4～20mA DC信號(hào)→DCS系統(tǒng)。 需要說(shuō)明的是，在1151變送器進(jìn)行檢修后，為保證平衡容器液面的恒定，在機(jī)組運(yùn)行初期，對(duì)于除氧器水位、高加水位和凝汽器水位，均需通過(guò)手動(dòng)灌水門(mén)向平衡容器灌水，水位信號(hào)才能得到正確測(cè)量;對(duì)于汽包水位變送器，只有當(dāng)機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后平衡容器中充滿(mǎn)凝結(jié)水時(shí)，變送器信號(hào)才恢復(fù)正常。 二、1151差壓式7k位測(cè)量裝置的現(xiàn)場(chǎng)安裝 1151差壓式水位測(cè)量裝置的安裝涉及到取樣管、平衡容器、連通管、截止門(mén)、變送器的選型、材質(zhì)、安裝尺寸等諸多方面。對(duì)于不同的測(cè)量對(duì)象和要求，安裝方法各不相同，完全可以按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。現(xiàn)僅從正負(fù)取壓管和1151變送器的連接方式進(jìn)行分析。 1. 1151變送器的連接方式 一般情況下，門(mén)筑變送器上標(biāo)有H（高）和L（低）字樣，前者表示高壓側(cè)，后者表示低壓側(cè)。三閥組與變送器連接后，人面對(duì)三閥組"若變送器左側(cè)為H（高）、右側(cè)為L(zhǎng)（低），則稱(chēng)之為正安裝;反之稱(chēng)為反安裝。 2. 正負(fù)取壓管的連接方式 一般情況下，將與平衡容器（或汽側(cè)，相連的取壓管稱(chēng)為正壓管C或高壓側(cè)），與水側(cè)相連的取壓管稱(chēng)為負(fù)壓管（或低壓側(cè)）。正壓管與1151變送器的高壓側(cè)相連，負(fù)壓管與1151變送器的低壓側(cè)相連，稱(chēng)之為正安裝;反之稱(chēng)為反安裝。 當(dāng)變送器零差壓校驗(yàn)輸出信號(hào)為4mA時(shí): （1）若變送器和正負(fù)取壓管均正安裝或變送器和正負(fù)取壓管均反安裝，則水位越高，差壓越小，變送器輸出的電流信號(hào)越小，4mA對(duì)應(yīng)滿(mǎn)水; （2）若變送器和正負(fù)取壓管一為正安裝、另一為反安裝，則水位越高，差壓越小。變送器輸出的電流信號(hào)越小，20mA對(duì)應(yīng)滿(mǎn)水。 當(dāng)變送器零差壓校驗(yàn)輸出信號(hào)為20mA時(shí)，以上情況正好相反。 從實(shí)際情況看，變送器正安裝和正負(fù)取壓管的正反安裝現(xiàn)象均存在。在具體安裝時(shí)"應(yīng)視對(duì)差壓信號(hào)進(jìn)行處理的裝置的不同情況進(jìn)行選擇。 三、1151差壓式水位測(cè)量回路德參數(shù)設(shè)置 1151利差壓式水位測(cè)量裝置、信號(hào)傳輸電纜及DCS系統(tǒng)的組合是1151差壓式水位測(cè)量回路的典型組成。其控制回路的參數(shù)設(shè)置包括1151變送器和DCS系統(tǒng)兩部分。 1.1151變送器參數(shù)設(shè)置 目前，智能型1151變送器因具有體積小、安裝校驗(yàn)方便。維護(hù)量少等特點(diǎn)己得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)不同的需要，可以很方便地對(duì)1151利變送器進(jìn)行零點(diǎn)量程調(diào)校。零點(diǎn)遷移、本機(jī)狀態(tài)設(shè)置等。 2.DCS系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 DCS系統(tǒng)主要用于對(duì)差壓式水位測(cè)量裝置送入的4～20mA DC電流信號(hào)進(jìn)行處理，并在CRT上按照運(yùn)行習(xí)慣要求進(jìn)行顯示。不同的DCS系統(tǒng)，其參數(shù)設(shè)置不盡相同。 以漢川電廠#3機(jī)組#3高加水位測(cè)量（圖2）為例進(jìn)行說(shuō)明。圖中，平衡容器O點(diǎn)為高加正常水位，即CRT顯示零水位點(diǎn)（0mm）; A點(diǎn)為高加滿(mǎn)水位點(diǎn)，CRT顯示+300mm點(diǎn);B點(diǎn)為高加低水位點(diǎn)，CRT顯示-300mm點(diǎn)。 測(cè)量回路中: （1）取壓管和變送器正安裝，變送器的校驗(yàn)量程為0→600mm,對(duì)應(yīng)輸出電流為20→4mA，對(duì)應(yīng)差壓為-600mmH2O→0mmH2O,CRT顯示-300mm（無(wú)水）→+300mm（滿(mǎn)水）。變送器校驗(yàn)時(shí)，零差壓輸出4mA，負(fù)壓端加壓。（或正壓端抽壓）至600mmH2O時(shí)。調(diào)整變送器輸出為20mA。 漢川#3機(jī)組使用的DCS系統(tǒng)為WDPF-II型系統(tǒng)，其參數(shù)顯示轉(zhuǎn)換系數(shù)C1、C2計(jì)算如下: +300=C1×0.004+C2 -300=C1×0.020+C2 （2）若取壓管和變送器正安裝，變送器校驗(yàn)時(shí)零差壓輸出20mA,則負(fù)壓端抽壓（或正壓端加壓）至600mmH2O時(shí)，調(diào)整變送器輸出為4mA。此時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系為:電流為4→20mA，對(duì)應(yīng)差壓為-600mmH2O→0mmH2O,CRT顯示-300mm（無(wú)水）→+300mm（滿(mǎn)水）。 此時(shí)。DCS系統(tǒng)參數(shù)顯示轉(zhuǎn)換系數(shù)C1. C2應(yīng)按以下公式計(jì)算: -300=C1X0.004+C2 +300=C1X0.020+C2 因此，取壓管和變送器的安裝、變送器的校驗(yàn)以信DCS系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置應(yīng)該一一對(duì)應(yīng)，否則會(huì)導(dǎo)致水位測(cè)量顯示錯(cuò)誤。若錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果進(jìn)入調(diào)節(jié)和保護(hù)系統(tǒng)，將會(huì)引起嚴(yán)重后果。 四、差壓式水位測(cè)量裝置實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題 1.高加水位測(cè)量中的問(wèn)題 漢川#4機(jī)組#3高加水位測(cè)量示意圖如圖3。 初始安裝時(shí)，變送器量程為0→400mm,差壓范圍為-400mmH2O→0mmH2O,CRT顯示-200mm（無(wú)水）→+200（滿(mǎn)水），對(duì)應(yīng)電流值20mA→4mA。如由于差壓變送器零點(diǎn)應(yīng)為圖3中的A點(diǎn)。那么，變送器的測(cè)量范圍應(yīng)為A點(diǎn)到C點(diǎn)。因?yàn)閳D中O點(diǎn)是高加實(shí)際的正常水位，即零水位，因此該變送器所測(cè)量的實(shí)際水位應(yīng)為+300→-100mm。變送器輸出12mA信號(hào)時(shí)，CRT上顯示0mm。當(dāng)高加實(shí)際水位在正常水位O點(diǎn)時(shí)變送器輸出16mA，CRT顯示-100。因此，在變送器的測(cè)量范圍（A點(diǎn)到C點(diǎn)）中，CRT顯示值比實(shí)際偏低，當(dāng)實(shí)際水位在C點(diǎn)以下時(shí)無(wú)法顯示。 若變送器量程為+100mm→+500,差壓范圍-400→0mmH2O,CRT顯示-200（無(wú)水）→+200mm（滿(mǎn)水）,對(duì)應(yīng)電流值20mA→4mA。如上述分析可知，變送器的測(cè)里中點(diǎn)應(yīng)為+300mm，即圖中A點(diǎn)向下300mm處，該點(diǎn)即為同加止常水位點(diǎn)。因此，變送器的測(cè)量中點(diǎn)與實(shí)際零水位點(diǎn)重合，則該變送器在正常測(cè)量范圍內(nèi)顯示值正確。當(dāng)實(shí)際水位在+300mm→200mm及-300mm→-200mm時(shí)，無(wú)法顯示。 因此，應(yīng)將變送器量程改為0mm→+600mm或-600mm→0mm。這樣，即保證了正確顯示，又?jǐn)U大了測(cè)量范圍。 2.除氧器水位測(cè)量中的問(wèn)題 漢川電廠#1、#2機(jī)組除氧器水位測(cè)量裝置有電接點(diǎn)、就地磁性翻板水位計(jì)、水位報(bào)警及保護(hù)液位開(kāi)關(guān)。DAS水位變送器、CCS水位變送器，它們的顯示零點(diǎn)不統(tǒng)一，量程和實(shí)際顯示值不對(duì)應(yīng)，與設(shè)計(jì)要求不符合。其中，DAS水位變送器、CCS水位變送器差壓為0mm→1500mm，顯示值3400mm→900mm，而實(shí)際應(yīng)為3640mm→2140mm，示值偏低240mm。除氧器水位依靠此變送器進(jìn)行調(diào)節(jié)，就使得除氧器水位偏高運(yùn)行，水位高報(bào)警及保護(hù)的液位開(kāi)關(guān)便容易誤動(dòng)。此外，給水泵跳閘信號(hào)也是由該變送器給出，所以水位低保護(hù)易拒動(dòng)。 為了使除氧器水位測(cè)量準(zhǔn)確，按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)電接點(diǎn)、就地磁性翻板水位計(jì)。水位報(bào)警及保護(hù)液位開(kāi)關(guān)、DAS水位變送器。CCS水位變送器的零點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一。所有表計(jì)的顯示零點(diǎn)為除氧器水箱幾何中心線(xiàn)下1900mm處（除氧器設(shè)計(jì)零點(diǎn)）。CCS系統(tǒng)變送器量程改為:差壓0mmH2O→1600mmH2O,顯示值為3640mm→2040mm,電流20mA→4mA;取消水位高二值。高三值液位開(kāi)關(guān)，其信號(hào)改由DCS系統(tǒng)給出。這樣。就保證了除氧器水位調(diào)節(jié)和保護(hù)的可靠性。 3.汽包水位測(cè)量申的問(wèn)題 漢川電廠#2爐汽包A、B側(cè)差壓水位計(jì)原安裝情況如圖4。 經(jīng)計(jì)算分析可知，當(dāng)汽包水位為-381mm時(shí)。汽包水位低低MFT保護(hù)動(dòng)作，此時(shí)變速器檢測(cè)到的差壓為670.96mmH2O，已接近于變送器所能檢鋇至的最大差壓664.5mmH20，裕量?jī)H為 6.46mmH2O。若考慮安裝、環(huán)境溫度等誤差的影響，貝汽包水位低低MFT保護(hù)動(dòng)作所需的差壓會(huì)超過(guò)變送器所能檢測(cè)到的最大差壓，直接導(dǎo)致水位低保護(hù)拒動(dòng)。 因此，將差壓水位計(jì)的水側(cè)取樣管孔位置向不移動(dòng)60mm，使得水測(cè)取樣點(diǎn)至汽包正常水位的距離為-460mm;同時(shí)保證汽側(cè)取樣管及凝結(jié)球安裝位置不變。這樣，低水位保護(hù)動(dòng)作所需的差壓與變送器所能檢狽到的最大差壓之間有26.9232mmH2O的裕量。與原安裝的水位測(cè)量情況相比，裕量增大了20.46mmH2O，低水位保護(hù)可以正確動(dòng)作。