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        羅斯蒙特3051日本橫河EJA

        成功案例

        橫河EJA110A用于安江電廠汽包水位測量

         
            目前安江電廠300MW機組主要的水位測量裝置有就地云母水位計、就地磁性翻板水位計、電接點水位計、浮筒式液位開關。以EJA110A變送器為核心的差壓式水位測量裝置等。就其性質而言,云母水位計、磁性翻板水位計屬于就地顯示儀表,具有"眼見為實"的特點; 電接點水位計屬于遠方顯示儀表; 浮筒式液位開關用于遠方聯鎖開關量控制;EJA110A差壓式水位測量裝置用于遠方模擬量顯示和自動控制。就其測量精度而言,EJA110A差壓式水位測量裝置較前幾種測量裝置精確得多,安江電廠目前使用的EJA110A變送器的精度為0.25級,在測量1000mm水位時的誤差只有2.5mm。
            EJA110A差壓式水位測量裝置的一個突出優勢,是將水位實時信號轉化為4~20mA模擬信號向遠方傳輸,信號處理方便。特別是隨著DCS系統的廣泛應用和發展,EJA110A差壓式水位測量裝置與DCS系統高效結合,使得該裝置己不僅僅用于顯示和模擬量自動控制,而且具有逐步取代浮筒式液位開關而承擔保護功能的趨勢。漢川電廠4臺300MW機組的汽包水位高低MFT保護信號。除氧器水位高低信號和高加水位高低信號就均來自EJA110A差壓式水位測量裝置。因此,對EJA110A壓式水位測量裝置遞行更深入的研究,對大型火電廠的安全經濟穩定運行具有重要的現實意義。
        一、EJA110A差壓式水位測量裝置的工作原理
        1. EJA110A差壓式水位測量裝置的組成
            以安江電廠鍋爐汽包水位測量為例,EJA110A差壓式水位測量裝置主要由連通管、平衡容器。引壓管、EJA110A變送器組成。在對不同的對象進行測量時,其結構略有不同。
        2.EJA110A 差壓式水位測量裝置工作原理
            鍋爐汽包水位測量裝置為例,汽包內的飽和蒸汽在凝結球(平衡容器,內不斷散熱凝結,平衡容器內的液面總是保持恒定,所以正壓管內的水柱高度是恒定的,負壓管的水柱高度則隨著水位H而變化。因此由正負壓引入口得到的差壓信號為:
                        
                      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,當平衡容器的安裝結構一定(即L確定)、汽包壓力一定(p`、p"確定)及ρ1一定的條件下,正負壓管的差壓輸出△p與汽包水位H呈反向線性關系,即水位越低,差壓越大。
            正負壓管的壓力信號通過擠壓EJA110A 變送器中電容膜室的膜片,改變膜片間的距離,引起正負膜室電容的變化,即有下列線性關系:
                          (C1-C2)/(C1+C2)=K△P
                           式中C1、C2——正、負膜室電容;
                           K——比例系數。  
            EJA110A變送器中的測量電路將差動電容量的變化轉換成4~20mA DC電流信號,經控制電纜送至集控室。此時,EJA110A變送器輸出的4~20mA DC電流信號與汽包水位H呈反向線性關系,即水位越低,差壓越大,4~20mA DC電流信號也越大。
            上述信號流程為: 水位高度信號H→正負壓管的差壓輸出信號△P→l151差動電容信號→4~20mA DC信號→DCS系統。
            需要說明的是,在EJA110A變送器進行檢修后,為保證平衡容器液面的恒定,在機組運行初期,對于除氧器水位、高加水位和凝汽器水位,均需通過手動灌水門向平衡容器灌水,水位信號才能得到正確測量;對于汽包水位變送器,只有當機組運行一段時間后平衡容器中充滿凝結水時,變送器信號才恢復正常。
        二、EJA110A差壓式7k位測量裝置的現場安裝
            EJA110A差壓式水位測量裝置的安裝涉及到取樣管、平衡容器、連通管、截止門、變送器的選型、材質、安裝尺寸等諸多方面。對于不同的測量對象和要求,安裝方法各不相同,完全可以按照設計要求進行?,F僅從正負取壓管和EJA110A變送器的連接方式進行分析。
            1.EJA110A變送器的連接方式
            一般情況下,門筑變送器上標有H(高)和L(低)字樣,前者表示高壓側,后者表示低壓側。三閥組與變送器連接后,人面對三閥組"若變送器左側為H(高)、右側為L(低),則稱之為正安裝;反之稱為反安裝。
            2. 正負取壓管的連接方式
            一般情況下,將與平衡容器(或汽側,相連的取壓管稱為正壓管C或高壓側),與水側相連的取壓管稱為負壓管(或低壓側)。正壓管與EJA110A變送器的高壓側相連,負壓管與EJA110A變送器的低壓側相連,稱之為正安裝;反之稱為反安裝。
            當變送器零差壓校驗輸出信號為4mA時:
            (1)若變送器和正負取壓管均正安裝或變送器和正負取壓管均反安裝,則水位越高,差壓越小,變送器輸出的電流信號越小,4mA對應滿水;
            (2)若變送器和正負取壓管一為正安裝、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越小,20mA對應滿水。
            當變送器零差壓校驗輸出信號為20mA時,以上情況正好相反。
            從實際情況看,變送器正安裝和正負取壓管的正反安裝現象均存在。在具體安裝時"應視對差壓信號進行處理的裝置的不同情況進行選擇。
        三、EJA110A差壓式水位測量回路德參數設置
             EJA110A利差壓式水位測量裝置、信號傳輸電纜及DCS系統的組合是EJA110A差壓式水位測量回路的典型組成。其控制回路的參數設置包括EJA110A變送器和DCS系統兩部分。
            1.EJA110A變送器參數設置
            目前,智能型EJA110A變送器因具有體積小、安裝校驗方便。維護量少等特點己得到廣泛應用。根據不同的需要,可以很方便地對EJA110A利變送器進行零點量程調校。零點遷移、本機狀態設置等。
            2.DCS系統參數設置
            DCS系統主要用于對差壓式水位測量裝置送入的4~20mA DC電流信號進行處理,并在CRT上按照運行習慣要求進行顯示。不同的DCS系統,其參數設置不盡相同。
            以漢川電廠#3機組#3高加水位測量(圖2)為例進行說明。圖中,平衡容器O點為高加正常水位,即CRT顯示零水位點(0mm); A點為高加滿水位點,CRT顯示+300mm點;B點為高加低水位點,CRT顯示-300mm點。
                   
            測量回路中:
            (1)取壓管和變送器正安裝,變送器的校驗量程為0→600mm,對應輸出電流為20→4mA,對應差壓為-600mmH2O→0mmH2O,CRT顯示-300mm(無水)→+300mm(滿水)。變送器校驗時,零差壓輸出4mA,負壓端加壓。(或正壓端抽壓)至600mmH2O時。調整變送器輸出為20mA。
            漢川#3機組使用的DCS系統為WDPF-II型系統,其參數顯示轉換系數C1、C2計算如下:
           +300=C1×0.004+C2
           -300=C1×0.020+C2
            (2)若取壓管和變送器正安裝,變送器校驗時零差壓輸出20mA,則負壓端抽壓(或正壓端加壓)至600mmH2O時,調整變送器輸出為4mA。此時的對應關系為:電流為4→20mA,對應差壓為-600mmH2O→0mmH2O,CRT顯示-300mm(無水)→+300mm(滿水)。
            此時。DCS系統參數顯示轉換系數C1. C2應按以下公式計算:
            -300=C1X0.004+C2
            +300=C1X0.020+C2
            因此,取壓管和變送器的安裝、變送器的校驗以信DCS系統參數的設置應該一一對應,否則會導致水位測量顯示錯誤。若錯誤的測量結果進入調節和保護系統,將會引起嚴重后果。
        四、差壓式水位測量裝置實際應用中的問題
            1.高加水位測量中的問題
            安江#4機組#3高加水位測量。           
            初始安裝時,變送器量程為0→400mm,差壓范圍為-400mmH2O→0mmH2O,CRT顯示-200mm(無水)→+200(滿水),對應電流值20mA→4mA。如由于差壓變送器零點應為圖3中的A點。那么,變送器的測量范圍應為A點到C點。因為圖中O點是高加實際的正常水位,即零水位,因此該變送器所測量的實際水位應為+300→-100mm。變送器輸出12mA信號時,CRT上顯示0mm。當高加實際水位在正常水位O點時變送器輸出16mA,CRT顯示-100。因此,在變送器的測量范圍(A點到C點)中,CRT顯示值比實際偏低,當實際水位在C點以下時無法顯示。
            若變送器量程為+100mm→+500,差壓范圍-400→0mmH2O,CRT顯示-200(無水)→+200mm(滿水),對應電流值20mA→4mA。如上述分析可知,變送器的測里中點應為+300mm,即圖中A點向下300mm處,該點即為同加止常水位點。因此,變送器的測量中點與實際零水位點重合,則該變送器在正常測量范圍內顯示值正確。當實際水位在+300mm→200mm及-300mm→-200mm時,無法顯示。
            因此,應將變送器量程改為0mm→+600mm或-600mm→0mm。這樣,即保證了正確顯示,又擴大了測量范圍。
            2.除氧器水位測量中的問題
            安江電廠#1、#2機組除氧器水位測量裝置有電接點、就地磁性翻板水位計、水位報警及保護液位開關。DAS水位變送器、CCS水位變送器,它們的顯示零點不統一,量程和實際顯示值不對應,與設計要求不符合。其中,DAS水位變送器、CCS水位變送器差壓為0mm→1500mm,顯示值3400mm→900mm,而實際應為3640mm→2140mm,示值偏低240mm。除氧器水位依靠此變送器進行調節,就使得除氧器水位偏高運行,水位高報警及保護的液位開關便容易誤動。此外,給水泵跳閘信號也是由該變送器給出,所以水位低保護易拒動。
            為了使除氧器水位測量準確,按照設計要求,對電接點、就地磁性翻板水位計。水位報警及保護液位開關、DAS水位變送器。CCS水位變送器的零點進行統一。所有表計的顯示零點為除氧器水箱幾何中心線下1900mm處(除氧器設計零點)。CCS系統變送器量程改為:差壓0mmH2O→1600mmH2O,顯示值為3640mm→2040mm,電流20mA→4mA;取消水位高二值。高三值液位開關,其信號改由DCS系統給出。這樣。就保證了除氧器水位調節和保護的可靠性。
            3.汽包水位測量申的問題
            安江電廠#2爐汽包兩側差壓水位計原安裝情況。           
            經計算分析可知,當汽包水位為-381mm時。汽包水位低低MFT保護動作,此時變速器檢測到的差壓為670.96mmH2O,已接近于變送器所能檢鋇至的最大差壓664.5mmH20,裕量僅為 6.46mmH2O。若考慮安裝、環境溫度等誤差的影響,貝汽包水位低低MFT保護動作所需的差壓會超過變送器所能檢測到的最大差壓,直接導致水位低保護拒動。
            因此,將差壓水位計的水側取樣管孔位置向不移動60mm,使得水測取樣點至汽包正常水位的距離為-460mm;同時保證汽側取樣管及凝結球安裝位置不變。這樣,低水位保護動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。與原安裝的水位測量情況相比,裕量增大了20.46mmH2O,低水位保護可以正確動作。

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