壓力變送器在水位測量中的應用

摘要:針對聯(lián)孚電廠應用壓力變送器對大型敞口容器磁翻板液位計的改造原理進行了比較深入的分析,并對壓力變送器在液位測量領域的擴展應用做了闡述。
1前言
　　聯(lián)孚電廠300MW機組配套水處理系統(tǒng)1500噸除鹽水箱水位測量系統(tǒng)原設計為磁翻板式液位計，在運行中存在如下問題:
(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,維護極其不便;
(3)遠傳信號傳感器:干簧管,自投產(chǎn)之日起就經(jīng)常出現(xiàn)故障，造成液位遠傳信號長期無法正常顯示，原因多為裝置自身設計原因;
　　以上問題長期困擾除鹽水箱水位的正常監(jiān)視，給運行人員帶來極大不便。在經(jīng)過熱工技術人員的分析論證后,應用壓力變送器工作原理，大膽的應用壓力變送器對其進行了改造，在投資很小的情況下取得了很好的測量效果，經(jīng)過實際測量校對，偏差不到10mm，效果非常好，為后來同類設備的改造做了大膽的嘗試，積累了豐富經(jīng)驗。.
2應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:
 
　　對于應用于水位測量的壓力變送器來講,這個等壓力點就應當取在容.器的底部,這樣以來它測量的壓力就等于該點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)
　　在對其進行變換后就成了液位的計算公式:
H------液柱高度m;
P-----液柱底部壓力Pa;
ρ-----液體密度Kg/m³;
　　對于公式中的ρ-----密度，會由于環(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，所以對壓力的影響并不大，可以忽略不計。對于例如除鹽水罐此類的大型容器，根據(jù)變送器標準信號輸出為4--20mA的特點，我們可以設計應用160Kpa量程的壓力或差壓變送器(應用差壓變送器時，需一端對大氣)，來對應0--16米的標高和16mA的輸出電流信號間隔，即1mA輸出對應1m水位。如此以來，測量設置更加簡單。而對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，我們通過對溫度進行補償運算后，也依然能夠利用這個公式來應用壓力變送器對位進行比較正確的測量。下面是某敞口容器內(nèi)水溫為80℃時水位測量系統(tǒng)的補償運算(假設測量簡內(nèi)水溫為20℃):.
1標準大氣壓下，80°C水的密度為:ρi
20℃水的密度為:ρ1g
實際水位為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，此時為了補償由于溫度差異對水位的影響，可以對原水位量程進行如下修正:
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即為實際水位。
　　當然，如此計算仍屬近似簡單計算，但是從運行監(jiān)視的要求來講，已經(jīng)完全能夠滿足運行需要了。
　　基于上述原理對該水位測量系統(tǒng)進行改造后，經(jīng)過觀察記錄,發(fā)現(xiàn)偏差不超過10mm，效果非常好。同時，應用壓力變送器測量，可靠性大大提高，檢修維護量也大幅度減少，降低了許多維護費用。
3壓力變送器在液位測量領域的擴展應用
　　應用壓力變送器來測量液位有其獨到之處，對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應關系，通過對溫度的補償運算來間接的換算出密度，進而算出液柱的高度，而這些在控制軟件中不難實現(xiàn)，特別是一些智能變送器本身自帶溫度補償功能。如此以來，可以使壓力變送器的應用擴展到油位,藥液等敞口容器液位的測量。
在安裝形式.上對壓力變送器的傳感器和轉(zhuǎn)換器分離布置后，還可以應用于深井，污水池等容器的水位測量，應用前景良好。