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核電廠壓力變送器典型零點和量程遷移探討
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核電廠壓力變送器典型零點和量程遷移探討

時間:2021-05-08 09:12:36

 【內容摘要】本文以在國內核電廠調試經驗為基礎,對典型的壓力差壓變送器的零點和量程遷移原理詳細說明,對遷移工作步驟和實施過程中問題總結,以加深理解遷移的基本原理和方法,為其他項目提供參考。hXR壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
一、差壓液位變送器零點和量程遷移
( 一) 差壓液位變送器的量程遷移基本原理。一般情況下,差壓液位變送器的測量點和法蘭不在同一水平面上,為使變送器的輸入量程與設計要求的量程一致,必須考慮到液體層、氣體層、信號管、毛細管液體密度。差壓液位變送器量程遷移的基本原理是線性平移原理。
差壓液位變送器遷移的基本原理
差壓液位變送器工作時其輸入和輸出是線性關系,如圖 1 所 示,工藝參數變化導致變送器輸入線性變化,變送器輸入變化對應變送器的輸出發生線性變化,而變送器的輸出與 DCS量程有線性對應關系,從而可知工藝參數變化會引起 DCS 量程顯示的線性變化,這就是量程遷移的基本原理。 ( 二) 凝汽器熱阱差壓液位變送器的遷移。 
 
1. 遷移的計算公式。
 
由圖 2 可知: Pl = h2 × rf ( 1) 
Ph0% = h6 × rpw + ( h4 + h5 ) × rs ( 2) 
Ph100% = ( h6 + h4 ) × rpw + h5 × rs ( 3)
凝汽器熱阱液位簡圖
參數表示如下: pl : 負壓側壓力值; 
ph0% : 液位非常低時正壓側的壓力; 
ph100% : 液位非常高時正壓側的壓力。 
h2 : 上下法蘭中心線間的距離; 
h4 : 液位上限時儀表管內液位; 
h5 : 液位上限時儀表管內液位與上法蘭中心線的距離; 
h6 : 液位下限時儀表管內液位; 
rf : 儀表毛細管內液體密度;
 
rpw : 儀表管內液體密度; 
rs: 熱阱內空氣氣體密度;
要計算 出 液 位 變 送 器 的 輸 入 量 程,必須從現場測得h2,h7。
 
2. 現場數據測量。
        h2 測量: 用游標卡尺確定法蘭面中心點,然后用水平管將該點引入到附近墻面上,并沿該點做水平細線,引出的線距離即為 h2。 
        h7 測量: 需要測得現場上儀表管接口與下法蘭的距離即可得知液位下限與下法蘭中心線的距離。 
 
3. 實際量程計算。
        通過現場實測,可知液位變送器正負側的壓力值,通過非常低液位時正負側壓差計算和非常高液位時
正負側壓差計算,可得知液位變送器的實際量程,計算如下: Δp0% = ph0% - pl ( 4) Δp100% = ph100% - pl ( 5) 
4. 零點和量程遷移。
        根據計算出的 Δp0% 和 Δp100% ,利用專業工器具對每個儀表進行零點和量程遷移,一般使用
支持 HART協議的手操器進行零點和量程遷移,首 先 用HART手操器連接液位變送器,然后讀出遷移前儀表的參數,根據需要修改其量程上下限值,保存即可。對遷移后的液位變送器要進行五點法上下行程校驗,如滿足精度要求,則該液位變送器的零點和量程遷移工作完成,如遷移后不滿足精度要求,則按照廠家要求或者維修校驗規程對儀表進行處理。
差壓液位變送器遷移的基本原理
 
        ( 1) 除氧器寬量程液位變送器的零點和量程遷移計算。根據除氧器安裝布置( 見圖 3) ,除氧器設計為不同工況對其液位有壓力自校正功能,該功能在 DCS 控制邏輯中實現,液位變送器是根據正負側差壓值給出 4 ~ 20mA 信號,使輸出的的電流值產生對應線性變化,只要在 DCS 中將電流/液位轉換設置與變送器輸入一致,則 DCS 中完全能夠復現除氧器內液位。
 
用一個量程為 0 ~ 50KPa 的液位變送器去測量一個 0 ~ 4. 5m 的液位變化同樣可以準確地在 DCS 上復現液位。除氧器就是利用這種合理大量程原理對其輸入量程進行計算。
 
在除氧器運行過程中,隨著溫度升高液體密度減小,此時相同液位的壓力也會減小,所以除氧器采用常溫常壓下水密度來計算液位變送器的輸入量程,計算公式如下: 
pl = h7 × rf ( 6) ph0% = 0 ( 7) ph100% = 4820 × rw ( 8)
各個參數意義與上文描述一致。
         ( 2) 現場數據測量。由上述可知,需要測得 h7 即可計算出液位變送器的輸入量程,而 h7 現場測量方法為: 用一根水平管分別將上線法蘭中心點引到鄰近的垂直墻面上,然后對每一個引出點做上下法蘭對應水平線,非常后用標尺測出兩條水平線的距離。
         ( 3) 實際量程計算。 
Δp0% = ph0% - pl ( 9) 
Δp100% = ph100% - pl ( 10) 
         ( 4) 零點和量程遷移。
         其遷移方法、校驗準則、驗收標準同上述的凝汽器熱阱液位變送器的類似,需要特別說明的是
除氧器的寬量程液位變送器實現壓力自校正功能,所以變送器輸出壓差值不一定就是的除氧器水箱的液位,在設計的控制邏輯中對變送器輸出的信號進行壓力修正,經過修正后的值才是當前工況下的除氧器水箱液位,這也是其輸入量程計算與不帶自校正功能的變送器計算不同的根本原因。
 
 ( 三) 無需遷移的壓力變送器。
無需遷移的液位變送器示意圖
         如圖 4 所示,變送器的正壓側,負壓側和取壓點在同一水平面上,這樣可根據公式得知:Δp = p + - p - = rgh + P - P = rgh ( 11)
         由公式 11 可知,變送器正負側壓差即為液位高度引起的壓差,因而無需遷移。
 
二、結語
核電廠零點和量程遷移很常見,只有完全理解零點和量程遷移的原理才能夠靈活處理核電廠各種液位和壓力問題,本文通過對國內某核電廠一期工程中加熱疏水系統,凝結水系統零點和量程遷移工作詳細總結,以便于為其他項目提供參考。
 

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