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差压液位变送器在蒸汽冷凝罐中的应用
信息来源: 差压液位变送器 | 2022-03-02 点击量: 1380

   摘要:介绍了某核电站蒸汽冷凝水平衡罐液位测量仪表系统的组成和工作原理,差压式液位变送器安装的注意事项和迁移计算方法,并结合某核电站安装调试中的具体问题,对差压式液位变送器的安装调试进行了分析和改进。实际运行中,差压式液位变送器测量稳定,调试维护方便。

  0简介
  蒸发装置和冷却装置是核电站硼回收系统和废液收集处理系统的重要组成部分。蒸汽冷凝水平衡罐用于收集蒸汽冷凝水,并通过其液位控制保持冷却器充满冷却液体。蒸汽冷凝水箱的液位控制对核电厂辅助工艺系统的正常稳定运行起着重要作用。由于核电站硼回收系统和废液收集处理系统产生的气体和液体具有放射性,蒸汽冷凝罐放置在禁止人员靠近或不易靠近的区域,这就要求仪表的安装位置,测量仪表应安装在放射性低、维修方便的区域。差压式液位变送器因其性能稳定、精度高、可分离安装等优点,在核电站液位测量中得到广泛应用。本文以某核电站蒸汽凝结水平衡罐液位测量为例,详细阐述了蒸汽凝结水平衡罐差压液位变送器的设计和应用,并对某核电站实际安装调试中存在的问题进行了分析和改进。
  1蒸汽冷凝水平衡罐液位测量系统
  1.1差压液位变送器的测量原理
  差压变送器主要由差压传感器和变送器组成。
  传感器的差压测量原理是:来自传感器两侧压力导向槽的压力作用在传感器两侧的隔离膜片上,并通过膜片中的密封液传递给测量元件。测量元件将测得的压差转换成相应的电信号(4 ~ 20 mA信号)输出。差压变送器:的工作原理是根据液体压力计算公式(P=)通过特定的系统布置,将被测容器的液位测量转换为差压测量,再通过相应的公式计算,计算出被测容器的实时液位值。差压变送器主要有两种应用:常压容器的液位测量和压力容器的液位测量。
  1.2蒸汽冷凝水平衡罐液位测量系统
  凝结水平衡罐液位测量系统采用差压液位测量原理,其系统设置如图1流程图所示。液位测量系统主要由储罐013BA(压力容器)、平衡容器、平衡容器供水管道及连接管、仪表根阀、差压变送器405MN和压力引线管道组成。液位测量装置专门配有平衡容器,以避免差压变送器气体测量端蒸汽冷凝造成的误差和高温蒸汽对测量仪表的损坏。工作过程和原理如下:平衡罐安装在被测容器的上方,平衡罐的中部通过管道与冷凝罐上部的进气/进液管道相连。系统调试运行前,首先通过平衡罐顶部供水管道向平衡容器补水。当平衡罐内的液体超过连接管接口时,多余的液体自动流入废液储罐,停止补水,保持平衡罐上部气压与废液储罐013BA上部气压一致。差压变送器一端接废液储罐底部压力接口(405VML阀),另一端接平衡罐底部压力接口(405VML阀)。根据差压液位测量原理,将差压变送器405MN实测的差压值通过公式换算后,即可得到废液储罐013BA的实时液位。
  2差压式液位变送器的安装和调试方法
  2.1安装液位测量仪表
  差压变送器的正确标准安装以及安装方法相应量程、上限、下限的计算和设定,决定了容器液位测量的正确性。在蒸汽冷凝水平衡罐:的液位测量中使用差压式液位变送器时,应注意以下事项。
  (1)传感器(差压变送器)的安装高度应低于0%容器液位;(2)平衡罐的安装高度应高于容器上部的源入口,容器与平衡罐之间的管道坡度应至少保持2%,以保证平衡罐内补充或冷凝的多余液体回流到容器内,维持传感器平衡罐测得的压力恒定;(3)集装箱上部的源端口应高于集装箱水平的100%;(4)从仪表根部阀到传感器的压力导管应保持至少2%的向下坡度,这样压力导管罐中就不会聚集气体;(5)传感器应安装在辐射剂量低的区域(黄色区域、绿色区域或白色区域),便于现场维护。
  2.2液位测量仪表的偏移计算
  在蒸汽冷凝罐液位测量仪的调试过程中,通过偏移计算将差压变送器的测量值转换为实际液位值是调试的主要任务。以冷凝罐中的液位测量仪表为例,下面介绍仪表的偏移计算方法(见图2)。传感器高压侧压力高,低压侧压力低。1是被测容器的介质密度,2是平衡罐中的介质浓度,L1是被测容器的液位值,L2是平衡罐液位到被测容器0液位的距离。p是传感器在正常水位以下产生的固定压力值和容器内部的压力值之和。
  容器0%液位时的HP和LP计算如下:
  容器100%液位时的HP和LP计算如下:
  传感器值之间的对应关系如表1所示。
  由于传感器的输出mA值随差压的显示值呈线性变化,根据上式可以得到传感器 P值对应的实际液位值。3现场安装调试问题的分析和处理某核电站蒸汽冷凝水平衡罐液位测量仪表在调试过程中量程移位不到位,无法满足测量要求。
  3.1问题分析
  根据相关图纸和现场测绘,冷凝罐和平衡容器中的液体为水,1和2的密度为998。35Kg/m  3,容器液位的测量范围为0500mm,L2为1。1m,现场到达仪的大量程为6kPa。液位测量流程图见图1,偏移计算见图2。
  根据第二章,正常水位为0时,差压变送器两端压差的*值达到*值。根据实测数据,*大压差约为11kPa,超出了现有仪器的测量范围。通过分析,造成这种情况的原因是:仪控专业根据过程输入条件选择仪表。仪控专业接到系统专业输入条件,需要测量013BA的液位,测量范围为0 ~ 500 mm,设计人员不清楚差压液位测量仪表的安装方法和测量原理。他没有考虑仪表量程的选择与仪表平衡罐的位置有关,只是根据工艺输入条件进行设计,使得仪表不适合现场。这就要求设计人员在设计前掌握液位测量仪表的测量原理和安装方法,避免现场出现问题。
  3.2问题处理
  通过以上分析,我们知道问题是目前选用的差压变送器量程小造成的,过程中的*大压差与平衡罐的高度有关(即偏移计算书中的L2长度),L2长度越小,对应的*大压差越小。那么,这个问题:有两个解决方案。
  (1)更换仪表量程,选择*大于11kPa的大量程仪表;(2)将平衡罐的高度降低500mm左右,使现有仪器能够满足现场测量的要求。
  方案一主要涉及采购周期,从仪器采购到仪器到货*不到三个月,而核电站建设周期和时间节点控制严格,反馈问题到下一个重要节点只需要一个多月,为时已晚,暂不考虑该方案。
  方案2需要考虑降低平衡罐高度的可能性。基于平衡罐内液体回流至013BA的原理,平衡罐至013BA上部出口管线的管线应稍微水平敷设,因此当平衡罐下降时,连接管线也应同时下降。根据设备图纸,013BA底部出口到设备顶部出口的距离约为550mm,方案可行。虽然现场管道和保温层已经安装,但改变平衡罐的高度将涉及SED供水管道、平衡罐连接管道和拆除保温层等。工作量很大,但为了满足加载时间节点,*最终采用了这个方案。4结束语差压式液位变送器已广泛应用于核电站蒸汽冷凝水平衡罐的液位测量。在各电站的运行反馈中,这种液位测量方法运行稳定,测量精度高,易于维护,经济性高。但在安装调试过程中,仍存在各种问题,这就要求核电站的设计人员、安装人员和调试人员对液位测量变送器的测量原理、安装要求和迁移计算方法有一个清晰的认识,以保证凝结水平衡罐液位的正确、准确测量。

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