差压电容式变送器在丹江口水电厂的应用

差压电容式变送器在丹江口水电厂已用来测量流量,水轮机工作水头,上、下游水位,压力油罐油位4种参数。

1　用于流量的测量

1. 1　水轮机流量的测量

我厂对于水轮机流量的测量采用蜗壳压差法,其基本原理: 利用流道拐弯处不同曲率半径上两个测压孔之间的压差与流量的固定关系Q= K ΔH来测量流量。K 为蜗壳流量系数, 已由效率试验率定。1、2号机K = 13. 888, 3～ 6号机K = 13. 992。这时可用   。1151DP型差压变送器测量压差。具体的测量系统见图1。

1151DP 型差压电容式变送器测量压差系统

1. 2　水导润滑水流量的测量

我厂1、2号机水导采用水润滑,过水量为5～ 20L /s,我们利用节流装置测量润滑水流量。其原理为: 在充满流体的管道中放置一个固定的、有孔的局部阻力件(节流件) ,以造成流速的收缩,在收缩处,流速加快,动能增大,静压降低。因此,在节流件前后产生静压差。对于一定结构的节流件,该静压差和流量大小有以下固定的关系: Q = K ΔP (在此K 为一些参数的综合值,我厂K = 1. 14) ,因此可通过测量压差来测量。我厂选用的节流件为标准孔板,取压方式为角接取压。具体的测量系统如图2所示。

利用节流装置测量润滑水流量的系统

2　用于水轮机工作水头的测量

　　水轮机工作水头Hn 是真正作用于水轮机上而使其作功的有效水头,可用水轮机的能量差来表示:

其中P1/dg为压力水头,可用差压变送器测量蜗壳进口和尾水管的压力差得到。然后将差压变送器的输出信号送至有关仪表同其它参数一起运算即可得到Hn。我厂蜗壳进口和尾水管的压力都已引至水车室内,安装时,通过引压管将蜗壳进口和尾水管压力经三阀组引至差压变送器高、低压侧

3　用于上、下游水位的测量

　　我厂测量上、下游水位均使用吹气式水位计装置,其采用一套具有气流调节阀的吹气装置,由气管内的空气与水柱压力相平衡,然后经差压变送器测量气压,传至二次仪表可得到水位。差压变送器高压侧接气管,低压侧通大气,此时压差为:

ΔP = Pa + dg H - Pa = dgH

其中　ΔP—— 差压变送器的输入压差;

Pa—— 大气压;

d—— 水的密度;

g—— 重力加速度;

H—— 气管出口离水面的距离。

　　从上式可看出压差ΔP 与水位H成线性关系,则差压变送器输出的电流反映了水位。

测量上、下游水位系统

4　用于压力油罐油位的测量

　　压力油罐中1 /3左右的容积为透平油,其余的为压缩空气。用差压变送器测量油位时,从油面计的顶部、底部分别用铜管通过三阀组引至三畅差压变送器的低、高压侧。这时低压侧的压力为压缩空气的压力,高压侧的压力为压缩空气与透平油的压力之和,则输入变送器的压差为透平油产生的压力,且此压力与油位成正比,则变送器输出的电流送至有关显示仪可得到油位值。

5　使用时注意的事项

　　使用1151DP型差压电容式变送器时, 应特别注意以下几点:

( 1) 1151DP型差压电容式变送器安装时,尽量安装在温度梯度和温度波动小的地方,同时要避免振动和冲击,如现场的条件与规定的有明显差别时,应采取相应的措施,否则更换安装地点。

( 2) 工作人员能正确启动和停止差压变送器,以免造成不必要的损坏。正确的方法如下: 启动时,先打开平衡阀,再打开高压侧阀和低压侧阀,非常后关闭平衡阀; 关闭时,先开平衡阀,然后关闭高压侧阀和低压侧阀。

　( 3) 差压变送器长期运行后,其零点及满量程有可能发生变化,破坏了差压与电流的线性关系,影响测量的准确性。因此,必须对其定期进行校验,必要时进行调整。

( 4) 定期检查差压变送器的绝缘电阻,使各接线端子对地的绝缘性能满足规定要求。

( 5) 差压变送器与三阀组配合使用时,还必须定期清洗三阀组。

( 6) 根据被测参数对误差的要求,合理的选择差压变送器的精度,例如用于水位测量时,精度应选为0. 1级,而用于其它参数测量时选用0. 25级即可。