平衡容器水位测量原理

1、平衡容器式差压液位计平衡容器式差压液位计 制作人：蒋维 日期：2015.8.17 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流2 1、平衡容器式差压液位计的组成 2、平衡容器的分类及其工作原理 3、一般单、双室平衡容器的存在的问题 4、差压式水位测量系统 5、零点调整和零点迁移 6、温电平衡容器式差压液位计的使用 主要内容主要内容 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流3 1、平衡容器式差压液位计的组成、平衡容器式差压液位计的组成 平衡容器式差压液位计主要是由平衡容器（又称为水位 差压转换装置）、压力信号导管和差压计（差压变送器） 三部分组成。 2021-6-20宁夏枣泉

2、发电有限公司8月份技术交流4 2、平衡容器的分类及其工作原理、平衡容器的分类及其工作原理 1.采用平衡容器测量高压汽水容器液位的原因 平衡容器是作为测量汽水管路中的压力/差压用的.采用 平衡容器而不是直接用一根/两根引压管来取压是为了防止压 力/差压突变时导致引压管内的液柱随之波动，减小其测量水 位时的误差。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流5 2.平衡容器分类 平衡容器分为单室平衡容器和双室平衡容器。单室平衡 容器本身没有自我补偿能力。双室平衡容器是一种结构巧 妙，具有一定自我补偿能力的水位测量装置。在基准杯的 上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上 下两个部

3、分，为了区别于单室平衡容器，故称为双室平衡 容器。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流6 单室平衡容器 双室平衡容器 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流7 3.工作原理 通过测量平衡器中的静压力与容器中实际水位的静压力 （随水位升降而变化）的差压值，再通过差压变送器将差 压值转变成电流信号传输到DCS进行水位监视。 （1）正压管是从平衡容器中引出，负压管是从密闭容器 水侧连通管中引出。 （2）对于单室平衡容器，其水面高度L是一定的，当水面 要增高时，水便通过汽侧连通管溢流入密闭容器；要降低 时，由蒸汽冷凝水来补充。因此当平衡容器中的水密度一 定时，正压管压力

4、为定值，负压管与密闭容器连通的，输 出压力的变化反映了容器内水位的变化。对于双室平衡容 器，其水面高度L也是一定的，当水面增高时，其水是通 过基准杯溢流至溢流室；当降低时，基准杯内的水由凝汽 室内蒸汽冷凝补充。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流8 单室平衡容器和双室平衡容器的输出差压都为： HgLg gHLgHgLppp 1 1 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流9 结论： （1）平衡容器的结构一定、密闭容器内压力一定及 1一定 的条件下，平衡容器的输出差压P与容器水位H成线性关 系。 （2）密闭容器水位 H越高，平衡容器输出差压P越小。 2021-6-2

5、0宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流10 3、一般单、双室平衡容器的存在的问题、一般单、双室平衡容器的存在的问题 1.存在的问题 （1）由于平衡容器的向外散热，凝汽室内凝结水温度由上至 下逐步降低，且温度分布不易确定，因此1很难确定。而 且当平衡容器的环境温度降低时，1会增大，使输出差压 增大，引起水位计指示下降，出现负误差。 （2）密闭容器内压力变化时，会引起1、发生变化， 引起误差。 （3）差压式液位计中，双室平衡容器机械的部分补偿了压力 对水位测量的影响，在零水位及额定工况下较准确，当偏 离零水位或额定压力时，往往出现过补偿和欠补偿。所以 双室一般用来测小型锅炉的汽包液位或者本身压力变化

6、不 大的容器。单室的平衡容器用来测量大型锅炉的汽包液位 或者本身压力变化很大的容器。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流11 2.减小或消除这些误差的方法： （1）对于汽包水位测量系统，应采取正确的保温、伴热及防 冻措施，以保证汽包水位测量系统的正常运行及正确性。 对于高低加、除氧器等水位测量系统，根据环境情况，采 取正确的保温、伴热及防冻措施。 （2）改进平衡容器的结构，以得到仅与水位有关的差压值。 比如过去由于差压式水位测量回路不具备压力修正的能力， 而出现了使用多种压力修正功能的平衡容器，如双室平衡 容器、具有加热套的平衡容器、内置式平衡容器等。 （3）对单室平衡容器的

7、输出信号引入压力和温度校正，即采 用自动补偿运算装置。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流12 4、差压式液位测量系统、差压式液位测量系统 1.差压式水液测量系统的组成 作用:差压式液位测量系统能把水位信号实时转化为 420mA直流电流信号，以便于实现水位的自动控制和保 护。差压式水位测量系统与具有逐步取代液位开关而承担 保护功能的趋势。许多电厂的汽包、除氧器、高压加热器 和低压加热器的水位高低保护信号均来自差压式水位测量 系统。 差压式液位测量系统主要由平衡容器、引压管、取源 阀门、三阀组、差压变送器、压力变送器及DCS等组成。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份

8、技术交流13 1-1-平衡容器；平衡容器；2-2-取源阀门；取源阀门；3-3-负压阀；负压阀；4-4-平衡阀；平衡阀；5-5-正压阀；正压阀； 6-6-三阀组；三阀组；7-7-差压变送器；差压变送器；8-8-压力变送器压力变送器 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流14 2.液位变送器的输出 （1）对于一般的差压液位变送器，其正压侧接液相，负压 侧接汽相，其正压侧压力是变化的，负压侧压力变化很小。 当变送器输出为4mADC时，测的是容器的液位为最低液 位；而当其输出为20mADC信号时，测的是容器的液位为 最高液位。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流15 （

9、2）对于平衡容器差压式液位计，其变送器的正负压 侧接的都是液相，但是其负压侧的压力是变化的，正 压侧压力是基本恒定的。当变送器输出为4mADC时， 测的是容器的最高液位；而当其输出为20mADC信号 时，测的是容器的最低液位。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流16 5、零点调整和零点迁移零点调整和零点迁移 1.零点调整 零点调整是指在变送器输入信号为零，而输出值不为零 或者不为下限值时的调整。零点调整使变送器的输出起始点 调整为零或下限点，零点调整的调整量相对比较小。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流17 2.零点迁移 零点迁移是指在变送器的输入不为零时

10、，输出值调至零 或者调整至下限值时的调整。正迁移是指其输入由零变为某 一正值，负迁移指其输入由零变为某一负值。迁移后变送器 的量程是不变的，只是测量范围平移了。比如某一差压变送 器的原来测压范围为010kPa，对应输出为420mA，现由于各 种原因，需要将其范围调到111kPa，这时就需要进行正迁移， 使其输入零点由0kPa迁移到1kPa，输出有10kPa迁移到11kPa。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流18 3.量程调整 量程调整的目的是使变送器的输出信号的上限值与测量 范围的上限值相对应。量程调整相当于改变变送器的输出特 性曲线的斜率，可以提高测量的准确度。 2021

11、-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流19 6、温电、温电#4炉炉平衡容器式差压液位计的使用平衡容器式差压液位计的使用 1.汽包水位 （1）#4炉汽包水位测量使用的是单室平衡容器液位计， 左右两侧各有两个平衡容器。其中右侧两个差压变送器测出 有两个汽包水位信号，而左侧测出一个汽包水位信号。最终 的汽包水位信号是由三个水位信号经汽包压力修正后取中得 到的。 汽包水位 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流20 （2）汽包水位一般采用单平衡容器的原因 现在单室平衡容器用的比较多，它把压力与密度的关系、 温度与密度的关系等计算公式保存补偿电路里的ROM里面，温 度和汽包压力变化后

12、，由压力变送器、温度变送器把信号传 输到补偿电路，自动计算汽包水位变化。目前是测量汽包水 位的最好方法。双室平衡容器也测量水位，一般在汽包压力 恒定的状态下才能测得比较准确。在负荷出现变化，汽包压 力改变的时候，尽管有压力补偿（压力变化的时候，温度也 会随着变化），但存在绝对误差，所以克服不了，仍然存在 误差。所以现在用单室平衡容器的比较多。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公司8月份技术交流21 2.高压加热器和低压加热器水位 温电二期和三期高压加热器和低压加热器水位测量使用 的是双室平衡容器，每个加热器都有两个差压变送器测出两 个加热器水位信号，这两个信号都送入相应的水位高低保护 逻辑，其中一个水位信号送入水位控制逻辑中，控制正常疏 水阀的开度。 温电四期高压加热器水位使用的是平衡容器水位计，而 低压加热器使用的是导波雷达液位计。 2021-6-20宁夏枣泉发电有限公