1. 引言

        在全国各大发电厂中，自动化程度越来越高，而运用液位计测量、监视容器水位是否合理和准确，对机组运行的自动化投用及安全运行是相当重要的。比如凝汽器水位、锅炉汽包液位、加热器水位、除氧器水位等。在机组刚启动过种中，各种液位测量值变化的幅度和频率相对较大，会给运行人员的操作起到误导做用及影响自动化投入率。所以，对热工调试人员来说，正确调试和投运设备就显得非常重要了。在大型发电厂中，常用的液位计有电容式、差压式、投入式、浮子式、超声波液位变送器等 , 下面对一些典型的测量方法及原理进行分析，举例说明，在实际运用中遇到的问题及投运过程介绍。

 

2. 差压式液位变送器

2.1 工作原理

        差压变送器工作原理就是把液位不断变化的高度差转变成压力差，再通过二次转换，变成 4-20mA 模拟信号远传到 CRT，供运行人员监视。跟据下图，具体分析、写出公式。

根据压力计算公式可得如下计算式：

        P+=ρgL P- =ρ2gH+ρ1（L-H）g

所以，得出正负压侧差压计算式如下：

        P= P+ - P- =ρgL-〔ρ2gH+ρ1（L-H）g〕=gL ﹙ ρ-ρ1 ﹚ - gH ﹙ ρ2-ρ1 ﹚

        L：正负压侧取压点之间的距离。 ρ：正压侧测量管内冷凝水密度。

        ρ2：被测量容器内水的密度﹙机组正常运行时﹚。

        ρ1：被测量容器内蒸汽的密度﹙机组正常运行时﹚。

        H：被测量水位的高度。

 

        所以，用上面的差压式变送器测量水位，相对精度较高，有利于机组在正常工况下进行水位调节，有利于热工控制投自动。一般多用于锅炉汽包水位、除氧器水位测量。但也有一定因素对其测量的准确度构成影响。

 

2.2 影响因素和解决方法

2.2.1 压力影响及解决办法

        机组启动或停运时，水位变化较大，同时被测容器内的压力也相对变化较大，当水位较高时，容器内的压力相对也较高，特别是负压则 P- 压力值变化很大，同时会引起△ P 跟着变化，但是 ρ1和 ρ2 变化率是不一样的，而且变化方向相反，水位 H 升高时，P-随容器工作压力的下降而增大，△ P 就会减小，水位测量发生正误差。然而，水位 H 较低时，影响不是很大。解决办法如下：

        (1) 利用 DCS 功能进行自动补偿，根据工作压力与﹙ ρ2-ρ1﹚之间的关系，对输出的差压值进行修正计算，就是采用数字计算进行补偿。

        (2) 在正压则增加扩展容器与被测平衡容器联通，使正压侧头部始终保持充满饱和蒸汽，不断吸收饱和蒸汽冷凝时释放出来的气化热能，这样可以确保正压侧测量管内的温度与负压侧相对保持温度一致，不会导致温度相差太大，这样，就可以保证汽水密度变化率相对平衡。

 

2.2.2 温度影响及解决办法

        在大多电厂里，差压变送器的正负测量管路引出的都较长，常温下，测量管路向外散热快，且是离取压点越远，温度相对越低，引起温度从上至下分部不均，导致压差转换偏差，水位显示基本上是偏低的。根据环境不同，影响也不同，在我国南方相对影响较小，但在北方，特别是冬季，影响特别明显，所以，只能对测量管路进行保温处理才能解决问题。保温时应注意以下几点：

        (1) 在我国南方如广东，基本上不需要保温，一年四季温度相对较高，只需把差压变送器安装在保温箱中就行，设罝加热装罝，一但遇到天气突发降温，就投入加热装罝 ;(2) 在我国中部地区，要进行仪表管路保温，但是，千万不能把测量筒、扩展容器保温，否则蒸汽无法冷凝成水，导致测量水位输出不稳定，CRT 显示跳变 ;(3) 在北方，如北京、宁夏等地，仪表管路一定要保温，而且要加装伴热带，同时变送器要安装在保温箱中，保温箱内也要加装加热温控器。

 

2.3 冷态时的投用方法及注意事项

2.3.1 投用前确认正负压管路无交叉，一次阀、二次阀、排污阀全部关闭，平衡阀打开。

2.3.2 对照双色水位计或磁翻板，找水位中心点相对位置、做好标记和记录。

2.3.3用卷尺测量实际量程，确保变送器量程设罝与CRT一致。

2.3.4 一定要等容器冲洗结束后，才能开始地衣次投运，避免水脏，堵死管路。

2.3.5 待容器满水后，先打开正负压侧一次阀，再开排污阀，等排出的水干净后，关排污阀，开二次阀，给测量管注水，此时，#好把正压侧变送器排气孔稍开一点，同时用工具轻击管路，减少气泡存于管路中。注水结束后用万用表测量变送器输出电流，如与4mA 相差较大，说明测量管水没注满，应继续注水。

 

2.3.6 测量筒如果有排气阀或孔，可人工注水。

2.3.7 从凝结水引一路管子连到测量筒的注水口，可稳定自动注水（适合除氧器、凝汽器、低压加热器采用差压液位变送器测量时所用）。

2.3.8 待水注满后，关闭平衡阀，此时变送器已投运。让操作员给被测容器放水，若电流输出下降，说明变送器投运成功。

2.3.9 机组运行过程中，注意巡检，确保排污阀、各接头连接处无渗漏。

 

2.4 热态时的投用方法及注意事项

        机组运行时，特别是高温、高压下，液位经常会跳变、不准等情况，此时，就需重新投运变送器。shou先要解除水位逻辑保护。

        2.4.1 液位显示跳变，一般可用以下方法消除：

用小活口扳手，分别把差压变送器正负排气孔慢慢打开一点，进行排汽，可看到有白色、乳白色气泡流出。再对正负压侧进行排污，排污时间不能太长，以免损坏阀芯。重新投运时，先投负压，再投正压，但间隔不能太长，以免变送器感压元件或平衡阀阀芯损坏。

        2.4.2 液位显示偏差，可能原因：

        (1) 测量管正、负压侧各连接头或排污阀有渗漏 ;(2) 变送器感压单元损坏 ;(3) 变送器平衡阀阀芯损坏 ;(4) 变送器量程与 CRT 不一致 ;(5) 零点飘移 ;(6) 信号回路绝缘下降。

 

2.5 实际投运案例

        北京草桥二期锅炉高、中、低压汽包液位采用 4 只差压变送器及一只双色水位计测量，变送器安装在汽包下一层保温箱内，当锅炉水冲洗干净后，地衣次投用时（正负取压管都没有保温），变送器投用正常（这之前，正负压管路确认无交叉，对照双色水位计，水位中心点、量程等都已拉过水平、测量并做好记录）。但是慢慢的，水位开始偏差大。消缺时，发现部份排污阀关不死或内漏，处理后问题解决。

 

        但在机组点火、升温升压后，水位开始跳变，重新投用，问题依旧。重新检查管路，发现从取压点至排污阀所有管路全部保温（北方冬季气温低，业主要求管路保温），正压管水蒸汽无法顺利冷凝，导致水位跳变，拆除正压测量筒保温后问题解决。

 

3. 电容式液位计

3.1 工作原理

        电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数 ε1 和液面上的介电常数 ε2 不同，比如：ε1>ε2，则当液位升高时，电容式液位计两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降，ε 值减小，电容量也减小。

 

3.2 校验及投用注意事项

        电容式液位计主要是对液位的零点和满度对行标定，当容器液位为零时，把电容式液位计输出信号设为 4mA，对应零液位。把被

测容器注满液位，输出信号设为 20mA，对应满液位。电容式液位计根据厂家及型号的不同，具体参数设罝也不同，只要严格根据厂家资料设罝，正常投用时，测量是比较准确的。

 

3.3 实际投运案例

        北京草桥项目二期，主油箱油位采用西门子生产的 E+H、型号FMI51 电容式液位计测量，开始没按要求标定，因主油箱注油、排油麻烦，且油位尺度不易把握，只对油箱不为零时进行标定，结果测量误差较大，#后，我们做了一只小容器，容器内注满从油箱取来的润滑油，按照说明书要求，把液位计放进容器内，模拟油箱油位标定零位和满度后问题解决。

 

4. 结束语

        通过以上对液位计的投用分析、解决问题的方法，证明所做的分析和解决问题的方法是正确的，对以后的工作起到了一定的借鉴做用，使今后的工作少走弯路。