秦山三厂的核岛系统的差压式液位变送器由于安装位置、测量方式等不同,需要对差压式液位变送器(双法兰液位变送器)的零点进行迁移。变送器几种零点迁移的示意图如图2所示。
2.1 变送器的无迁移
当差压式液位变送器安装在敞口容器上测量液位时,正压侧与容器低部(液位基准面)取压点在同一水平高度时;或差压式液位变送器的负压侧采用“干腿”系统,同时正压侧与容器低部(液位基准面)取压点在同一水平高度时,变送器的零点一般不需迁移。变送器得到的差压就是P =ρgH ,差压式液位变送器的标定范围为0~ρgHmax(单位为kPa)。变送器的差压与液位高度成正比关系,液位为零时变送器的压差也为零。液位达到满量程时,变送器的压差也达到满量程。
2.2 变送器的正迁移
秦山三厂的核岛系统的液位变送器较多的安装在容器#小液位面的下部几米处。当变送器的负压侧采用“干腿”系统或直接对空时,需要对差压式液位变送器的零点进行正迁移。此时作用在变送器的压差为:
ΔP =ρ1h1g +ρgH (1)
式中: h1 —变送器正侧至#小液位面的距离;H—被测容器液体高度;ρ ,ρ1 —被测液体的密度、取压管线里液体的密度。
当H=0时,ΔP =ρ1h1g >0 ,对于无迁移的变送器,此时输出为高于下限值4 mA;当容器液位达到满量程即H为上限时,变送器的输出高于20 mA。为了维持变送器在H为0时输出4 mA,H为上限时仪表输出20 mA,需要同时增大变送器出入的上、下限。下限为ρ1h1g(单位为
kPa),上限(ρ1h1g +ρgH max)(单位为kPa),变送器的标定范围为[ρ1h1g -(ρ1h1g +ρgH max)](单位为kPa)。
2.3 变送器的负迁移
秦山三厂的核岛系统的液位变送器较多的采用
“湿腿”系统测量液位,正压侧取压管接至容器的#小液位面处,负压侧取压管接至容器的顶部并冲满液体,变送器安装在设备#小液位面的下部几米处,这样的安装和测量方式需要对差压式液位变送器的零点进行负迁移。此时正负压侧的压力分别为:
P正=ρ1h1g +ρgH +Pg +ρ2h3g
P负=ρ1h2 g +Pg
变送器的压差为:
ΔP =P正-P负=ρ2h3g +ρgH -ρ1g(h2 -h1)
式中:ρ ,ρ1 ,ρ2 —被测液体的密度、取压管线里液体的密度和容器顶部气(汽)相的密度;h1 ,h2 —变送器正负压侧到容器的#小液位面处和容器顶部的高度;H,h3 —容器液体高度和容器顶部气(汽)相的高度,Pg—容器中气相(汽相)的压力。从变送器计算公式可看出,当H=0 时
ΔP =ρ2 g(h3 +Hmax)-ρ1g(h2 -h1),由于ρ2 远小于ρ1 ,h2 >h1,所以ΔP <0,对于无迁移变送器的输出低于其下限值4 mA,而且在实际工作中,往往ρ1 >ρ ,h3 一般也不为零,所以即使H为上限值,变送器的输出仍会低于其下限值4 mA,这样变送器就无法正常工作。因此要在变送器上调整迁移量,即在维持原来量程不变的条件下,同时减少变送器的输入的上、下限,使变送器的输出与液位成比例关系。
下限为:[ρ2 g(h3 +Hmax)-ρ1g(h2 -h1)(] 单位为kPa);
上限为:[ρgHmax +ρ3h3g -ρ1g(h2 -h1)(] 单位为kPa);变送器的标定范围为:[ρ2 g(h3 +Hmax)-ρ1g(h2 -h1)]-[ρgHmax +ρ3h3g -ρ1g(h2 -h1)(] 单位为kPa)。