摘要：核电厂变送器作为仪控专业仪表仪器重要的组成部分，对核电厂的稳定、安全运营起着不可替代的作用，这些变送器在安装过程中由于实际环境的影响，需要对原始变送器进行迁移调教，只有保证正确的迁移才能保证这些变送器在后续可以准确的测量。核电厂变送器主要分为压力变送器、差压变送器以及差压液位测量变送器。本文以差压液位变送器为例，介绍了核电厂变送器迁移的工作原理和过程。
关键词：变送器 迁移 工作解析
1.差压式液位变送器的测量原理
液位测量为核电厂控制系统提供了重要参数值。核电厂中一些重要的液位都是通过差压式液位变送器（以下简称变送器）进行测量的，例如蒸汽发生器宽量程\窄量程液位、稳压器液位等等，液位测量的准确性与可靠性直接关系到核电厂能否安全和可靠的运行。变送器正迁移加电流信号反向输出的方法实现液位测量。现场在安装和调试过程中发现存在很多问题，为今后安全、可靠、高效的执行变送器维护提出了新的挑战。为确保日常生产中变送器的测量准确性与可靠性，必须采取有针对性的维护方法。
差压式变送器用来测量液位是较为常见的应用，其基本原理是把液位高度的变化转换成压力的变化，当容器内的液位改变时，液注产生的静压也相应的变化，即液体压强公式：P=ρgh，压力与液位高度成正比。
实际应用时，由于环境或者系统工况的限制，变送器安装位置往往不能和待测容器处于同一个水平位置。另外在测量蒸汽发生器、稳压器等密闭容器的液位时，为了防止变送器的仪表管中出现气泡造成测量不准确，并保持参考液柱高度恒定，因此一般在变送器的正负测量端加装冷凝罐。以上这些安装情况都会造成P=ρgh不能准确反应液位的变化，通常采用的解决方法为零点迁移（包括正迁移与负迁移）。通过对变送器的正负迁移，使测得的差压值与液位变化相对应的变化，从而实现液位的测量。如图1所示，曲线A为未迁移态下P-I（差压与输出电流特性）曲线；负迁移是P-I曲线向横坐标负方向移动，如曲线B；正迁移是P-I曲线向横坐标正方向移动，如曲线C。移动的距离ΔP即为迁移量。
图1
2.核岛差压式液位变送器的特点
以某核电蒸汽发生器1号、2号窄量程液位为例，其采用正迁移加电流信号反向输出的方法测量液位，即汽侧接变送器正压侧，水侧接变送器负压侧，最终对变送器进行P-I的反向输出
蒸汽发生器1号、2号窄量程液位变送器用于向保护和安全监控系统（PMS）和多样化驱动系统（DAS）提供蒸汽发生器液位保护、控制和报警信号，实现触发反应堆紧急停堆、触发汽轮机紧急停机等保护功能（四取二逻辑），主给水流量控制、启动给水流量控制等控制功能。SG1&2窄量程液位变送器测量的介质为高温（设计参数为316℃）、高压（设计参数为8.17MPa）和高放射性的流体，量程范围为61.30～14.55kPa，对应的液位值为0%-100%（0-642.6cm）液位。因此测量仪表也需要满足抗辐射、耐高温高压、抗干扰、低噪声和高绝缘等要求，同时由于液位参数需要参与停堆保护，测量液位的差压变送器选择1E级设备。
3.差压式液位变送器迁移计算过程
以某核电安注箱差压式液位变送器为例，其箱内介质为1.14%的含硼水、充压气体为氮气，计算条件温度为50℃、压力为4.3MPa，安注箱内含硼水密度为ρ1=989.9Kg/m3，上部取压头PH1=2.35m、下部取压头PB1=-0.056m、最高水位H1=1.456m、最低水位B1=1.026m，变送器高度L=-2.217，环境温度30℃，仪表管内含硼水密度ρ3=997.6Kg/m3、仪表管内氮气密度ρ2=48.3Kg/m3。如图2所示。
图2
当4mA时，ΔP0=g[（B1-PB1）]ρ1+（PB1-L）ρ3-（B1-L）ρ2
=30.09KaPa
当20mA时，ΔP100=g[（H1-PB1）]ρ1+（PB1-L）ρ3-（H1-L）ρ2
=34.06KaPa
测量范围ΔP100-ΔP0=3.97 KaPa
测量量程30.09 KaPa~ 34.06KaPa
4.差压式液位变送器的调校
对仪表进行校验前，要先确认差压变送器两侧的根阀处于关闭状态；关闭五阀组正压侧二次阀，打开平衡阀，关闭负压侧二次阀；稍微打开负压侧排污阀，注意收集放射性介质；然后完全打开负压侧排污阀，打开变送器一侧排污螺钉，使阀组及变送器内介质流出，注意收集放射性介质；之后正确连接压力校验仪打压管线至五阀组负压侧校验口，如图3所示。
图3
对变送器打压吹扫，吹出残留液体介质，最后关闭平衡阀，关闭变送器排污螺钉。打开变送器电气盒“端子侧”表盖，正确连接压力校验仪至变送器端子的电气信号线。打开阀组负压侧排污阀、正压测排污阀，平稳升压至变送器最大量程，并保压5分钟，确认压力无泄漏后卸去压力。根据差压变送器量程输入变送器量程上限值压力，读取变送器输出电流值判断是否满点超差，若满点超差，调整量程调整螺钉直至满点输出电流满足要求；输入变送器量程下限值压力，根据输出电流值判断是否零点超差，若零点超差，调整零位调整螺钉直至零点输出电流满足要求；重复执行上述操作，直至变送器零点、满点输出电流满足要求。按照变送器上行程方向（满量程的0%，25%，50%，75%，100%）进行加压校验，测量每点压力对应的输出电流值，并记录结果；按照变送器下行程方向（满量程的100%，75%，50%，25%，0%）进行减压校验，测量每点压力对应的输出电流值，并记录结果。分析计算校验数据，如误差符合要求，则恢复设备状态；如校验数据超差，分析原因并进行处理。
参考文献
[1]胡小林，差压式水位变送器的调试，电力建设，2003，24（11）：35-36
[2]汪玉忠，差压式液位测量技术问答，自动化博览，2010，27（10）：110-114
论文作者:席利国
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/20
标签：变送器论文; 液位论文; 测量论文; 量程论文; 核电厂论文; 压力论文; 液位变送器论文; 《建筑学研究前沿》2018年第29期论文;