對(duì)于承壓容器的安全工作來(lái)說(shuō)，液位數(shù)據(jù)是其中一項(xiàng)重要過(guò)程參數(shù)。實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，承壓容器內(nèi)的液位與壓力很多時(shí)候都是處于動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程中，外部工況條件的改變也同時(shí)有可能導(dǎo)致測(cè)量過(guò)程中測(cè)量值與實(shí)際液位發(fā)生較大的偏差，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的安全造成隱患。為了讓用戶(hù)對(duì)于此現(xiàn)象有一個(gè)客觀的了解，小編通過(guò)本文介紹了差壓液位變送器進(jìn)行式液位測(cè)量方法的基本原理，對(duì)其中引起誤差的多個(gè)因素進(jìn)行了分析和計(jì)算，說(shuō)明了液位補(bǔ)償?shù)幕驹瓌t，并通過(guò)實(shí)例對(duì)補(bǔ)償前后的液位進(jìn)行了測(cè)量誤差分析，希望對(duì)于大家的工作有所幫助。　　

        本文概述
　　在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，高溫高壓承壓容器有著**的應(yīng)用，如火力發(fā)電中的鍋爐汽包、核電中的蒸汽發(fā)生器等，均為承壓容器。這類(lèi)承壓容器多在高溫高壓條件下工作，其中水和水蒸汽一般為飽和狀態(tài)，其液位測(cè)量和控制是安全運(yùn)行過(guò)程的重要一環(huán)。
　　此類(lèi)容器的液位測(cè)量，目前常用的是利用差壓方法[1]，即通過(guò)差壓變送器測(cè)量壓差從而計(jì)算液位。一般地，液位計(jì)算中選取幾個(gè)正常工作點(diǎn)，按照相應(yīng)的密度進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)工作范圍變化比較大時(shí)，這種方法會(huì)造成比較大的誤差。
　　本文從原理上詳細(xì)分析了差壓式液位測(cè)量方法產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因，以及相應(yīng)誤差的計(jì)算方法，并用該方法對(duì)某實(shí)際承壓容器的差壓式液位測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了補(bǔ)償，驗(yàn)證了計(jì)算方法的有效性。
　　1 承壓容器差壓式液位測(cè)量原理簡(jiǎn)介
　　采用差壓方法進(jìn)行承壓容器液位測(cè)量的基本原理如圖 1所示，差壓變送器正壓側(cè)通過(guò)使用平衡容器來(lái)維持恒定的壓力，負(fù)壓側(cè)與容器下取壓口通過(guò)引壓管直接相連。當(dāng)容器內(nèi)液位發(fā)生變化后，負(fù)壓側(cè)的壓力發(fā)生變化，從而正、負(fù)壓側(cè)的差壓發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量差壓以達(dá)到測(cè)量液位的目的。
　　以上工作壓力變化所引起的誤差可以通過(guò)改變平衡容器的布置方式來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償[2][3][4]，不過(guò)通過(guò)平衡容器補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ荒鼙ＷC在一定液位運(yùn)行時(shí)有效，當(dāng)液位變化較大時(shí)，誤差也會(huì)越大。
　　工作壓力變化所帶來(lái)誤差的根本原因是差壓變送器測(cè)量得到真實(shí)差壓后，由于工作壓力變化導(dǎo)致容器和測(cè)量管路內(nèi)水和水蒸氣的密度發(fā)生變化，由差壓計(jì)算液位的過(guò)程仍舊使用在標(biāo)定壓力下水和水蒸氣密度值，導(dǎo)致出現(xiàn)誤差。如果能夠得到當(dāng)前工作壓力，在計(jì)算環(huán)節(jié)使用補(bǔ)償算法，利用水和水蒸汽參數(shù)表IAPWS-IF97[5]計(jì)算當(dāng)前容器內(nèi)介質(zhì)的密度值，則可以消除由于工作壓力變化所帶來(lái)的液位誤差。
　　2.2 參考段溫度變化引起的誤差
　　如圖 1所示，當(dāng)在運(yùn)行工況條件下標(biāo)定差壓式液位測(cè)量裝置時(shí)，除標(biāo)定壓力外，也要確定標(biāo)定條件下的參考段溫度（文中稱(chēng)為標(biāo)定溫度）。一般來(lái)說(shuō)，承壓容器多在高溫高壓條件下工作，相應(yīng)的參考段溫度也會(huì)受到影響，如果參考段溫度發(fā)生變化，液位測(cè)量也會(huì)產(chǎn)生誤差。
　　2.4 其他誤差
　　容器內(nèi)流體動(dòng)壓頭引起的誤差：
　　差壓式液位測(cè)量裝置在標(biāo)定過(guò)程中，通常認(rèn)為容器內(nèi)液體為靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮取壓口流體流動(dòng)的影響。一般來(lái)說(shuō)，承壓容器主要用于熱量交換，多在高溫高壓條件下工作，都存在流體流動(dòng)的狀況，采用差壓式變送器測(cè)量液位過(guò)程中，上下取壓口附近流體流動(dòng)所引起的動(dòng)壓頭會(huì)對(duì)變送器的壓力測(cè)量正負(fù)端產(chǎn)生影響，從而對(duì)液位測(cè)量帶來(lái)誤差。
　　平衡容器及變送器引壓管布置
　　如圖 1所示，平衡容器的作用是使差壓變送器正壓端壓力由穩(wěn)定液位產(chǎn)生，保證測(cè)量準(zhǔn)確性，如果平衡容器設(shè)計(jì)不合理，會(huì)導(dǎo)致在承壓容器內(nèi)溫度壓力大范圍波動(dòng)時(shí)，冷凝器中液體發(fā)生沸騰等狀況，導(dǎo)致液位波動(dòng)，對(duì)液位測(cè)量帶來(lái)誤差；引壓管布置應(yīng)該從上部取壓口到平衡容器進(jìn)口有向上的坡度，這樣當(dāng)蒸汽在平衡容器中凝結(jié)后，能夠回流至承壓容器內(nèi)，從而保持平衡容器中液位恒定；而冷凝器與上部取壓口之間的引壓管也不能過(guò)長(zhǎng)，過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致蒸汽在引壓管內(nèi)已經(jīng)凝結(jié)完成，然后回流承壓容器，而不能往平衡容器中補(bǔ)充液體，導(dǎo)致液位不穩(wěn)定從而帶來(lái)誤差[8]。
　　承壓容器的熱脹冷縮：
　　如果要精確計(jì)算承壓容器內(nèi)液位，也要考慮到承壓容器本身的熱脹冷縮特性，由于容器溫度的變化，承壓容器的尺寸會(huì)發(fā)生變化，相應(yīng)的液位計(jì)算也需要修正。
　　3 差壓式液位測(cè)量校正對(duì)比
　　根據(jù)以上差壓式液位測(cè)量裝置誤差原因分析，現(xiàn)對(duì)某承壓容器在運(yùn)行過(guò)程中記錄的液位進(jìn)行分析，以驗(yàn)證以上分析的合理性和正確性。
　　該承壓容器針對(duì)不同工作狀態(tài)下的液位測(cè)量，分別布置了兩個(gè)差壓變送器，其中變送器1針對(duì)承壓容器在正常功率運(yùn)行時(shí)來(lái)測(cè)量液位，其標(biāo)定壓力為5.6MPa，標(biāo)定參考段溫度為25℃，變送器2針對(duì)承壓容器在啟動(dòng)過(guò)程中測(cè)量液位，其標(biāo)定壓力為0.1MPa，標(biāo)定參考段溫度也為25℃。
　　在正常運(yùn)行條件下，兩個(gè)變送器測(cè)量的是同一個(gè)液位，測(cè)量結(jié)果應(yīng)該不會(huì)偏差很大，由于標(biāo)定條件的差異，兩者之間存在較大偏差；經(jīng)過(guò)校正計(jì)算后，得到不同功率條件下的變送器1和變送器2的測(cè)量結(jié)果比較接近，如圖 3所示，可以說(shuō)明上節(jié)給出的誤差計(jì)算方法的有效性。
　　5 結(jié)論
　　作為承壓容器液位測(cè)量的經(jīng)典方法，差壓式液位測(cè)量裝置在現(xiàn)代工業(yè)中得到了普遍應(yīng)用。但由于差壓式液位測(cè)量裝置由引壓管、冷凝罐和差壓變送器組成，且事先需要在參考段內(nèi)充水，屬于容器液位測(cè)量的間接測(cè)量方法，易受容器內(nèi)介質(zhì)的密度、參考段內(nèi)水的密度、以及容器取壓口處流體動(dòng)壓頭等因素的影響。本文針對(duì)這些因素進(jìn)行了誤差分析，提出了補(bǔ)償計(jì)算方法，并通過(guò)實(shí)例論證了該方法的有效性，較好地彌補(bǔ)了差壓式液位測(cè)量方法的不足。

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