水箱壓力的測(cè)量

1、水箱壓力的測(cè)量摘要：測(cè)量水箱壓力可通過(guò)一下三個(gè)例子：1.水箱壓力檢測(cè)用流體解決方案：液體傳感器需要一 種介質(zhì)相容的固體壓力傳感器.傳感器的壓力范圍取決于必須檢測(cè)的水塔或水箱的高度.2.直流 鍋爐啟動(dòng)時(shí)除氧器水箱壓力變化動(dòng)態(tài)特性的仿真研究：應(yīng)用質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律，導(dǎo)出 了直流鍋爐啟動(dòng)時(shí)除氧器水箱壓力變化動(dòng)態(tài)特性微分方程式，將其用于300MW直流鍋爐除氧器 水箱壓力飛升速度的仿真計(jì)算，并定量分析了影響壓力飛升速度的主要因素。關(guān)鍵字：水箱;直流鍋爐;除氧器；壓力檢測(cè)；壓力傳感器引言：水箱控制系統(tǒng)已不僅僅局限于大型的電廠、煤炭、鋼鐵等大型企業(yè)領(lǐng)域，它以自身的自 動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)慢慢

2、深入到一些民用水箱產(chǎn)品。但是目前階段，它的成本還很高。 通過(guò)水箱動(dòng)態(tài)壓力計(jì)量測(cè)試在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析，對(duì)動(dòng)態(tài)壓力計(jì)量測(cè)試在電力工業(yè)的發(fā)展和 前景作了展望，水箱壓力測(cè)量有大規(guī)模推廣的前景。我國(guó)仍然處于生產(chǎn)型發(fā)展中國(guó)家，所有幾乎 在能源相關(guān)的所有領(lǐng)域中，通過(guò)水箱壓力的測(cè)量是必不可少的，即使是發(fā)達(dá)國(guó)家也不例外。它性 能的優(yōu)良與否關(guān)系直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)安全和效益。同時(shí)對(duì)提高我國(guó)電站輔機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)水平 和運(yùn)行可靠性都具有較大的意義.1.水箱壓力檢測(cè)用流體解決方案1.1水箱壓力檢測(cè)方案的理論介紹液體傳感器需要一種介質(zhì)相容的固體壓力傳感器.傳感器的壓力范圍取決于必須 檢測(cè)的水塔或水箱的高度.本文所描述的

3、方法是用EG&G IC Sensors公司90型不銹 鋼膜片015psig傳感器檢測(cè)水箱或水塔中水的高度.由于大的化學(xué)液體容器或水箱 一般安裝在“油罐場(chǎng)”外邊，所以對(duì)于液面檢測(cè)，只向數(shù)字化系統(tǒng)提供一個(gè)模擬接口 是不夠的.這是因?yàn)橛脕?lái)連接系統(tǒng)所需要的極長(zhǎng)導(dǎo)線會(huì)導(dǎo)致IR下降、噪聲和模擬信號(hào) 的其他惡化問(wèn)題.解決方案是一種在傳感器上變換模擬-數(shù)字信號(hào)的系統(tǒng).在此應(yīng)用場(chǎng) 合，采用了 “液體高度-頻率變換器”.1.2檢測(cè)方案的理論分析系統(tǒng)的模擬前端包括供電給系統(tǒng)的LT1121線性穩(wěn)壓器.LT112是一個(gè)帶關(guān)斷功 能的微功耗、低壓降線性穩(wěn)壓器。對(duì)于這種電路或其他電路的微功耗應(yīng)用，通過(guò)單電 源腳關(guān)斷整個(gè)系統(tǒng)

4、的能力允許系統(tǒng)只在取數(shù)據(jù)時(shí)（也許每小時(shí)取一次）工作,而節(jié)省 了電源。LT1121把12V變換為9V，供電給系統(tǒng)。12v可從市電或電池中得到。LT1034 與UID用來(lái)為壓力傳感器提供1.5mA電流源。參考電壓由R4.R5.R6和10K電位器分 壓。這用來(lái)補(bǔ)償輸出放大器，使得信號(hào)不會(huì)因電源變化而變動(dòng)。運(yùn)放U1A和U1B用來(lái) 放大橋路的壓力傳感器輸出，并向U2A提供差分信號(hào)。壓力變化不依賴于水塔的直徑, 所以一個(gè)液體容器產(chǎn)生的輸出電壓與高度相同的水塔的輸出電壓是相同的。電路的其 余部分便于在長(zhǎng)距離上傳輸模擬數(shù)據(jù)。該電路從0v到5v中取-dc輸人，并且把它變 換為一頻率。對(duì)于圖1中的壓力電路，這相當(dāng)

5、于大約0hz-5khz的頻率。圖2中的電壓 一頻率變換器具有非常低的功耗,0.02%線性度、60ppm/C漂移和40ppm/v電源抑制。 在工作時(shí),c1用來(lái)切換由Q5.Q6和100PF電容器組成的電荷泵，以在0V時(shí)保持其負(fù)輸 入。LT1004和相關(guān)元器件組成電荷泵的溫度補(bǔ)償參考。100PF電容器充電到一固定電 壓。因此重復(fù)頻率是電路保持反饋的唯一自由度。比較器c1以與輸入電壓導(dǎo)出電流 完全成比例的重復(fù)頻率將均勻的電荷單元泵送到它的負(fù)輸人。這一動(dòng)作保證電路輸出 頻率由輸入電壓精確而單獨(dú)確定。該電路采用一種后接有分頻器的100MHZVCO來(lái)代替 10MHZ振蕩器。這種選擇的原因是用此 方案（在VC

6、O輸出端接分頻器）可以得到較高 的頻率穩(wěn)定性。這種配里也可大大減少相位噪聲.另一個(gè)重要的特性是,TTL兼容的 輸出可用來(lái)連接通用的數(shù)字電路。此外，用一個(gè)預(yù)定標(biāo)器或分頻器隔離振蕩器與電路 負(fù)載。所用的相位比較器是MC145151-2,它在環(huán)濾波器的輸出端產(chǎn)生VCO控制電壓信 號(hào)。調(diào)諧VCO到約100MHz變化范圍比較小。所產(chǎn)生的頻率用SP8680B預(yù)定標(biāo)器進(jìn)行 10分頻。兩個(gè)信號(hào)即10MHz參考時(shí)鐘和PLL環(huán)頻率加到比較器MC145151-2上.這兩 個(gè)輸人信號(hào)通過(guò)兩個(gè)可編程計(jì)數(shù)器。參考頻率被2410分頻，環(huán)頻率被4819分頻。振 蕩器使用2N2222,它 是在50和100MHz頻率之間最常用的

7、晶體管。電路中的所有元 件都由5V電源供電。2.直流鍋爐啟動(dòng)時(shí)除氧器水箱壓力變化動(dòng)態(tài)特性的仿真研究2.1實(shí)驗(yàn)研究的介紹直流鍋爐無(wú)論在何種方式下啟動(dòng)（冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)），都需要有專用的啟動(dòng)旁路 系統(tǒng).啟動(dòng)旁路系統(tǒng)除了保證進(jìn)人汽輪機(jī)的蒸汽品質(zhì)符合規(guī)定的要求外，還 要最 大可能地回收熱量.因此從啟動(dòng)分離器出來(lái)的疏水，通常部分或全部進(jìn)人除氧器水箱 以回收熱量.由于啟動(dòng)分離器壓力很高，而除氧器工作壓力較低，一般小于1.5MPa, 因此大量高壓疏水進(jìn)人除氧器水箱會(huì)引起水箱內(nèi)壓力飛升，從而影響除氧器工作的安全性和可靠性.國(guó)外在啟動(dòng)旁路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中大量使用了計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)，如 SULZER公司開(kāi)發(fā)的直流鍋

8、爐啟動(dòng)特性仿真軟件“ANFAR”，可模擬在給定壓力條件下 冷態(tài)(零壓)、溫態(tài)(6MPa)、熱態(tài)(10MPa)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)分離器的產(chǎn)汽量、疏水量、除 氧器水箱壓力等的動(dòng)態(tài)特性，其先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段極大地提高了啟動(dòng)旁路系統(tǒng)的安全 性和經(jīng)濟(jì)性.由于受技術(shù)轉(zhuǎn)讓范圍的限制，我國(guó)沒(méi)能引進(jìn)這方面的仿真計(jì)算軟件，因 此探討除氧器水箱內(nèi)壓力飛升速度的計(jì)算方法，可以加速發(fā)展我國(guó)的直流鍋爐啟動(dòng) 特性仿真技術(shù)。2.2壓力變化動(dòng)態(tài)特性的理論分析當(dāng)由于外界原因使除氧器水箱內(nèi)進(jìn)人的熱量和排出的熱量不平衡時(shí)，其壓力就會(huì)發(fā)生 變化.壓力變化的速度與進(jìn)人除氧器水箱的疏水量、疏水壓力、除氧器水箱內(nèi)工質(zhì)的 質(zhì)量、壓力、水溫以及除氧器水箱

9、金屬的蓄熱能力等因素有關(guān).除氧器水箱的質(zhì)量、 能量平衡情況如圖l所示。1.27MPa;質(zhì)量、能量平衡圖有效水體積 115 m32.3除糧水設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)溫度水箱總體積2.4研究總結(jié)191C;143.5 m3;正常水位時(shí)汽空間 28 m3除氧器水箱安全閥整定壓力1.275 MPa導(dǎo)出除氧器水箱內(nèi)壓力變化動(dòng)態(tài)特性微分方程，是進(jìn)行仿真模擬計(jì)算的第一步.對(duì) 該方程進(jìn)行積分運(yùn)算，即可獲得啟動(dòng)過(guò)程中除氧器水箱內(nèi)壓力變化的動(dòng)態(tài)規(guī)律，這對(duì) 提高我國(guó)電站輔機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)水平和運(yùn)行可靠性都具有較大的意義.本文在理論推導(dǎo) 中作了 3條假設(shè)，但在實(shí)際運(yùn)行中，這3條假設(shè)條件不可能全部滿足，因此會(huì)對(duì)仿真 計(jì)算帶來(lái)一定的誤差。

10、參考文獻(xiàn).小型不銹鋼壓力傳感器與腐蝕介質(zhì)相容傳感器可提供二倍于常規(guī)產(chǎn)品的特性 J.今日電子.1999(04).范存杰.BPR-3型壓力傳感器使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題J.固體火箭技術(shù). 1995(03).白韶紅.從Transducers97看壓力傳感器動(dòng)向J.電子儀器儀表用戶.1999(02).楊謹(jǐn)福.硅在壓力傳感器中的應(yīng)用J.稀有金屬.1986(01).張大有.側(cè)面安裝使用的壓力傳感器用激波管進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性校準(zhǔn)的方法研究 J.宇航計(jì)測(cè)技術(shù).2004(06).柳玉平.淺談壓力傳感器在油庫(kù)現(xiàn)代化管理中的應(yīng)用J.石油商技. 1995(06).趙建才，萬(wàn)德安，何珊，江小軍.拉-壓力傳感器線性度的有限元分析J.傳 感器技術(shù). 2001(12).從恒斌，馬彥.國(guó)外傳感器技術(shù)的發(fā)展及智能化趨勢(shì)J.黃金學(xué)報(bào).1995(02).孫以材，范兆書(shū).壓力傳感器的選用與設(shè)置J.電氣時(shí)代.2000(06).葛松揚(yáng)，郭紅，吳久峰，黃羨環(huán).萬(wàn)能軋機(jī)壓力傳感器安裝精度變化對(duì)傳感器 壽命的影響J.中國(guó)設(shè)備工程.2004(11).黃承憋.鍋爐水動(dòng)力學(xué)及鍋內(nèi)傳熱.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1982.章臣越.鍋爐動(dòng)態(tài)特