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摘要：分析了在凝汽器特殊的运行工况下采用差压式水位计测量凝汽器水位存在的问题，阐述了应用导波雷达液位计测量凝汽器水位的可行性和可靠性以及设备安装和使用的注意事项。凝汽器水位测量是电厂液位测量的难点，采用导波雷达液位变送器可以解决这一难题，但其安装有一定难度，改造成本和维护成本也较高，本文介绍的测量方法改造成本低，又能保证凝汽器水位测量的正确性、稳定性和可靠性。针对凝汽器水位测量不准的常见问题,从测量原理、安装注意事项及运行效果三方面对差压测量法和导波雷达液位测量法进行介绍与分析。提出在成本允许的前提下,为最大限度的减少测量误差,应选用导波雷达液位测量法。
关键词：凝汽器 水位测量 差压式水位计 导波雷达液位计保证；凝汽器水位；测量；正确
Abstract: in the condenser is analyzed under special operating conditions using differential pressure type water level gauge measuring the problems existing in the condenser water, expounds the application of guided wave radar level gauge measuring the feasibility and reliability of the condenser water and installation of equipment and use the matters needing attention. Condenser water level measurement is a key problem for power plant level measurement, adopting guided wave radar level transmitter can solve this problem, but the installation has the certain difficulty, renovation costs and maintenance costs are high, in this paper, the measuring method of reconstruction of low cost, and can ensure the correctness of the condenser water level measurement, the stability and reliability. For condenser water level measurement is allowed to common problems, from the measurement principle, notable matters of installation and operation effect of tripartite face differential pressure measuring method and the guided wave radar level measurement method is introduced and analyzed. Put forward on the premise of cost allows for maximum limit reduce measurement error, should choose guided wave radar level measurement method.
Keywords: condenser water level measuring differential pressure type water level gauge guided wave radar level meter guarantee; Condenser water level; Measurement; correct
中图分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
维持汽轮机凝汽器水位在允许工作范围内，对确保汽轮机组安全、经济运行起着重要作用，凝汽器水位高会使凝结水过冷度增加，真空下降，严重时可能造成汽轮机低压缸安全门爆破；凝汽器水位过低将引起凝结水泵汽化。无论发生哪种异常工况都会直接影响到机组的安全性和经济性。通常采用调节化学补给水调节阀开度的方式来控制凝汽器水位，当水位上升时，关小补水调门；反之则开大调门补水。所以凝汽器水位测量信号作为被调量，务必准确地引入凝汽器水位自动调节系统，以保证自动调节系统正确快速地进行调节，维持凝汽器水位在允许工作范围内。
1、采用平衡容器式差压水位计测量凝汽器水位
早在上个世纪六七十年代，凝汽器水位信号的测量也同大多数容器一样，通常采用平衡容器式差压水位计测量，在蒸汽取样管上安装冷凝器来建立一个恒定的基准压头，如图1所示。但是与工作在正压状态下的容器不同，凝汽器的运行工况有其自身的特殊性，凝汽器内
部工质的变化是利用循环冷却水把汽轮机低压缸的排汽热量带走，将蒸汽凝结为水的过程，其工作压力低于大气压，也就是和们通常所说的真空状态。在真空状态下，冷凝器很难贮存到冷凝水，无法建立起恒定的压头，因而无法测出实际水位。
为了保证冷凝器中能够建立起恒定的压头，可采用如图2所示的安装方法
为使变送器运行初期所测差压能够正確反映水位的变化，在凝汽器建立真空前，就在变送器的正压侧灌满水，然后关闭灌水阀。这样如果灌水阀不内漏且凝汽器的正压管路上没有其他泄漏点，凝汽器建立真空后，正压侧的水不会因真空而被吸回凝汽器内部，解决在差压变送器投运初期正压侧不能凝满水的问题，但因为增加了灌水口，增加了泄漏点存在的可能，因此这种方法，看似能解决在变送器投运初期正压侧不能溢满水的问题，但是更增加了正压侧泄漏的可能性，实际应用中也发现不能避免凝汽器水位差压变送器正压侧泄漏的问题。
2、采用重度式差压水位计测量凝汽器水位
2.1测量方法
根据凝汽器工作特性遵循物理学重度的测量原理，凝汽器逐渐采用生度式水位测量方法，如图3所示。取消了冷凝器，并将正、负压测取样管对调正压侧取自凝汽器底部，
负压侧引接自凝汽器上部蒸汽侧，仪表管路从取样点水平引出后再垂直向上至少800MM，防止做完功的贬汽在仪表管路中凝结，然后向下连接到变送器。另外，水位计投运一段时间后，负压侧或多或少地会产生冷凝水，所以要加装排水罐排水，排污管的取样口需与正压侧取样口水平高度一致，否则需进行零点迁移，而负压管H段则必须充满冷凝水。根据变送器的差压与水位成正比关系，测出差压即可得出水位。
2.2实际应用
在凝汽器重度式差压水位计的实际应用中，常常出现测量不准确的情况，原因主要有以下几点为：
（1）真空系统对测量严密性要求极高，稍有泄漏，测量管路内的冷凝水就会被吸入凝汽器，水位计因此无法正常工作。在这套测量装置中，共有8个阀门，外加若干接头、焊点、泄漏率极高，并且真空系统的泄漏尚无较为有效的办法判断漏点，堵住漏点，造成水位信号测量不准确。
（2）凝汽器水位计的负压管H段必须充满冷凝水，在水位计刚投入运行、机组启动或是负压侧漏真空时，会造成该段冷凝水减少，低于正压侧取样口的水平高度，变送器测得的差压增大，水位信号偏大，这时就需要向负压管灌水，再排污，维护不便。
（3）凝汽器水位计运行一段时间后，负压侧会产生多余的冷凝水，即H段水位升高，造成变送器测得的差压减小，水位信号偏小，所以常常要通过排污罐排去多余的冷凝水。
3、应用磁翻板电远传液位变送器测量凝汽器水位
电远传变送器安装在磁翻板液位计上如图4所示。它主要通过磁浮子上下移动，经磁耦合作用使测量导杆内的舌簧管依次动作，从而获得与液位相对应的测量信号，再转换成4～20标准电流信号输出，与计算机联接达到远传显示的目的。
实际应用要注意的问题
（1）测量精度低，原因是舌簧管的尺寸是1CM，所以液位信号的测量精度是1CM，因此只能用作测量显示，而不能用作水位调节的输入信号来用。
（2）当与凝汽器相连的连通管内有杂质或沉积物时，会造成测量的不准确。这时需要打开连通管下部的排污门进行排污，排污时一定要注意将连接凝汽器与连通管之间的阀门关闭，防止真空的作用使连通管内的磁浮子损坏。
4、应用导波雷达液位计测量凝汽器水位
4.1测量原理
近年来，随着科学技术的发展，导波雷达物位计趆来趆多地应用于物位的测量。它主要由天线、信号转换器、密封系统和过程连接等几部份组成，采用电源两线制技术，24V DC，传输信号为4~20MA DC和数字通讯(HART)，操作者可通过PC软件或HART进行控制。其工作原理是以时域反射原理为基础，即发射-反射-接收的工作模式。雷达液位计的天线以光速发射电磁脉冲信号，发射波在被测介质表面产生反射，反射的回波信号仍由天线接收，信号经智能处理后得出介质与天线之间的距离，送终端显示、报警和操作等。电磁脉冲信号从发射到接收的时间间隔与天线 到介质表面的距离成正比，即：
D=CT/2
式中：
D-天线到介质表面的距离
C-光速
T电磁脉冲波从发射到接收的时间间隔
雷达液位计记录电磁脉冲波经历的时间，而光速是一常数，则可算出介质表面到天线的距离，从而得出液位值。
4.2性能特点
（1）导波雷达液位计采用一体化设计，主要由电子元件和天线构成，无可动部件，不易泄漏，机械性能稳定，不存在机械磨损，使用寿命长。
（2）天线采用高质量的材料，化学性能稳定，抗腐蚀能力强，能适应腐蚀性很强的环境。
（3）雷达液位计发出的电磁波能穿过真空，不需传输媒介，不受大气、蒸汽、容器内挥发物的影响。
（4）几乎能用于所有液体的液位测量。
（5）采用非接触式测量，不受容器内液体密度、浓度、温度、压力等物理特性的影响。
（6）测量范围大，最大的测量范围可达0～27M，可用于高温、高压的液体测量。
（7）干扰回波可由内部的模糊逻辑自动抵制。
（8）参数设定方便，可通过PC软件或HART在远程或直接在液位计的通信端设定。
4.3安装应用
导波雷达液位计既然在真空状态下也可以进行测量，所以将其应用于凝汽器水位的测量是可行的。安装示意图如图5所示，将凝汽器热井内的水引入旁通管，雷达液位计通过法兰、垫圈等与旁通管紧密连接，位于旁通管底部的排污门可排出水中的杂质、沉积物等，保证天线的正常工作。
在安装时就注意以下几点：
（1）雷达液位计天线的轴线必须与液的反射表面垂直。保证液面将电磁脉冲波反射回天线；
（2）雷达液位计的安装位置距罐壁距离应大于300MM探头的末端固守到罐底，或使其居中，以免将罐壁上的上虚假信号误作为回波信号；
（3）安装完毕以后，可用PC軟件观察反射波曲线图，判断液位计安装是否恰当，降低干扰波的强度，有效去除干扰波的影响。
4.4日常维护
导流雷达液位计采用一体化设计，无可动部件，不易泄漏，因而维护量少，通常只有在机组检修后再次启动时，由于测量管路中可能会有杂质、污物，需打开排污门排出杂质即可。
导波雷达液位计是基于电磁脉冲波沿着天线 传输的时域反射原理，电磁脉冲波以光速发射，从介质表面被反射并返回到信号转换器，因为光速是一常数，并且与罐内气体成分无关，因此无需标定。
在日常维护中，可以用PC机远程观察反射波曲线图，对于其后可能新产生的干扰波，可以利用液位计识别虚假波的功能，除去这些干扰反射波的影响，保证测量的准确性。
5、束结语
导波雷达物位计无可动部件、不易泄漏、没有机械磨损、非接触式测量、维护量少、无需标定、精度高，无论是有毒介质还是腐蚀性介质，无论是固体、液体还是粉尘性、浆状介质，也无论是真空还是受压状态，它都可进行测量，测量不受粉尘、蒸汽和泡沫的影响，不受介电常数、温度和压力变化的影响，不受物料的影响，也不受罐形状的影响，所以它必将趆来趆广泛的应用于各行各业、各种介质的物位测量中。
关键词：凝汽器 水位测量 差压式水位计 导波雷达液位计保证；凝汽器水位；测量；正确
Abstract: in the condenser is analyzed under special operating conditions using differential pressure type water level gauge measuring the problems existing in the condenser water, expounds the application of guided wave radar level gauge measuring the feasibility and reliability of the condenser water and installation of equipment and use the matters needing attention. Condenser water level measurement is a key problem for power plant level measurement, adopting guided wave radar level transmitter can solve this problem, but the installation has the certain difficulty, renovation costs and maintenance costs are high, in this paper, the measuring method of reconstruction of low cost, and can ensure the correctness of the condenser water level measurement, the stability and reliability. For condenser water level measurement is allowed to common problems, from the measurement principle, notable matters of installation and operation effect of tripartite face differential pressure measuring method and the guided wave radar level measurement method is introduced and analyzed. Put forward on the premise of cost allows for maximum limit reduce measurement error, should choose guided wave radar level measurement method.
Keywords: condenser water level measuring differential pressure type water level gauge guided wave radar level meter guarantee; Condenser water level; Measurement; correct
中图分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
维持汽轮机凝汽器水位在允许工作范围内，对确保汽轮机组安全、经济运行起着重要作用，凝汽器水位高会使凝结水过冷度增加，真空下降，严重时可能造成汽轮机低压缸安全门爆破；凝汽器水位过低将引起凝结水泵汽化。无论发生哪种异常工况都会直接影响到机组的安全性和经济性。通常采用调节化学补给水调节阀开度的方式来控制凝汽器水位，当水位上升时，关小补水调门；反之则开大调门补水。所以凝汽器水位测量信号作为被调量，务必准确地引入凝汽器水位自动调节系统，以保证自动调节系统正确快速地进行调节，维持凝汽器水位在允许工作范围内。
1、采用平衡容器式差压水位计测量凝汽器水位
早在上个世纪六七十年代，凝汽器水位信号的测量也同大多数容器一样，通常采用平衡容器式差压水位计测量，在蒸汽取样管上安装冷凝器来建立一个恒定的基准压头，如图1所示。但是与工作在正压状态下的容器不同，凝汽器的运行工况有其自身的特殊性，凝汽器内
部工质的变化是利用循环冷却水把汽轮机低压缸的排汽热量带走，将蒸汽凝结为水的过程，其工作压力低于大气压，也就是和们通常所说的真空状态。在真空状态下，冷凝器很难贮存到冷凝水，无法建立起恒定的压头，因而无法测出实际水位。
为了保证冷凝器中能够建立起恒定的压头，可采用如图2所示的安装方法
为使变送器运行初期所测差压能够正確反映水位的变化，在凝汽器建立真空前，就在变送器的正压侧灌满水，然后关闭灌水阀。这样如果灌水阀不内漏且凝汽器的正压管路上没有其他泄漏点，凝汽器建立真空后，正压侧的水不会因真空而被吸回凝汽器内部，解决在差压变送器投运初期正压侧不能凝满水的问题，但因为增加了灌水口，增加了泄漏点存在的可能，因此这种方法，看似能解决在变送器投运初期正压侧不能溢满水的问题，但是更增加了正压侧泄漏的可能性，实际应用中也发现不能避免凝汽器水位差压变送器正压侧泄漏的问题。
2、采用重度式差压水位计测量凝汽器水位
2.1测量方法
根据凝汽器工作特性遵循物理学重度的测量原理，凝汽器逐渐采用生度式水位测量方法，如图3所示。取消了冷凝器，并将正、负压测取样管对调正压侧取自凝汽器底部，
负压侧引接自凝汽器上部蒸汽侧，仪表管路从取样点水平引出后再垂直向上至少800MM，防止做完功的贬汽在仪表管路中凝结，然后向下连接到变送器。另外，水位计投运一段时间后，负压侧或多或少地会产生冷凝水，所以要加装排水罐排水，排污管的取样口需与正压侧取样口水平高度一致，否则需进行零点迁移，而负压管H段则必须充满冷凝水。根据变送器的差压与水位成正比关系，测出差压即可得出水位。
2.2实际应用
在凝汽器重度式差压水位计的实际应用中，常常出现测量不准确的情况，原因主要有以下几点为：
（1）真空系统对测量严密性要求极高，稍有泄漏，测量管路内的冷凝水就会被吸入凝汽器，水位计因此无法正常工作。在这套测量装置中，共有8个阀门，外加若干接头、焊点、泄漏率极高，并且真空系统的泄漏尚无较为有效的办法判断漏点，堵住漏点，造成水位信号测量不准确。
（2）凝汽器水位计的负压管H段必须充满冷凝水，在水位计刚投入运行、机组启动或是负压侧漏真空时，会造成该段冷凝水减少，低于正压侧取样口的水平高度，变送器测得的差压增大，水位信号偏大，这时就需要向负压管灌水，再排污，维护不便。
（3）凝汽器水位计运行一段时间后，负压侧会产生多余的冷凝水，即H段水位升高，造成变送器测得的差压减小，水位信号偏小，所以常常要通过排污罐排去多余的冷凝水。
3、应用磁翻板电远传液位变送器测量凝汽器水位
电远传变送器安装在磁翻板液位计上如图4所示。它主要通过磁浮子上下移动，经磁耦合作用使测量导杆内的舌簧管依次动作，从而获得与液位相对应的测量信号，再转换成4～20标准电流信号输出，与计算机联接达到远传显示的目的。
实际应用要注意的问题
（1）测量精度低，原因是舌簧管的尺寸是1CM，所以液位信号的测量精度是1CM，因此只能用作测量显示，而不能用作水位调节的输入信号来用。
（2）当与凝汽器相连的连通管内有杂质或沉积物时，会造成测量的不准确。这时需要打开连通管下部的排污门进行排污，排污时一定要注意将连接凝汽器与连通管之间的阀门关闭，防止真空的作用使连通管内的磁浮子损坏。
4、应用导波雷达液位计测量凝汽器水位
4.1测量原理
近年来，随着科学技术的发展，导波雷达物位计趆来趆多地应用于物位的测量。它主要由天线、信号转换器、密封系统和过程连接等几部份组成，采用电源两线制技术，24V DC，传输信号为4~20MA DC和数字通讯(HART)，操作者可通过PC软件或HART进行控制。其工作原理是以时域反射原理为基础，即发射-反射-接收的工作模式。雷达液位计的天线以光速发射电磁脉冲信号，发射波在被测介质表面产生反射，反射的回波信号仍由天线接收，信号经智能处理后得出介质与天线之间的距离，送终端显示、报警和操作等。电磁脉冲信号从发射到接收的时间间隔与天线 到介质表面的距离成正比，即：
D=CT/2
式中：
D-天线到介质表面的距离
C-光速
T电磁脉冲波从发射到接收的时间间隔
雷达液位计记录电磁脉冲波经历的时间，而光速是一常数，则可算出介质表面到天线的距离，从而得出液位值。
4.2性能特点
（1）导波雷达液位计采用一体化设计，主要由电子元件和天线构成，无可动部件，不易泄漏，机械性能稳定，不存在机械磨损，使用寿命长。
（2）天线采用高质量的材料，化学性能稳定，抗腐蚀能力强，能适应腐蚀性很强的环境。
（3）雷达液位计发出的电磁波能穿过真空，不需传输媒介，不受大气、蒸汽、容器内挥发物的影响。
（4）几乎能用于所有液体的液位测量。
（5）采用非接触式测量，不受容器内液体密度、浓度、温度、压力等物理特性的影响。
（6）测量范围大，最大的测量范围可达0～27M，可用于高温、高压的液体测量。
（7）干扰回波可由内部的模糊逻辑自动抵制。
（8）参数设定方便，可通过PC软件或HART在远程或直接在液位计的通信端设定。
4.3安装应用
导波雷达液位计既然在真空状态下也可以进行测量，所以将其应用于凝汽器水位的测量是可行的。安装示意图如图5所示，将凝汽器热井内的水引入旁通管，雷达液位计通过法兰、垫圈等与旁通管紧密连接，位于旁通管底部的排污门可排出水中的杂质、沉积物等，保证天线的正常工作。
在安装时就注意以下几点：
（1）雷达液位计天线的轴线必须与液的反射表面垂直。保证液面将电磁脉冲波反射回天线；
（2）雷达液位计的安装位置距罐壁距离应大于300MM探头的末端固守到罐底，或使其居中，以免将罐壁上的上虚假信号误作为回波信号；
（3）安装完毕以后，可用PC軟件观察反射波曲线图，判断液位计安装是否恰当，降低干扰波的强度，有效去除干扰波的影响。
4.4日常维护
导流雷达液位计采用一体化设计，无可动部件，不易泄漏，因而维护量少，通常只有在机组检修后再次启动时，由于测量管路中可能会有杂质、污物，需打开排污门排出杂质即可。
导波雷达液位计是基于电磁脉冲波沿着天线 传输的时域反射原理，电磁脉冲波以光速发射，从介质表面被反射并返回到信号转换器，因为光速是一常数，并且与罐内气体成分无关，因此无需标定。
在日常维护中，可以用PC机远程观察反射波曲线图，对于其后可能新产生的干扰波，可以利用液位计识别虚假波的功能，除去这些干扰反射波的影响，保证测量的准确性。
5、束结语
导波雷达物位计无可动部件、不易泄漏、没有机械磨损、非接触式测量、维护量少、无需标定、精度高，无论是有毒介质还是腐蚀性介质，无论是固体、液体还是粉尘性、浆状介质，也无论是真空还是受压状态，它都可进行测量，测量不受粉尘、蒸汽和泡沫的影响，不受介电常数、温度和压力变化的影响，不受物料的影响，也不受罐形状的影响，所以它必将趆来趆广泛的应用于各行各业、各种介质的物位测量中。