夏 浩  潘春娛  紀生中

        核電廠在運行期間會產生一些放射性液態物質，在蒸發排放壓實之前，需要經過罐子儲存進行衰變，以期達到排放標準，由于核電產生的廢液具有放射性，不論是液體還是空氣接觸不僅會導致儀表的腐蝕損壞，而且也會導致檢修人員在檢修儀表的過程中接觸到放射劑量，因此需要一種非液體接觸、空間隔絕的方法來測量液位，而通過空氣引壓原理設計而成的吹氣裝置成了最好的選擇，沒有接觸輻射的風險，且通過實體隔絕后，基本上遠離儲存廢液的罐子，檢修方便，原理簡單，能夠保持一定的精度。 

一、吹氣裝置結構及其原理

( 一) 吹氣裝置結構。吹氣裝置一般由氣源接口、變送器導壓管接口、吹氣管接口、減壓閥、小流量控制器、浮子流量計以及內部連接管組成。

(二) 吹氣裝置原理。經過設計后的吹氣裝置，其流量經過減壓閥、恒流裝置通過吹氣管道進入液體后，氣泡緩慢地從吹氣管道冒出，并保持數量恒定，在吹氣管道底部的氣體壓力PA為液體靜壓pgh與上部空氣壓力PC之和，即

PA= PC+ρgh

而壓力變送器正壓側的壓力PB為A處氣體的壓力與管道 AB之間的壓力損失ΔPAB : 

PB=ΔPAB+PA

由此可得出: 

PB=ΔPAB+PC+ρgh

而負壓側的壓力PD為C處氣體的壓力PC與管道CD之間的壓力損失ΔPCD: 

PD=ΔPCD+PC

因此正負壓測的壓差:PBD=ΔPAB－ΔPCD+ρgh

圖1 測量原理圖

      氣體管道的壓力損失與半徑、流量大小、長度有關，因此在設計上盡量讓正負壓管道距離一致，管徑一致，由于流量都是通過恒流量閥得到的，因此流量也一致，因此兩者流量損失近似一致: 

ΔPAB≈ΔPCD

這樣，就得到了: 

PBD=ρgh

因此通過測量BD之間的差壓PBD，就能夠得到罐子的液位高度h。 

二、可能的缺陷分析及處理

(一) 變送器超量程。 

1．對現場的變送器進行校驗。發現在允許的誤差范圍內，排除變送器變壞了的可能，在現場對變送器進行五點法打壓，發現控制畫面可以顯示出來數值，排除變送器到顯示通道不通的可能。 

2．對吹氣裝置本體進行檢查。拆下恒流裝置后的管道接口，在有氣體的情況下，用手堵住拆下的管道口，看恒流裝置的浮子是否回歸為0，如果回歸為0，則表示從恒流裝置到出口此段的氣體沒有泄露，因此排除了吹氣裝置本體損壞或者泄露的可能。 

3．對回路進行泄露排查。一是關閉變送器的三閥組，單獨對負壓側進行吹掃，在關閉負壓側根閥的情況下，其浮子流量顯示為0，在打開根閥的情況下，其浮子流量顯示為正常; 二是對正壓側進行吹掃，在關閉正壓側根閥的情況下，其浮子流量計顯示為0，而在打開正壓側根閥的情況下，其浮子流量顯示為零，因此基本上可以判斷是正壓側管道根閥至吹氣管道底部這部分堵塞，而罐子處于停運狀態，因此對罐子進行加熱，并用氣體對其管道進行吹掃，消除堵塞后，變送器顯示正常。 

(二) 變送器指示不穩。壓力變送器指示壓力不穩，先排除由于工況的真實波動導致的壓力不穩，接著可能的原因是吹氣管或變送器導壓管和接頭存在泄露，此時需要檢查泄露部位，并旋緊或更換接頭。 

(三) 恒流裝置浮子無流量顯示。當吹氣裝置顯示無流量指示，此時可能的原因為小流量控制閥關閉，此時可旋開小流量控制閥; 在打開小流量控制閥的情況下，也可能是因為減壓閥的輸出壓力不當，此時需要調節減壓閥式輸出壓力維持在0.2～ 0.4MPa; 或者是由于吹氣管路堵塞導致氣體不通暢，此時就需要用較高壓力的氣體對管路進行吹氣，以消除淤塞。

(四) 恒流裝置浮子超量程。同樣當吹氣裝置流量顯示超量程，此時也需要對小流量控制閥進行調節，對減壓閥的輸出壓力進行調節，如果發現還是無法降低流量指示浮子到正常位置，此時可能就是流量控制閥的損壞，需要進一步的維修或者返廠處理。 

(五) 恒流裝置浮子上下浮動。當吹氣裝置流量不穩定或者浮子在上下抖動，此時可能的原因是吹氣裝置未保持垂直安裝，因此浮子在重力和浮力的作用下產生抖動，這時就需要重新安裝吹氣裝置，重點是保持浮子流量計的玻璃管與地面保持垂直; 也可能是由于各密封部位有松動漏氣，導致壓力流量不穩，此時就需要檢查密封部位，然后旋進接頭，當以上方法無法奏效，可能就是流量控制閥的損壞，也需要進一步的維修或者返廠處理。 

三、改進措施

(一) 防止結晶堵塞。在罐體停運狀態下或者無氣體情況下，就會在深入罐子管道的出氣口結晶或者因為其它固體顆粒凝結于管道內，此時就會由于管道堵塞，無法測出真實的液位，更嚴重的是直接讓變送器超量程，讓主控畫面顯示洋紅，或者是液位開關SN產生報警，為了預防這種情況就需要提前做好措施或者增加一些設計上的改進。先是保證氣體一直處于持續供應狀態，另外盡量保持罐子內部的廢液有一定的溫度，超過其結晶的溫度，防止其結晶。也可以在設計上提出改進措施，譬如在底部管道上進行特殊的設計，上下各切割出一個圓形的V形口，這樣使空氣出來后既可以是穩定而微小的氣泡，也可以防止懸浮顆?；蛘呓Y晶體進入到管內，這樣就能減少管子的堵塞。另外也可以在吹氣管引出罐子的頂部垂直的地方，加裝一個帶有“T”接頭的管道，這樣就能夠在堵塞后，在無法加大氣體疏通的情況下，可以用一特質的細長棒狀物伸入吹氣管中，強行進行機械疏通。 

(二) 防止廢氣回流。三廢的廢液罐子基本上密封的，而負壓側的吹氣段在罐子的液面上部，罐子內部氣體充滿有害輻射氣體，而在檢修時忘記關閉根閥或者無供氣的情況下，負壓側的引壓管就很容易將罐內有害氣體傳導出來，因此需要增加防止廢氣回流的措施，譬如在負壓側的管道上增加止回閥。

四、結語

        吹氣裝置在三廢系統的應用范圍相當廣泛，本文通過對吹氣裝置及相關組件的原理進行分析介紹，結合現場實際，總結出一些處理缺陷的經驗以及一些改進措施，對同類問題的處理具有一定的指導意義。

標簽： 壓力變送器  

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