核電廠電容式差壓變送器靜壓修正方法

李曉振 萬舒 楊寶松

福建福清核電有限公司 福建福清 350300

1 緒論

差壓變送器的校準通常是在常壓下進行的，但在安裝到現場實際使用時的壓差，往往是在正負壓腔存在一定的工作壓力基礎上的壓力差。此時便會出現零點及滿點的輸出電流偏移，這種偏移被稱為靜壓影響誤差。本文針對Rosemount1152核級壓力變送器為例進行詳細分析，總結修正公式，闡述修正過程。

2 差壓變送器誤差分析

Rosemount針對1152系列變送器不同量程代碼給出了靜壓修正因子δ，如表1所示。修正因子為靜壓在1000psi（6.89MP）時對輸出電流的影響系數。

表1 靜壓修正因子

在廠家變送器竣工文件的靜壓修正部分中給出了該變送器實際工況靜壓值，在應用時盡量不要超過該靜壓過多，否則靜壓修正因子可能會發生偏差[1]。

差壓變送器靜壓修正的計算

靜壓對零點輸出電流的影響可通過以下計算公式進行修正：

靜壓對滿點輸出電流的影響可通過以下計算公式進行修正：

其中，δ為靜壓修正因子，P0為變送器工作靜壓值，PS為變送器實際差壓量程范圍的上限值，PZ變送器實際差壓量程范圍的下限值。

以Rosemount1152HP某一變送器為例，具體計算方法如下：

假設該變送器的工作靜壓為P0=15MP，該量程范圍的修正因子δ=1.39%。

第一步，根據修正因子計算修正系數：

ε=1.3915/6.89=3.03%。

第二步，計算滿點的電流調整值：

I調=ε（20-4）mA=0.37mA。

第三步，計算調整后滿量程輸出電流值：

20mA+0.37mA=20.37mA。

第四步，根據上值計算變送器輸出20mA、16mA、12mA、8mA、4mA時對應的壓差分別為586.43KPa、439.83KPa、293.22KPa、146.61KPa、0KPa，然后以此進行上下行程的校驗。

3 高壓安注流量檢查試驗分析

差壓變送器在核電應用的重要一項應用是與節流裝置配套測量介質流量[2]。管道內介質通過限流孔板后產生壓差，進而計算出流量，兩者之間的關系為Q=K，K為常數，為孔板前后壓差，即流量的平方與差壓成正比。眾所周知，差壓與變送器的輸出電流成線性關系，因此，可以認為流量的平方與變送器輸出電流成正比。

該核電高壓安注泵流量檢查試驗的三環路同時冷段直接注入部分，是通過PTR水箱液位及反應堆腔室水位變化計算平均高度差值ΔH，在某一ΔH值時對應的三臺高壓安注泵的流量應符合相應準則：

三個環路流量不匹配度＜4.5%，不匹配度計算公式在此不作贅述。

高壓安注泵出口流量滿足流量準則。即1RIS099MD讀數應介于虛線之內。

具體試驗數據如表2所示。通過計算可知，三環路冷段注入管線流量（1RIS006-008LD）不匹配度滿足＜4.5%要求。

根據流量準則要求，三臺泵在ΔH從16.4至-6.1m區間變化時，對應的流量范圍應該介于標準范圍之內才符合要求。最終數據表明，3臺泵的變送器流量讀數雖符合要求，但均偏小，已超過了合理范圍。

表2 流量試驗數據

經過分析發現，該變送器處于上充泵的出口，變送器測量流量時正處于18.4MPa左右的靜壓力下。1RIS099MD型號為Rosemount1152HP，量程為0-1600KPa，精度等級為0.25級，通過該變送器的竣工文件查得其靜壓修正因子δ=1.03%。下面對該變送器進行靜壓修正。以3號泵為例，首先計算靜壓對電流影響的百分比：

圖1 靜壓修正后流量驗證

同樣的方法可以對1、2號泵的RIS099MD流量進行修正，分別得到流量=144.4m3/h，=143.6m3/h。將修正后的流量值重新標注在流量準則中，如圖1。

從圖1可看出，通過對數據進行靜壓修正后，3臺泵的流量均在合理（虛線）范圍以內，符合流量驗證準則，更加確鑿地證明本次試驗結果是滿足設計要求的[3]。

4 結語

在核電廠中很多對壓差變送器精度要求很高，不同工況會對變送器精度造成很大影響，影響操縱員的判斷。通過以上分析闡述了靜壓對電容式差壓變送器的影響原理以及進行靜壓修正的具體方法，同時從高壓安注的一次試驗分析來說明靜壓修正的重要性，指導今后的工作更加精益求精。