VEGA超声波液位计在三门核电站除盐水处理系统中的应用

岳红旭

摘要：超声波液位计具有受环境影响小、测量精度高等优点。文章主要介绍了超声波液位计的工作原理、技术特性，重点介绍了超声波液位计在三门核电站除盐水处理系统（DTS）中的应用以及在使用过程中出现的常见故障和解决方法。

关键词：核电站；超声波液位计；工作原理

中图分类号：P747 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）02-0031-03

1 概述

超声波液位计具有受环境影响小、测量精度高、安装简便、基本免维护等优点，常用于测量核电站各种容器内液体的液位，尤其适用于大型水箱、污水、有腐蚀性的场合。超声波液位计可以克服传统磁翻板液位计测量精度低、不便于读数和维护不方便等缺点，为核电站的安全、稳定运行提供必要的液位控制和调节信号。

本文主要介绍了超声波液位计的工作原理、技术特性，重点介绍VEGA超声波液位计在三门核电站除盐水处理系统（DTS）中的应用以及在使用过程出现的常见故障及解决方法。

2 超声波液位计的工作原理

超声液位测量仪的原理是利用超声波在气体、液体、固体中的吸收衰减的不同，根据声波从发射至接收到反射回波的时间间隔与物位高度成比例的原理来检测液位的。关系式为：

L=C×△T/2

式中：

L—超声波液位计到液面的距离

C—声速

△T—超声波从发射到反射的时间间隔

3 除盐水处理系统（DTS）

除盐水处理系统（DTS）是核电站BOP的重要系统之一，负责接收经预处理的化学原水，经过超滤、反渗透脱盐处理和离子交换处理，向除盐水储存与分配系统（DWS）和凝结水精处理系统（CPS）提供符合标准要求的除盐水，满足机组在各种工况下的除盐水补水要求。（1）供给核岛和常规岛系统正常运行所需的除盐水；（2）供给核岛和常规岛系统启动所需的除盐水；（3）为凝结水精处理系统提供树脂再生用水；（4）为全厂储备一定量的除盐水。

4 超声波液位计在除盐水处理系统（DTS）中的应用

4.1 超声波液位计在DTS系统中的使用情况

除盐水处理系统在室外部分布置了清水池、超滤产水箱、预脱盐水箱、除盐水箱等大型容器，系统在设计上均采用VEGASON 62型超声波液位计进行液位的精密测量，并将液位报警和连锁信号反馈给主控室，参与逻辑控制，保证液位在正常范围内，确保除盐水处理系统的安全运行。

4.2 用于DTS系统中的超声波液位计的参数设置

VEGASON 62超声波液位计在投用时，参数设置直接影响到其测量结果的准确性，其中最重要的参数是量程设置，也就是零点和满点的设置。实际应用中，需要根据超声波液位计探头的实际安装位置，正确设定探头距离容器底部高度和探头距离满量程液位的高度。

如图1，以预脱盐水箱超声波液位计（LT011）为例，设计规格书中要求液位计的测量范围（图中③范围）为0～8.0m，超声波液位计探头距离容器底部的高度（图中②范围）为8.4m，在设置量程时将0%液位对应的值设为8.4m，将100%液位对应的值设为8.4-8.0=0.4m，这样通过超声波本身的计算就可以将0～8.0m范围内的液位准确地以4～20mA的形式反馈给主

控室。

①.满量程100%（最小测量距离）；⒓.空程0%（最大测量距离）；③.测量范围（0%～100%）

图1 预脱盐水箱液位计测量范围

4.3 超声波液位计报警值设置及控制连锁

同样以预脱盐水箱液位计（LT011）为例，预脱盐水箱液位计有HH、H、L和LL等4个控制和报警信号，对应设定液位值对DTS系统的控制如下：（1）HH=7.5m，当预脱盐水箱液位高于HH时，发出“水箱液位高高报警”，提醒运行值班员水箱可能溢流，应采取停运反渗透系统措施；（2）H=7.0m，当预脱盐水箱液位高于H时，发出“水箱液位高报警”，提醒运行值班员关注预脱盐水箱高液位；（3）L=1.5m，当预脱盐水箱液位低于L时，发出“水箱液位低报警”，提醒运行值班员关注预脱盐水箱低液位；（4）LL=1.0m，当预脱盐水箱液位低于LL时，发出“水箱液位低低报警”，并触发联锁控制，停运除盐床给水泵（MP-14A/B）和反滲透膜冲洗泵（MP-13）。

5 超声波液位计在除盐水处理系统（DTS）使用中常见的故障及解决方法

VEGA超声波液位计在三门核电站除盐水处理系统（DTS）投用一年多来，总体上运行平稳，能够精确地测量各种密闭容器的液位。但是在日常维护中，也发现了一些缺陷故障，下面举三个典型实例分析超声波液位计常见的故障及解决方法：

5.1 实例一：预脱盐水箱液位计（LT011）就地与上位机显示不一致

故障描述：LT011就地液位显示值为4.0m，而上位机显示值为4.25m，差值随着液位的上升而逐渐增大。

故障分析：超声波液位计远传信号为4～20mA电流信号，在上位机上转换为对应量程的液位值，正常情况下，就地量程应与上位机设定量程保持一致，经检查发现，就地液位计的量程为0～8m，而上位机设定的量程为0～8.5m，导致在正常液位为4m时，液位计输出信号为12mA，上位机上通过转换，液位值增大为4.25m。

解决方法：对照设备定值手册，将LT011上位机量程由0～8.5m改为0～8m。

经验反馈：超声波液位计在调试期间，按照设备定值手册进行参数设定，保证就地液位计量程与上位机液位量程保持一致。

5.2 实例二：清水池A液位计（LT001A）显示满量程报警

故障描述：LT001A设定量程为0～4m，就地液位与上位机显示均为4m满量程，就地确认与实际液位不符。

故障分析：根据超声波液位计的测量原理，当探头处结露或者有水滴凝结时，超声波就会反射回回波，将结露位置判定为液位的位置，因此测量出的液位为满量程液位。

解决方法：擦拭液位计探头，将结露擦拭干净。

经验反馈：在潮湿的天气或者雨天过后，当探头安装位置密封不好时，探头处就会产生凝露现象，对这种现像最好的解决方法就是将探头安装位置密封处理或者搭设防雨装置。

5.3 实例三：化学废水池B液位计（LT082B）测量液位与实际液位偏差大

故障描述：化学废水池B液位计就地与上位机显示液位均为1.0m，且信号稳定，但就地检查经打开化学废水池B盖板发现池中液位为0.5m，超声波液位计测量值偏大0.5m。

故障分析：经现场确认，化学废水池B液位变送器内部参数设置中，探头距容器底部的距离设定值（0%液位）为4.0m，探头距离液位满量程的距离设定值（100%液位）为0.4m，即设定的量程范围为0～3.6m。而通过实际测量，探头距离容器底部的高度为3.5m，与变送器设定不一致。同时查找技术规格书，该变送器的量程设定值为0～3.1m。

解决方法：更改变送器参数设置，探头距容器底部的距离设定值（0%液位）由4.0m改为3.5m，测量值与实际液位保持一致。

经验反馈：超声波液位计在出厂时，参数设定值为变送器的最大量程，在现场调试时，应根据技术规格书设定的量程范围以及探头距离容器底部的实际高度综合设定参数值，方能使变送器正常工作。

6 超聲波液位计使用中应当注意的问题

VEGA超声波液位计精度高、维护方便、故障率低，在仪表的使用与维护中应注意如下问题：

（1）在超声波液位计重新上电后，在刚开机后屏幕会显示E013错误代码，需要等待一段之后，等探头预热结束后便可正常工作，这一点对于初次使用VEGA类型液位计的维修人员至关重要。

（2）在对超声波液位计进行参数设定时，注意不要把死区设置在量程范围内。对于VEGA超声波液位计一般有0.4m的死区。在距离探头0.4m以内的范围内，由于反射回波强烈，会导致测量值不准或者波动严重，在设定量程时，100%液位的设定值必须低于死区值，确保测量的准确性。

7 结语

VEGA超声波液位计在除盐水系统（DTS）中的广泛应用，解决了传统用磁翻板液位计测量容器液位测量精度低、不便于读数和维护不方便等瓶颈，使DTS系统在安全性和经济性上都有很大提高。

通过对超声波液位计原理、应用、典型故障等分析，对今后VEGA超声波液位计的维护工作，对DTS系统的高效、安全运行均将起到积极作用。

参考文献

[1] AP1000核电站基础培训教材：电站系统与通用设

备（上）.