EJA系列智能变送器在发电厂的应用

【摘要】设计选型时，选择高质量、高精度、高可靠性、抗干扰能力强、维护量小的变送器是机组安全运行的关键；EJA系列智能变送器的工作原理；EJA系列智能变送器的优良性能；EJA系列智能变送器在发电厂中的应用。

【关键词】智能变送器；应用

1 前言

在电力行业，特别是发电厂差压、压力测量的准确性是安全生产的关键；青海油田公司供水供电公司自备电站其中有3套35t/h燃气蒸汽锅炉系统、3套汽轮机系统、3套6000KW发电机组及配套除氧给水系统，其系统压力、差压测点共108点左右，因现场环境温度、湿度变化大、安装地点振动大、电磁干扰大、安装位置的高差造成补偿的不确定性，这一系列问题导致测量的误差大、设备故障率高，给机组安全运行带来隐患。所以在设计选型时，选择高质量、高精度、高可靠性、抗干扰能力强、维护量小的变送器是机组安全运行的关键。

EJA系列智能变送器是日本横河电机株式会最新研制采用单晶硅谐振传感器，数字化工作原理，实现了传感器部分就可以消除机械电气干扰、环境温度变化、静压与过压影响，同时，转换部分的CPU经软件处理与数据补偿，保证了EJA系列智能变送器的高精度与长期稳定性。

供水供电公司2007年对三台套机组进行了DCS改造，选用了108台EJA系列智能变送器，2008年工程竣工投产，EJA系列智能变送器2008年投运以来，以其高精度、高稳定性、零故障率，在电力系统赢得了声誉。

2EJA系列智能变送器的工作原理

EJA系列智能变送器采用单晶硅谐振式传感器，在单晶硅芯片上采用微电子机械加工技术分别在其表面的中心和边缘作为两个形状、大小完全一致的H形状谐振梁，由于处于微型真空腔中，不与充灌液接触，因而确保振动时不受空气阻尼的影响。谐振梁分别将压力、差压信号转换成频率信号，送到脉冲计数器，再将两频率之差直接传递到CPU(微处理器)进行数据处理，经D/A转换器转换为与输入信号相对应的4～20mA DC的输出信号，并在模拟信号上叠加一个BRAIN/HART数字信号进行通信。

膜盒组件中内置的特性修正存贮器存贮传感器的环境温度、静压及输入/输出特性修正数据，经CPU运算，可使变送器获得优良的温度特性和静压特性及输入/输出特性。

通过I/O口与外部设备(如手持智能终端BT200以及DCS中的带通讯功能的I/O卡)以数字通信方式传递数据。即高频24KHz(BRAIN协议)或12KHz(HART协议)数字信号叠加在4～20mA的信号线上。进行通信时，频率信号对4～20mA的信号不产生任何扰动影响。

3 EJA系列智能变送器的优良性能

3.1、优良的温度影响特性

温度变化为什么对EJA没有影响呢?这是由传感器的固有结构决定的。输入差压与频率的关系，在正常温度时，边侧谐振片的频率(fr)随着压力的增加而上升，中心谐振片的频率(fc)随着压力的增加而减少。当温度上升，由于边侧谐振梁和中心谐振梁形状、尺寸完全一致，故在相同的温度状态下，变化量一致。在同一温度状态下相同比率变化，由于需要的是频率之差，故变化量相互抵消，因此自动清除误差的影响。

通过以下关系式得知：

Iout(0):常温时的输出

Iout(t)：高温时的输出

Iout(0)=fr-fc

Iout(t)＝(fr-fr)-(fc-fc)

＝(fr-fc)-(fr-cf)

＝Iout(0)-(fr-cf)

fr＝fc

Iout(t)＝Iout(0)

3.2、优良的单向过压特性

传感器的结构决定了EJA系列变送器具有优良的单向过压特性。因有单向压力作用时，接液膜片内侧的硅油向中心膜片移动，硅油传递压力到谐振传感器，压力增大到某一数值时，接液膜片与本体完全接触在一起，此时，外部压力不管怎样增大，硅油的压力不会增大，因此，硅谐振传感器受到的一定压力后就不会再受到更大的压力，有很好的保护能力，即使受到了一定的作用，由于单晶硅材料的恢复性能特别好，故也能完全恢复而无误差。

4EJA系列智能变送器在发电厂中的应用

EJA系列智能变送器有强大的通讯功能，使运行维护更为方便快捷。采用BT200型智能终端可在控制室、现场及回路的任何一点处与变送器通信，实现在线调零、量程范围设定、显示模式设定及参数设定等。

4.1 EJA系列智能变送器零点非常稳定。在电厂中由于环境因数影响，其他类型的变送器零点漂移很大，因而需定期对变送器进行校零工作，而EJA系列智能变送器在我厂使用一年来未出现零点漂移现象。

4.2、在差压式测量中，需特别注意引压管方向，否则变送器将无法工作；而EJA系列智能变送器能在设置中改变引压方向，也可改变输出方向，以满足现场需要。

4.3、在电厂中流量测量很普遍，结合取压元件的不同，低流量有时需低截止模式，有时需线性或其他，通常在二次表或DCS组态实现，实施起来很不方便，而在EJA系列智能变送器中可通过设置低截止方式，在0～20%范围内灵活设置实现。

4.4、EJA系列智能变送器具有良好的量程设置功能。在给水泵出口压力测量中，原设计量程为0～8MPa,而实际运行中只有6MPa左右，非常不便于运行人员读数，误差也较大，根据现场实际在EJA智能变送器很方便地设置量程为0～10MPa ,大大减少更换变送器工作量及节约资金。

4.5、EJA系列智能变送器能调整输出响应速度，以满足现场运行需要。例如在炉膛负压测量中，开始把变送器阻尼时间常数设为0.5S，发现负压波动很大，把时间常数改为2S后，就能真正反映炉膛压力，有效滤出干扰。

4.6、汽机排汽逆止门前后差压测量是电厂的难点，因正常运行时，逆止门前压力高，门后压力低；机组异常时，逆止门前压力低，而门后压力高：由于引压方向经常变化，使得一般变送器易损坏。EJA系列智能变送器由于有优良的单向过压特性，使得测量稳定、可靠。

4.7、EJA系列智能变送器有强大的自诊断功能，有故障时能显示错误代码，便于检修人员及时排除故障；例在#3机组给水压力变送器试运中，发现变送器显示Er.07符号，Er.07是输出超出上下限值故障，检查发现是变送器上限值设置错误，按标准值设定后变送器工作正常。

5 结束语

EJA系列智能变送器在电厂运行维护中，以具有强大的功能，高品质的部件，极小的维护工作量，赢得了电厂的厚爱，维护人员根据电力系统生产的需要，通过智能终端BT200对EJA智能变送器进行设置，就能高效满足生产现场需要。