第五章--锅炉汽包水位的测量

液位测量第一节水位测量的基本知识第二节就地水位计第三节差压式水位计第四节电接点水位计第一节水位测量的基本知识一、水位的概念以设备或者容器的底面作为参考平面时，气体和测量液体间的界面与参考平面间的高度。二、锅炉汽包水位测量的意义为水位自动调节系统提供水位信号，及时调节过高或过低的水位，以避免蒸汽品质变坏或水循环恶化，以免造成严重事故。返回首页三、水位测量中的有关概念1.理想水位：水位测量仪表保温条件好、没有散热，汽包内汽侧水滴分离出、水侧的汽泡逸出情况下的水位，即汽包内汽、水明显的分界面与汽包底面间的高度。2.实际水位：在汽包内的垂直方向上，介质湿度变化最快的位置与汽包底面间的高度。3.重力水位：若将汽包内的汽和水分别折算成汽中无水滴、水中无汽泡的单相状态，其中汽水“分界”面与汽包底面间的高度。汽包中三种水位及其关系四、液位测量的方法1.浮力式2.静压式静压式液位传感器是基于流体静力学中一定液柱高度的液体产生一定压力的原理。液位—压力转换的方式主要有压力式和差压式。3.电气式电气式液位测量是直接将液位转换为电阻、电容、电感等量值的变化。4.声波式五、锅炉汽包水位测量火电生产过程中一般都是采用云母水位计、差压水位计和电接点式水位计等测量汽包水位。由于汽包内汽水界面不像一般储水容器中那样分明，所以汽包水位的测量目前都是测量汽包内的重量水位。所谓重量水位，即假想某一瞬时汽包出口与入口都封闭起来，汽侧中的水回到水一侧，水侧中的汽回到汽一侧，而且汽、水平静下来时的水位。此时，在汽包水位测量基准线开一导压口所引出的压力与假想前运行状态时在该导压口处引出的压力是相同的。所引出压力的变化代表了水位的变化，第二节就地水位计一、云母水位计1、结构云母水位计是锅炉汽包一般都装设的就地显示水位表。它是一连通器，结构简单，显示直观。返回首页2、工作原理按照连通器液柱静压平衡的原理：设ρs—汽包内饱和蒸汽的密度；ρw—汽包内饱和水的密度；ρw1—云母水位计测量管内水柱的平均密度;ρs1--测量管内饱和蒸汽的平均密度。gHLgHgHLgHSSSw1010)()(11110SwS由于水位计向周围空间散热作用，云母水位计测量管内水柱的平均温度低于饱和水温度，所以ρw1ρw。所以，云母水位计的测量值偏低。高压锅炉汽包内的实际零水位比就地水位计的零水位高出约50mm左右，高水位运行时，高出值可达100~150mm左右，中压锅炉的两个零水位相差达30mm左右。HHHSwSw110就地水位计及工业摄像工业电视显示汽包水位3、显示方法4、测量误差云母水位计处于汽包外，由于散热，水位计中水的温度低于汽包压力下水的饱和温度，而且上部水和下部水的温度也不相同，上部水由于蒸汽不断凝结，其温度接近饱和温度，下部水温度较低。因此，云母水位计中水的平均密度ρw1和汽包中饱和水的密度ρw不同，故就地水位计的指示值与汽包实际水位不同。5、优缺点及适用场合①优点：指示最准确，可靠性高。②缺点：只能就地读取数据，不能实现信号的远传，无法作为水位自动调节系统的输入信号。③适用场合：做于电接点水位计和差压式水位计的校验仪表，也可供巡视员现场读数，还可通过远程录像监控在集控室内观察其读数。二、双色水位计在云母水位计的基础上辅以光学系统，利用光进入蒸汽和水产生不同的折射现象，将云母水位计的汽水两相无色显示变成红绿两色区分水与蒸汽。第三节差压式水位计一、水位—差压转换原理它是静压式液位测量仪表，在汽包水位、高加水位、除氧器水位测量中都能得到应用。水位—差压转换装置又称平衡容器，形成恒定的水静压力，并与被测水位形成的水静压力相互比较，输出二者的差值。返回首页二、简单平衡容器设a—P+侧水柱的密度；s—汽包内饱和蒸汽的密度；w—汽包内饱和水的密度；H—汽包水位。讨论：1.a与环境温度有关，容易受环境温度影响。2.只有在额定工况下运行时示值准确，否则，汽包压力发生变化，汽包内饱和水和饱和蒸汽的密度随之改变。awSPPPLgHgLHg三、双室平衡容器按照流体静力学原理，当汽包水位在正常水位H0（即零水位时），平衡容器的差压输出△P0为△P0＝Lρ1g-H0ρ2g-(L-H0)ρsgρs----汽包压力下饱和蒸汽的密度；ρ1----正压宽容器中水的密度；ρ2----负压管中水的密度；当汽包水位偏离正常水位变化△H时，平衡容器的输出为△P：△P＝Lρ1g-（H0＋△H）ρ2g-【L-（H0＋△H)】ρsg△P＝△P0－（ρ2－ρs)g△H结论：L、H0为定值，若ρ1、ρ2、ρs为已知值时，正常水位时的差压输出△P0为常数。平衡容器的输出差压△P则为汽包水位变化△H的单值函数。水位增高，输出差压减小；水位降低，输出差压增大。四、结构补偿式双室平衡容器000wawSwSwaPPPLlgglHHgLHHgLHHglg00PwSLlHHgLHHg△H＝0时，00PwSLlHgLHg000wSLlHgLHg01SwlLH这种平衡容器，只能使正常水位下，即△H＝0时的差压受汽包压力影响减小，当水位偏离正常水位时，输出差压还会受到汽包压力变化影响。五、有压力校正的汽包水位测量系统若将汽包压力与两个密度差的关系近似表示为：则其中awwSwSlgLgPHg34awgKKP12wSgKKP3412561212lKKPLKKPPKKPPHKKPKKP531KlKLK642KlKLK第四节电接点水位计一、电接点水位计的组成水位传感器（包括水位容器和接点）、传送电缆、显示仪表。二、工作原理利用饱和水和饱和蒸汽的电导率之间的相差很大，将锅炉汽包水位信号转换成相应接点接通个数的信号，电极上的灯泡点亮，从而由显示仪表远距离显示锅炉汽包水位。返回首页电接点水位计三、测量筒的结构水位测量筒通过连通方式形成相应水柱高度，该水柱的压力平衡压力容器内的被测量水位的压力。在水位测量筒的筒壁上安装了数个电接点。水位测量筒一般用20号钢无缝钢管制成。电接点在水位方向上单个安装，在测量筒圆周方向，上下电接点呈120°的布置。相邻电接点之间的距离按统—设计，在零水位附近电接点间距要小一些。对于火力发电厂锅炉汽包水位的测量一般采用19点的测量筒。15点：0，15，30，50，100，。150，200，250(单位：mm)17点：0，15，30，50，100，150，200，250，300(单位：mm)19点：0，15，30，50，75，100，150，200，250，300(单位：mm)电接点在测量筒上的分布电接点电接点水位计三种水位计特点的比较一.云母水位计结构简单，使用方便，价格便宜，可以自制，显示直观；工作可靠，液位信号不能通过工业电视远传和记录，只能就地安装；测量结果与水位计周围环境温度有关，实际测量过程中必须进行仪表保温工作；不适用于粘稠及深色的水位测量；液位显示不清晰，当水位超出测量范围时，不容易判断满水或缺水。二、差压式水位计受汽包压力和外界温度影响较大，信号便于远传，利于集中控制操作。三、电接点水位计结构简单，显示直观，迟延小，受汽包工作压力影响小，适应锅炉变参数运行，可靠性高；电接点以一定间距安装，不能连续显示，存在“水位盲区”；电极容易氧化、结构，需要定期清洗和维护。第五章完谢谢观看！