锅炉汽包水位测量原理的介绍课件

调试与校准
检查管道连接
在调试过程中，需要检查进出管道的连接处是否严密，有 无泄漏现象。如有泄漏，需重新安装或更换密封材料。
校准仪表参数
根据设备说明书的要求，对差压水位计的仪表进行校准， 确保测量准确。校准过程中需注意调整零点和量程等参数 。
测试与验证
完成校准后，需要对差压水位计进行测试和验证，以确保 其性能稳定、测量准确。测试过程中需注意观察仪表读数 的变化情况，并与实际水位进行对比。
号，以便于远程监测和控制。
差压变送器通常由测量膜片、差压传感 器、放大器和显示仪表等组成。
当两个压力传感器之间的压力差发生变 化时，测量膜片会相应变形，从而改变 差压传感器的输出信号，通过放大器将 信号放大后传输到显示仪表上，显示当
前的水位高度。
差压法测量锅炉汽包水位的优势
差压法测量精度高、稳定性好，能够实时监测汽包水位 的变化，及时发现异常情况。
封材料等。
安装步骤
03
安装传感器
连接管道与仪表
调试与校准
按照设备说明书的指引，将差压水位计的 传感器安装在汽包上。确保安装牢固，无 泄漏现象。
将差压水位计的进出管道与汽包连接，并 确保管道连接处密封良好。同时，将差压 水位计的显示仪表安装在便于观察的位置 。
在安装完成后，需要对差压水位计进行调 试和校准，以确保测量准确。具体步骤包 括检查管道连接是否严密、调整仪表参数 等。
差压变送器的精度和稳定性对整个测量系统的精度和稳定性有着重要 影响，因此需要选择高精度、高稳定性的差压变送器。
导压管路
01
导压管路是连接差压变送器和汽 包水位的管道，其作用是将汽包 水位产生的差压传递到差压变送 器中。
02
导压管路的长度、直径和材质对 整个测量系统的精度和稳定性也 有一定影响，需要合理选择和设 计。

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2、汽包压力变化的影响
pLH0(ws)g(ws)gH (LH0H)(ws)g (LH)(ws)g
汽包工作压力越低，则密度差（ρw －ρs）越大，平衡容器输出差压
越大，导致差压水位计测得水位 偏低。
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二、单双色击水此位计处编辑母版标题样式
双色水位计是采用把普
通种光)使经红滤光光、玻单绿璃光击(透红此过、处，绿再两编辑母版文本样式
经被测液体或气体折射， 第二级
在光路上设置窗口予以显 现，可测知光路上是液体
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电接点水位计组成的测量系统结构简单，工作原理简单， 电接点信号可以远传，时延很小，不存在仪表的机械变差 及分度误差，不存在仪表复杂的校验和调整，显示直观， 可靠性高，是火电厂锅炉汽包、高压加热器、除氧器水位 测量中普遍应用的一种水位计。
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超声波物位计由超声波发射、接收器（探头）及显示仪表 组成。
超声波物位计原理框图
超声波物位计的原理 物位计以微处理机8031单片机为核心，进 行超声波的发射、接收控制和数据处理，具有声速温度补偿功能及 自动增益控制功能。
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11.2 电接点式水位计
一、电接点水位转换原理与水位测 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。由于锅炉炉水， 其电阻串一般在106Ω· cm以下， 蒸汽的电阻率一般在108Ω· cm以 上，筒内的水浸没的电接点和未 被浸没而处于汽(气)中的电接点 的状态(低阻、高阻)相差甚远。 水位的转换就是利用了上述的特 性。
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11.3 差压水位计
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差压式水位计是通过把液位高度变化转化为差压变化来测量 水位。主要由平衡容器、脉冲管路、差压计组成。 一、水位—差压转换原理 水位—差压转换装置又称平衡容器，其结构形式如图 所示，(a)为简单平衡容，降低了汽包内汽水 分离效果，使得蒸汽携带水分过多， 含有盐量也增多。汽包水位过低，使 锅炉某些管哪缺水而破坏了水循环， 造成锅炉炉管的爆管事故。
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重量水位：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。 火电生产过程中一般都是采用云母水位计、双色水位计、 差压水位计和电接点式水位计等测量汽包水位。
二、差压式水位计的误差影响因素
凡是影响平衡容器中冷凝水密度ρ1、 ρ2、饱和水密度ρw和饱 和蒸汽密度ρs的因素都会影响差压水位计的关系。
1、平衡容器向外散热导致的误差
散热量取决于平衡容器的结构（单室、双室），平衡容器的 的尺寸L和环境温度。 解决办法：平衡容器上加蒸汽套保温，使得ρ1＝ ρ2＝ ρw

4.汽包水位取样孔与0水位
• 锅炉厂汽包图纸以汽包 中心线为基准表示汽侧取样 孔、水侧取样孔和0水位线 位置。汽侧取样孔距汽包中 心线距离为JQ，水侧取样孔 距汽包中心线距离为JS，0 水位线距汽包中心线距离 H0 。 • 为了水位测量装置制造 方便，仪表厂通常以的0水 位为基准表示汽、水侧取样 管和0水位的三者关系：jQ 为汽侧取样管距0水位距离， jS为水侧取样管距0水位距 离。 •
缺点：环境温度对云母水位计的影响由于云母双色水位计处 于环境温度下，温度较低。其冷凝水密度高于汽包内饱和水 密度，因此指示水位必低于汽包内重力水位。环境温度越低， 冷却水平均密度越大，故误差越大。
3.2差压式水位计
• 工作原理：在汽包水位取样管上安装 平衡容器，利用液体静力学原理使水 位转换成差压，用引压管将差压信号 送至差压计，由差压计显示汽包水位。 • 从汽包汽侧取样孔引一管至平衡容器， 进入平衡容器的饱和蒸汽不断凝结成 水，多余的水由于溢流原理自取样管 流回汽包，使平衡容器内的水位保持 恒定。因此，差压变送器的正压头由 于平衡容器有恒定的水柱而维持不变， 负压头则随着汽包水位的变化而变化。 为了避免汽包水位变化时，影响平衡 容器内水位变化，而影响汽包水位测 量的准确性
目录
• • • • • • • • • 1.汽包的重要性 2.二十五项反措中对汽包水位的要求 3.我厂汽包水位测量方法及原理 4.汽包水位取样孔与0水位 5.汽包水位计算公式 6.汽包水位偏差分析 7.汽包水位调节 8. 缺陷分析 9.日后需要改进的方面
1.汽包的重要性
• 1、汽包是锅炉一个重要的部件！是自然循环锅炉的蒸发 设备之一！一般横置在炉外顶部，不受火焰和高温烟气的 加热，外面布置有保温材料！ 2、汽包的作用：（1）工质加热、蒸发、过热三过程的连 接枢纽，保证锅炉正常的水循环。 （2）内部有汽水分离 装置和连续排污装置，保证锅炉蒸汽品质。 （3）有一定 水量，具有一定蓄热能力，缓和汽压的变化速度。 （4） 汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备，保 证锅炉安全运行！ 3、汽包是一长圆筒形压力容器，由筒身和两端的封头组 成！筒身是由钢板卷制焊接制成，封头用钢板模压制成， 焊接在筒身两端。

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二、差压式水位计
汽包水位测量广泛采用差压式水位计的测 量，其平衡容器通常有单室平衡容器、双室平衡 容器以及内置式平衡容器，本节将着重介绍这三
种平衡容器。
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１、单室平衡容器
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１、单室平衡容器
▪ 单室平衡容器又叫简单平衡容器 ,如图 1 所示 ,其结构简单 ,安装方便 ,但测量误差较大 。当 锅炉在额定汽压运行 ,水位为正常水位时 ,其
为了保证火力发电厂锅炉的安全运行，根据《防 止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中的 “防止锅炉汽包满水和缺水事故”的有关要求， 对汽包水位的测量提出以下要求。
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▪ １、水位测量系统的配置
▪ １.１新建锅炉汽包应配备2套就地水位表和3 套差压式水位测量装置，2套就地水位表中的1 套可用电极式水位测量装置替代。在役锅炉汽 包可根据现场实际和新建锅炉的配置要求进行 相应的配置。
▪或
H ≤L (ρc- ρs) g – ΔＰ≥ (ρw- ρs) g (2) ▪ 图 1 和式 (1) 、式中 :ρc为平衡容器内
水密度 ,kg/m3;
▪ ρw为汽包内饱和水密度 ,kg/ m3; ▪ ρs为汽包内饱和汽密度 ,kg/ m3; ▪ g 为重力加速度 ,m/ s2;
▪ H 为汽包水位 ,m ;
▪ ２.２水位测量装置安装时，均应以汽包同一端的 几何中心线为基准线，采用水准仪精确确定各水 位测量装置的安装位置，不应以锅炉平台等物作 为参比标准。
▪ ２.３安装水位测量装置取样阀门时，应使阀门阀 杆处于水平位置，水位测量装置汽侧取样管与水 侧取样管间可加装连通管。
▪ ２.４水位测量装置的开孔位置、取样管的管径应
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一、双色水位计
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1. 工作原理 ▪ 由光源发出的光通过红、绿滤色镜片，射向 水位计本体液腔。在腔内汽相部分，红光射向 正前方，而绿光斜射到壁上被吸收。而在腔内 液相部分，由于水位的折射使绿光射向正前方， 而红光斜射到壁上，因此在正前方观察，显示 汽红水绿。

锅炉汽包水位测量
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、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
Байду номын сангаас
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。

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。
△P0＝Lρ1g-H0 ρ2g-(L- H0)ρsg ρs----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
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。
H w g ( L H )S g H 0 S 1 g ( L H 0 )S 1 g

• 平衡容器输出差压变化范围应满足差压计测量范围的要求， 即在汽包压力最低情况下（ρW-ρS最大，Δp最大），水 位最低时（水位与差压成反比），平衡容器输出差压最大。 此差压最大值应等于差压计的差压测量上限Δpmax,有： Δpmax=(L-l)ρW5g+lρag-LρS5g (2) 联立求解式（1）和式（2）得
第10章 汽包水位测量
• 重量水位：将水位上、下联管间的测量段上的汽 水混合物密度，折合成汽包工作压力下饱和水密 度时相应的水位。
§10.1 云母水位计
1 水位计结构 水位计采用连通管原理制成。 水位计的观察窗是用云母制作的，四周用螺栓紧 固。
石英管式水位计
三窗式水位计
2 测量情况
• 当水位计中水的密度等于饱和水密度时，水位计 的水位即是重量水位。 • 水位计放置在汽包外，由于散热，使水位计中水 柱温度低于饱和水温度。说明水位计的水位已不 是重量水位，指示偏低Δh。
本改进较好地解决了水温受环境的影响。 但也存在两个问题： • 当汽包压力发生变化时，ρW-ρS会发生变化，引起Δp变化，产生 水位测量误差。 如，由图11-3曲线，在H0水位情况下，当汽包压力从8MPa降到 4MPa时，（ρW-ρS)增大，因此，Δp0增大，指示水位降低。
• 在不同水位时，（L-H0-ΔH）不同，ρW-ρS变化产生的 Δp变化不同，即水位测量误差不同。 由于双室平衡容器的L总是大于H0，使汽包压力变化的影响 存在，减小（L-H0)有助于降低汽包压力的影响。因此， 进一步的改进就需要从平衡容器的结构、尺寸上进行。
需注意： • 上述的结构改造，只能使正常水位下的差压输出Δp0受汽 包压力的影响大为减小； • 在水位ΔH（ΔH≠0）时，差压输出Δp仍受汽包压力变化 的影响。 由Δp =Δp0-ΔH(ρW-ρS)g可知，汽包压力变化时， (ρW-ρS)会变化，差压输出Δp仍会变化。 为了进一步消除汽包压力变化对差压式水位计指示值的 影响，可以进行汽包压力校正。

应考虑的几个问题 电极的抗腐蚀 电源采用交流电 采用多套电源 设限流电阻、分流 电阻 逻辑判断电路 挂水（短路）
R 1 1
l 2 C
3
R1 l
R
11 C
2 3
1—氖灯；2—电接点；3—测量筒
电接点水位计测量误差
由于电极是以一定间距安装的， 这种测量方式就决定了其测量存在的 固定误差。另一个主要误差，是由于 水位测量筒的散热造成的冷却误差。 寿命和误差之间的矛盾 水质 流动性 散热
类型：模拟式、数字式
见书P164
自动调节
3、差压式低置水位计 静压式液位测量仪表，通过平衡容器，将水位 的变化转换成差压的变化，来达到测量水位的 目的。
P P L H0 H s g H0 H w g P P P a Lg L H 0 H s g H 0 H w g
+127 +50 -50 -178
-381
+125 +50 -50 -150
-300
+127 +50 -50 178
-381
+125 +50 -50 -200
-350
+150 +50 -50 -150
-250
6.3.3 汽包水位检测仪表
锅炉通常要装几套不同型式的多台水位计监视 水位变化情况。并在水位越限时进行报警，采用独 立测量的“三取二”的逻辑进行水位高、低保护。 一般在通过电接点水位计及差压式水位计远方 监视汽包水位之外，还在汽包两端安装了就地水位 计。 为了能在集控室内观察就地水位计的指示，安 装汽包水位监视电视是非常必要的。
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