汽包水位测量仪表选型讲解

锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包水位测量与控制是锅炉系统中非常重要的一个环节。

正确的水位测量与控制可以确保锅炉的安全运行，避免水位过高或过低造成的危险。

本文将介绍锅炉汽包水位测量与控制的原理、方法和技术。

1. 原理锅炉汽包水位测量的原理是利用水位传感器或测量仪表测量锅炉内部水位的高度，从而控制水位在安全范围内。

常用的水位传感器主要有浮子型、电极型和超声波型等。

2. 测量方法（1）浮子型水位传感器：浮子型水位传感器由浮子和传感器组成，浮子随着水位的升降而浮沉，传感器通过感应浮子位置的变化来测量水位的高度。

通过传感器提供的信号，锅炉的控制系统可以控制水位的升降。

（2）电极型水位传感器：电极型水位传感器由多个电极组成，电极通过与锅炉水位接触，测量水位的高度。

通常情况下，电极根据水位的高低产生不同的电压信号，通过接线盒将信号传输给控制系统。

（3）超声波型水位传感器：超声波型水位传感器利用超声波的传播速度测量水位的高度。

传感器通过发送和接收超声波信号，并根据传播时间计算出水位的高度。

3. 控制技术水位的控制可以通过调整给水量来实现。

当水位过低时，控制系统会增加给水量；当水位过高时，控制系统会减少给水量。

为了确保锅炉水位的稳定控制，通常会使用一种叫做“三元控制”的技术。

三元控制是通过调节给水量、汽泄压力和燃料供给量来控制锅炉的水位。

4. 注意事项在进行锅炉汽包水位测量与控制时，需要注意以下几点：（1）选择合适的水位传感器，根据锅炉的特点和需求，选择适合的传感器进行测量。

（2）安装传感器时要注意正确的位置和角度，确保传感器的测量准确性。

（3）及时检修和维护传感器设备，避免传感器损坏或出现故障。

（4）定期校准传感器，确保测量的准确性和可靠性。

（5）根据实际情况进行相应调整，控制水位保持在安全范围内。

锅炉汽包水位测量与控制是锅炉系统中非常重要的一环，对于锅炉的安全运行起着至关重要的作用。

只有掌握了正确的测量方法和控制技术，才能保证水位的稳定和安全。

1 锅炉汽包水位控制系统介绍1.1 系统概述汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数，水位过高，会破坏汽水分离装置的正常工作，严重时会导致蒸汽带水增多，增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量。

水位过低，则会破坏水循环，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，损坏汽包。

所以其值过高过低都可能造成重大事故。

它的被调量是汽包水位，而调节量则是给水流量，通过对给水流量的调节, 使汽包内部的物料达到动态平衡，变化在允许范围之内，由于锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量变化的响应呈积极特性。

但是在负荷(蒸气流量)急剧增加时，表现却为"逆响应特性"，即所谓的"虚假水位"，造成这一原因是由于负荷增加时，导致汽包压力下降，使汽包内水的沸点温度下降，水的沸腾突然加剧，形成大量汽泡，而使水位抬高。

汽包水位控制系统，实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。

它是以水位作为水量平衡与否的控制指标，通过调整进水量的多少来达到进出平衡，将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近，以提高锅炉的蒸发效率，保证生产安全。

由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象，运行中存在虚假水位现象，实际应用中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双重量和水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。

1.2 系统控制目标值控制目标值：汽包水位均匀量为：±220mm，水位控制在中间值，偏差≤±10mm 在仪表盘上使用原有的DDZ-Ⅲ操作器对水泵进行手动/自动调节控制。

1.3 系统控制模式系统给水自动调节分为三种模式：（1）单水位控制模式：只通过检测汽包水位来控制给水量（2）双冲量水位控制模式：监测汽包水位、蒸汽流量，将蒸汽流量作为前馈信号，与汽包水位组成前馈—反馈控制方式。

（3）三冲量水位控制模式：监测汽包水位、蒸汽流量、给水流量，将汽包水位作为主控编练个，给水流量作为辅助被控变量的串级控制系统与蒸汽流量作为前馈信号组成前馈—串级反馈控制方式。

汽包水位计种类及测量原理
根据《防止电力生产事故的二十五项重点要求》，锅炉应至少配置两个彼此独立的就地汽包水位计和两支远传汽包水位计,并应采用两种以上工作原理共存的配置方式，以保证在任何运行工况下锅炉汽包水位的正确监视。

结合现场实际，介绍下集控作业区锅炉汽包水位计种类及测量原理。

（一）锅炉汽包水位计种类:
1、就地双色水位计
2、电接点水位计
3、差压式水位计
(二）锅炉汽包水位计测量原理:
1、就地双色水位计
根据水与蒸汽对光的折射率不同,实现双色显示水位。

由发光二极管发出红、绿两种颜色的光从不同角度照射到水位计腔体内，水位计腔体断面程梯形，腔体内为蒸汽时近似于透镜,红色光直接通过水位计腔体，绿色光直接照在水位计腔体内壁上，摄像机观察到的是红色。

腔体内为水时相当于梯形棱镜，红色光进入腔体被折射到腔体内壁上，绿色光进入腔体被折射直接通过,摄像机观察到的是绿色.以此来达到双色显示水位（水为绿色，蒸汽为红色）。

水位计腔体通过云母片及平面镜等组件密封。

示意图及原理图如下：
2、电接点水位计
由于水和汽的导电性能差别极大，汽阻远大于水阻，电接点与测量筒绝缘，当测量筒内水位没过电接点后，电接点与测量筒底部的公共端电阻变小，通过二次表进行转换后，以发光二极管和数码的形式显示水位值.
3、差压式水位计
采用差压变送器测得高、低压侧取样管内液柱高度差（L-H）转换成差压信号，传送至DCS经过计算得出。

L为参比水柱,高度固定不变，H为汽包内液位高度。

单台锅炉配置三套差压式水位计，传入DCS通过三取中间值参与水位自动调节。

示意图如下：。

锅炉汽包水位计选型参考一、智能型锅炉汽包专用液位计参数：1.工作电压：DC24V2.输出：4-20mA二线制3.防爆标志：ExiaIICT6 Ga4.工作压力：22MPamax5.测量范围：1500mm6.环境温度：-40℃～80℃7.介质温度：500℃max.二、智能型锅炉汽包专用液位计特点：1、采用独特专用的封装技术，设备内部压力越高密封越紧，设备效果越好，不渗漏。

2、根据锅炉及其介质特性，采用军事航空上的特殊材料，制成专用极杆。

3、根据锅炉及其介质特性，采用适合其工况条件的专用智能型信号放大器使其性能更加稳定，精准度更高，无假液位现象，并具故障自检功能，效果优于其他同类产品。

三、智能型锅炉汽包专用液位计优点：1.耐高温、高压、高稳定性、寿命长。

2.对测量过程中压力、温度的影响具有自动补偿功能。

3.电极选用耐高温高压非金属材料，采用独特结构，实现机电一体化。

4.适用于各种规格的工业锅炉、电站锅炉汽包液位在全工况条件下的连续准确性测量、控制。

四、智能型锅炉汽包专用液位计介绍：锅炉汽包水位测量的重要性是人所共知的，然而长期以来锅炉汽包水位连续测量技术方面采用的平衡容器式（差压式）测量方法存在许多无法改进的缺陷，主要体现在以下几个方面：1、不能实施全工况测量，存在“假水位”测量、在锅炉启、停、排空、连排、事故等不稳定运行工况下建立稳定差压条件时间较长、恢复时间较长或干脆不能建立正常差压，需要人工干预等问题。

2 、在稳定工况条件下，由于受结构限制，不能彻底解决因水侧绝温造成的系统测量误差的补偿问题。

在锅炉缺、满水等事故工况条件下，系统测量误差过大可能带来严重后果。

3、结构复杂，静密封点多，施工规模大并存在冬季保温问题。

4、测量时滞较长，不能即时反应锅炉水位变化，测量信号调节质量差。

5、由于存在冷凝筒放热，使用成本极高。

这些缺陷都是由于差压式测量原理及其对系统取样结构的不合理造成的，无法改进。

在非正常工况下给锅炉安全运行造成了极大隐患。

水工程重常用的液位测量仪表及选型要点
我们在选择液位测量仪表的时候，首先要考虑一下因素：
1. 测量对象，如被测介质的物理和化学性质，以及工作的温度和压力，安装条件，液位变化的速度等；
2. 测量和控制要求，如测量范围，测量精确度，显示方式，现场指示，远距离指示，与计算机的接口，安全防腐，可靠性及施工方便性。

给水工程中常用的液位计及选型要点如下：
1.浮球液位计
在液体中放入一个空心的浮球，当液位变化时，浮球将产生与液位变化相同的位移。

可用机械或电的方法来测得浮球的位移，这种液位计不适用于高粘度的液体，其输出端有开关控制和连续输出。

在净水厂的设计中，多将此种液位计用于集水井的液位测量以控制排水泵的自动开停。

2.静压式液位计
静压式液位计是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号(一般为4~20mA/1~5VDC)。

其标准精度在±0.5%。

3.超声液位计
超声液位计的传感器由一对发射、接收换能器组成。

发射换能器面对液面发射超声波脉冲，超声波脉冲从液面上反射回来，被接收换能器接收。

根据发射至接收的时间可确定传感器与液面之间的距离，即可换算成液位。

这种液位计无机械可动部分，可靠性高，安装简单、方便，属于非接触测量，且不受液体的粘度、密度等影响，因此多用于药池、药罐、排泥水池等的液位测量。

但此种方法有一定的盲区，且价格较贵。

汽包液位变送器为什么是-6kP--0kP?汽包液位变送器为什么是-6kPa～0kPa而不是采用0kPa～6kPa“这个问题要从我们对锅炉汽包水位的测量是用哪一种引压方式上来回答。

锅炉汽包水位测量用的取样装置是所谓的平衡容器，它的引压出口一般有三个，其中有一个是所谓的正压侧接口，另一个是所谓的负压侧接口，剩下的一个是所谓平衡容器的排污接口，当然也有仅只有二个正、负引压接口的平衡容器。

1。

平衡容器的排污接口还有一个作用，就是在起炉的初期能通过适当的排污来加热整个平衡容器，使其能在较短的时间内达到与汽包内饱和水相同的温度而达到投用水位计的条件（主要是为水位自动控制创造条件）；2。

正压接口一般是通过导压管接入差压变送器的正压侧；而负压接口那就是接入变送器的负压侧；3。

平衡容器的引压出口内在连通何处：至于平衡容器的正压侧是否与汽包内水侧相连还是与汽包的内部汽侧相连，不同的厂家配套来的平衡容器是不一样的，这个问题不弄清楚对以后的侧量的量程确定就麻烦了。

在安装时必须要引起足够的重视，当然对照平衡容器的出厂装置图是很容易判定的。

4。

正负压侧：上述问题我们搞清楚后，就可以简单地定义认为：与水侧相连的引压管是相对而言为”负端“，也就是我们常说的负压侧；与汽侧相连的引压管是相对而言为”正端“，也就是我们常说的正压侧；正、负压侧是指这两根导压管相对而言哪一个引入的压力略高一点哪一个略低一点而已，区分它们是正、负压侧的目的是为了接入变送器的方便和正确而定义的。

5。

量程的确定：1）当我们把与汽包的水侧相连的导压管接入变送的负压侧时，我们说此时的量程为：0～6.40kPa（0差压对应着高水位、满量程差压6.40kPa对应着0水位），变送器的量程就调校在：0～6.40kPa对应4～20mA输出（0差压--高水位对应着4mA、满量程差压6.40kPa--低水位对应着20mA）。

而此时对应的二次表（或数据采集器、DCS的DAS等）应当是：4～20mA输入电流对应着：+320mm～-320mm（4mA对应着+320mm、20mA对应着-320mm）。