锅炉双室平衡容器测汽包水位原理

双室平衡容器汽包水位测量及其补偿系统的应用【摘要】双室平衡容器在汽包水位测量方面有着重要的应用，本文着重讲述了双室平衡容器的工作原理、结构组成以及工作过程中的差压计算方法，并且对双室平衡容器进行了仿真分析，阐述了温度和压力对汽包水位测量结果的影响。

文章最后一部分对双室平衡容器汽包水位测量的补偿系统的建立步骤进行了说明，补偿系统的建立可以减小测量过程中由运行参数变化而引起的误差，使得汽包水位测量的结果更加准确。

【关键词】双室平衡容器；水位测量；补偿系统0 前言汽包水位是锅炉及其控制系统中最重要的参数之一，因此水汽包水位的测量非常重要，在实际的生产中，对汽包水位的测量常采用的装置为双室平衡容器装置。

但在实际的测量中，由于外界环境条件的变化容易导致汽包水位测量结果出现一定的偏差，因此，需要建立补偿系统来消除这些干扰。

1 双室平衡容器工作原理1.1 双室平衡容器结构双室平衡容器是一种具有补偿功能的气包水位测量装置，这种装置的结构较多，主要有凝气室、基准杯、溢流室、连通器等结构构成。

整个双室平衡容器分成两个部分，划分界限为基准杯上方的圆形漏斗结构，其工作原理与单室平衡容器不同，因此称为为双室平衡容器。

凝气室是双室平衡容器中重要的一个部分，在凝气室中来自汽包的饱和水蒸汽凝结成水，并且在这个过程中释放一些热量，饱和的凝结水供给到基准杯结构中以及用于以后的各个运行环节。

基准杯的作用主要是收集和贮存，在凝气室中凝结的饱和水进入基准杯中，并且凝结水所产生的压力被基准杯导出双室平衡容器，并将压力信号传至差压测量仪器中，这个压力称为差压变送器的正压侧。

需要注意的是，双室平衡容器的基准杯的容积是有限的，如果饱和凝结水充满基准杯时，过量的水会流入溢流室中。

在双室平衡容器中，基准杯的位置和高度是固定的，所以称为基准杯。

溢流室在双室平衡容器中所占的空间最大，溢流室的主要功能就是收集由基准杯中溢流出来的饱和凝结水，并且利用一定的管道将这些多余的凝结水排出双室平衡容器，排入到锅炉下降管。

锅炉汽包水位补偿(双室室平衡容器)
一、测量原理：炉汽包水位测量原理图如图2所示。

差压式水位表和汽包水位之间的关系如下所示：
ΔP=[(A-h))*ρa+(H-（A－h)*ρw]-[(A-h)*ρs+(H-(A-h))*ρw] =(A-h)*(ρa-ρs) (1)
式中：H………水侧取样孔与平衡容器的距离，mm;
A………平衡容器与汽包正常水位的距离，mm;
h………汽包水位偏离正常水位的值，mm;
ΔP………对应汽包水位的差压值，mmH2O;
ρs………饱和蒸汽的密度，kg*103=/m3;
ρw………饱和水的密度，kg*103=/m3;
ρa………参比水柱的密度，kg*103=/m3;
上式中，H、A和B都是常数；ρw、ρs是汽压的函数，在特定汽压下均为定值；平衡容器内汽水的密度ρa与其散热条件和环境温度有关。

在锅炉启动过程中，水温略有升高，压力也同时升高，这两方面的变化对ρa的影响基本上抵消，可以近似认为ρa是恒值。

根据（1）有如下：
h = A-ΔP *(ρa-ρs) (2)
令F1(X)=(ρa-ρs)
二、补偿逻辑框图：
三、F1(X)参数表：。

左右汽包水位偏差原因的分析及修正方法【摘要】本文以实践为基础，重点剖析了双室平衡容器的工作原理与特性，以及产生测量偏差的原因，同时指出了应用中的修正方法。

【关键词】汽包水位；双室平衡容器；偏差；修正方法0.前言汽包水位是锅炉及其控制系统中最重要的参数之一，我厂常用的测量方式有电接点式、差压式。

其中双室平衡容器是差压式测量的关键设备。

一个汽包往往有多个水位测量系统。

但在使用过程中发现它们之间的测量结果并不一致，有时相差很大，造成操作人员无所适从，严重时影响锅炉的安全运行。

为了查清原因首先介绍它的工作原理。

1.双室平衡容器的工作原理1.1简介双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。

在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分，故称为双室平衡容器[1]。

为便于介绍，这里结合各主要部分的功能特点，将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器，另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。

1.2凝汽室理想状态下，来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热，形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。

1.3基准杯它的作用是收集来自凝汽室的凝结水，并将凝结水产生的压力导出容器，传向差压测量仪表——差压变送器（后文简称变送器）的负压侧。

基准杯的容积是有限的，当凝结水充满后则溢出流向溢流室。

由于基准杯的杯口高度是固定的，故而称为基准杯。

1.4溢流室溢流室占据了容器的大部分空间，它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水，并将凝结水排入锅炉下降管，在流动过程中为整个容器进行加热和蓄热，确保与汽包中的温度达到一致。

正常情况下，由于锅炉下降管中流体的动力作用，溢流室中基本上没有积水或少量的积水。

1.5连通器倒T字形连通器，其水平部分一端接入汽包，另一端接入变送器的正压侧。

毋庸置疑，它的主要作用是将汽包中动态的水位产生的压力传递给变送器的正压侧，与负压侧的（基准）压力比较以得知汽包中的水位。

3.双室平衡容器的工作原理3.1.简介双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。

它的主要结构如图1所示。

在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分，为了区别于单室平衡容器，故称为双室平衡容器。

为便于介绍，这里结合各主要部分的功能特点，将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器，另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。

3.2.凝汽室理想状态下，来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热，形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。

3.3.基准杯它的作用是收集来自凝汽室的凝结水，并将凝结水产生的压力导出容器，传向差压测量仪表——差压变送器（后文简称变送器）的正压侧。

基准杯的容积是有限的，当凝结水充满后则溢出流向溢流室。

由于基准杯的杯口高度是固定的，故而称为基准杯。

3.4.溢流室溢流室占据了容器的大部分空间，它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水，并将凝结水排入锅炉下降管，在流动过程中为整个容器进行加热和蓄热，确保与汽包中的温度达到一致。

正常情况下，由于锅炉下降管中流体的动力作用，溢流室中基本上没有积水或少量的积水。

3.5.连通器倒T字形连通器，其水平部分一端接入汽包，另一端接入变送器的负压侧。

毋庸置疑，它的主要作用是将汽包中动态的水位产生的压力传递给变送器的负压侧，与正压侧的（基准）压力比较以得知汽包中的水位。

它之所以被做成倒T字形，是因为可以保证连通器中的介质具有一定的流动性，防止其延伸到汽包之间的管线冬季发生冻结。

连通器内部介质的温度与汽包中的温度很可能不一致，致使其中的液位与汽包中不同，但是由于流体的自平衡作用，对使汽包水位测量没有任何影响。

3.6.差压的计算通过前面的介绍可以知道，凝汽室、基准杯及其底部位于容器内部的导压管中的介质温度与汽包中的介质温度是相等的，即γw=γ`w，γs=γ`s。

故而不难得到容器所输出的差压。

本文以东方锅炉厂DG670-13.73-8A型锅炉所采用的测量范围为±300mm双室平衡容器为例加以介绍（如图1所示）。

浅议双室平衡容器的原理、构造及安装杜罡（莱阳市热电厂山东烟台265202）1 前言锅炉锅筒水位是影响锅炉运行安全的重要参数之一。

平衡容器与水位指示器或差压变送器配套使用，在锅炉启动、停炉过程及正常运行情况下反映锅筒内质量水位。

平衡容器是一种具有一定自我补偿能力的锅筒水位测量装置（如图所示）。

2 工作原理及构造基准杯的上方有一个圆环形漏斗，将整个容器分隔成上、下两部分。

为了区别单室平衡容器，故而称之为双室平衡容器。

2.1 凝汽室理想状态下，来自锅筒的饱和蒸汽经过这里被释放掉汽化潜热，形成饱和的凝结水供给基准杯。

2.2 基准杯收集来自凝汽室的凝结水，并将凝结水产生的压力导出容器，传向差压变送器的正压侧。

基准杯的容积是有限的，当凝结水充满后则溢出基本杯流向溢流室。

由于基准杯的杯口高度是固定的，故而称之为基准杯。

2.3 溢流室溢流室占据了容器的大部分空间，它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水，并将凝结水排入锅炉的下降管中。

在流动中为整个容器进行加热和蓄热，确保容器与锅筒中的温度达到一致。

正常情况下，由于锅炉下降管中流体的带动作用，溢流室中基本上没有积水或少量积水。

2.4 连通器“┤”型连通器，其水平部分一端接入锅筒，下端接入差压变送器的负压侧。

它的主要作用是将锅筒中动态的水位产生的压力传递给差压变送器的负压侧，与正压侧的压力比较，可得知锅筒中的水位。

采用“┤”形，是因为可以保证连通器中的介质具有一定的流动性，防止其延伸到锅筒之间的管线冬季发生冻结。

连通器内部介质的温度与锅筒中的温度很可能不一致，使其中的液位与锅筒的液位不同，但是由于流体的自平衡作用，对使锅筒中水位的测量影响很小。

由以上可知，平衡容器正压侧输出的压力等于基准杯口所在水平面以上总的静压力，加上基准杯口至水侧入口器水平轴线之间的凝结水压力。

负压侧的压力等于基准杯口所在水平面以上总的静压力，加上基准杯口水平面至锅筒中汽水分界面之间的饱和蒸汽产生的压力，再加上锅筒中汽水分界面至水侧入口管水平轴线之间饱和水产生的压力。

锅炉差压液位计原理
锅炉差压液位计的原理是将水位的高、低信号转换为差压信号实现测量。

具体来说，平衡容器是测量装置的感受部件，分为单室与双室两种。

以单室平容衡器的工作原理为例，由于汽包内的饱和蒸汽在冷凝筒内不断散热凝结，筒内液面总是保持恒定，所以正压管内的水柱高度是恒定的。

负压管的水柱高度则随汽包水位的变化而变化。

这时，差压可按以下公式计算：ΔP = Pw - Pz = gρH w - gρH z = gρ(H w - H z) = gρΔH，式中ΔP为差压；Pw 为正压管压力；Pz为负压管压力；g为重力加速度；ρ为水的密度；H w 为冷凝筒中水的液面高度；H z为汽包中水的液面高度；ΔH为汽包重力水位。

传感器部分包括弹性敏感元件、压电晶体和磁钢等部分。

这些元件用于测量压力或液面高度值，并将这些物理量转换为电信号。

转换器部分则将传感器部分输出的电信号进行运算处理，并将结果输出给指示器或控制系统。

例如，电机通过减速机构使电机轴上的齿轮转动，带动磁钢旋转并输出相应的信号给转换器电路进行运算处理。

输出继电器接在变送器上指示被测介质的压力或液面高度值。

总之，锅炉差压液位计通过测量水位差来反映锅炉内部液位的情况，并通过传感器和转换器将测量结果输出给控制系统或指示器，实现锅炉液位的实时监测和控制。

锅炉汽包水位的原理分析0 引言汽包水位计是现代火电厂最重要的监视仪表之一，其测量准确与否对生产过程影响很大。

汽包水位过高，降低了汽包内汽水分离器的分离效果，使供出的饱和蒸汽携带水分过多，含盐量也增多。

由于蒸汽湿度大，过热蒸汽过热度降低，这不但降低了机组出力，而且容易造成汽机末几级叶片的水冲击，造成轴向推力过大使推力轴承磨损；含盐量过多，使过热器和汽机流通部分结垢，使机组出力不足且易使受热面过热而造成爆管。

汽包水位过低，则破坏了锅炉的汽水自然循环，致使水冷壁管被烧坏，严重缺水时还会发生爆管等事故。

所以准确测出汽包内水位，以提高机组的安全性是技术人员重点关注的问题[1]。

1 几种水位测量仪表的应用介绍1.1 双色水位计双色水位计采用连通器原理制成，通过光学原理中水汽两种介质的折射率不同而显示出锅炉水汽颜色的不同，汽红水绿。

这种水位计属于锅炉的附属设备，就地安置。

直接观测水位，汽满呈现红色，水满呈现绿色。

随水位变化自动而连续。

在锅炉启、停时用以监视汽包水位和正常运行时定期校对其他型式的水位计。

1.2 电接点式水位计利用饱和蒸汽与蒸汽凝结水的电导率的差异，将非电量的锅炉水位转换为电信号，并由二次仪表远距离地显示水位。

电接点式水位计基本上克服了汽包压力变化的影响，可用于锅炉启停及参数运行中。

电接点式水位计离汽包很近，电极至二次仪表全部是电气信号传递，所以这种仪表延迟小，误差小，不需要进行误差计算和调整，使得仪表的检修与校验大为简化[3]。

1.3 差压式水位计差压式水位计的工作原理是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。

经过发展现在采用智能式差压变送器来测量汽包水位，特别计算机控制技术的引入，从技术性能、安全性、可靠性都有了极大的提高，现在亚临界锅炉均采用差压式水位计作为汽包水位测量的主要手段，并作为汽包水位控制、保护信号用。

新型双室平衡容器在汽包水位测量中的应用王 宝 陈 骏广东省宝钢特钢韶关有限公司轧钢分厂摘要：汽包水位测量是汽包锅炉运行控制中的重要参数，双室平衡容器具有结构简单、运行稳定、价格较低等优势，具有一定的补偿能力，在汽包水位测量中一直被广范采用。

若对双室平衡容器及其测量原理与补偿等方面缺乏充分了解，会在测量过程中产生较大误差，甚至造成严重后果。

由于测量结果受汽包温度、压力及环境温度影响较大，为了消除运行参数变化对测量的影响，更准确地测量汽包水位，引入了一种动态补偿方法。

下面文中将会对相关内容进行阐述，仅供参考。

关键词：汽包水位测量；双室平衡容器；应用锅炉汽包水位不仅关系到所产生蒸汽的质量，同时也是确保生产安全的重要参数。

在工作过程中，采用双室平衡容器测量汽包液位，是因为饱和蒸汽在凝汽室中凝结释放热量，对其中正压补偿管和负压管温度进行补偿，并且平衡容器充分保温，减少了热量损失，由于正确地选择了正压补偿管的高度，在汽包水位一定时，无论汽包内的压力如何变化，正压补偿管的压力与负压管的压力变化值均相等，因而双室平衡容器输出的差压不变。

但是传统双室平衡容器的正压侧先于负压侧引出平衡容器，造成正负引压管路在全量程测量范围内温度不一致，从而产生一定的测量误差。

1 双室平衡容器双室平衡容器是具有一定自我补偿能力、结构简单的汽包水位测量装置，如图1所示。

在基准杯上方有一个环形漏斗将平衡容器分割成两部分，故称双室平衡容器。

1.1 工作原理正压头连接导管将来自汽包的饱和蒸汽引入平衡容器并释放汽化潜热，凝结成饱和水，由导流盘引入基准杯。

基准杯将凝结水所产生的压力通过导管传递给差压测量仪表—差压变送器的正压侧。

凝结水充满基准杯后，溢出流入溢流室使基准杯中凝结水的液面高度保持衡定，如图1所示。

溢流室中过剩的凝结水通过导管引入锅炉下降管，为保证溢流室与下降管间具有一定差压，下降管开孔高度与基准杯高度差一般大于10m。

同时，饱和蒸汽在容器内凝结所释放的热量，对整个平衡容器加热，使平衡容器的温度接近于汽包内温度。