汽包水位测量仪表选型
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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。
液面和界面测量仪表的选型1.差压式测量仪表(1)对于液面连续测量,宜选用差压式仪表。
对于界面测量,可选用差压式仪表,但要求总液面应始终高于上部取压口。
(2)对于测量精度要求高,测量系统需要较为复杂的精确运算,而一般模拟仪表难以达到时,可选用差压式智能变送仪表,其精度为0.2级以上。
(3)对于在正常工况下液体密度有明显变化时,不宜选用差压式仪表。
(4)腐蚀性液体、结晶性液体、粘稠性液体、易汽化液体、含悬浮物液体宜选用平法兰式差压仪表。
高结晶的液体、高粘度的液体、结胶性的液体、沉淀性的液体宜选用插入式法兰差压仪表。
以上被测介质的液面,如果气相有大量冷凝物、沉淀物析出,或需要将高温液体与变送器隔离,或更换被测介质时,需要严格净化测量头的,可选用双法兰式差压仪表。
(5)腐蚀性液体、粘稠性液体、结晶性液体、熔融性液体、沉淀性液体的液面在难于使用法兰式差压仪表测量时,可采用吹气或冲液的方法,配合普通压力表、压力变送仪表或差压变送仪表进行测量。
(6)对于在环境温度下,气相可能冷凝、液相可能汽化,或气相有液体分离的对象,在难以使用法兰式差压仪表而用普通差压仪表进行测量时,应视具体情况分别设置隔离器、分离器、汽化器、平衡容器等部件,或对测量管线保温、伴热。
(7)用差压式仪表测量锅炉汽包液面时,应采用温度补偿型双室平衡容器。
(8)差压式仪表的正、负迁移量应在选择仪表量程时加以考虑。
2.浮筒式测量仪表(1)对于测量范围在2000mm以内,比密度为0.5~1.5的液体液面连续测量,以及测量范围在1200mm以内,比密度差为0.1~0.5的液体界面连续测量,宜选用浮筒式仪表。
真空对象、易汽化的液体宜选用浮筒式仪表。
就地液位指示或调节宜选用气动浮筒式仪表。
浮筒式仪表必须用于清洁液体。
(2)选用浮筒式仪表,当精度要求较高,信号要求远传时,宜选用力平衡型;当精度要求不高,就地指示或调节时,可选用位移平衡型。
(3)对于开口储槽、敞口储液池的液面测量,宜选用内浮筒;对于在操作温度下不结晶、不粘稠、但在环境温度下可能结晶或粘稠的液体对象,也宜选用内浮筒。
锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包水位是锅炉运行中重要的控制参数之一,其安全稳定的控制是保障锅炉正常运行的基础。
本文介绍了常用的汽包水位测量和控制方法。
1. 测量方法1.1 机械式水位计机械式水位计是一种简单直观的测量方法,其原理是利用水位计的示值刻度确定水位高度。
机械式水位计的结构通常包括一根垂直铜管和一个游动浮球,浮球的位置随着水位高低变化,通过连杆传动示值针的指示。
机械式水位计具有可靠性高、使用维护简便等优点,但其示值存在一定的误差,同时受到环境因素的影响,测量误差也会增大。
1.2 液位控制器液位控制器是一种通过对汽包水位进行连续测量和控制的仪器。
其结构主要由测量元件、信号调理模块、控制单元、操作面板等组成。
测量元件通常采用电容式水位传感器、超声波水位传感器、磁翻板水位传感器等。
信号调理模块主要完成传感器信号的放大和滤波等处理。
控制单元负责对信号进行分析和判断,并根据设定的水位值执行相应的控制动作。
液位控制器的显示精度高、灵敏度快、控制范围广等优势,在燃煤锅炉、燃气锅炉等应用中得到广泛的应用。
2.1 传统PID控制传统的PID控制器应用较为广泛,在汽包水位控制中也常用该方法进行控制。
PID控制器是一种基于目标值与实际值之间误差的反馈控制方法,可以实现控制量的自动调节。
PID控制器由比例项、积分项、微分项三部分组成,根据错误的大小、变化和累积值对控制量进行调节。
通过调节比例、积分、微分参数,可以实现对汽包水位的精确控制。
2.2 模糊控制模糊控制是一种可以应用于非线性及模糊的控制场合的控制方法,其原理是通过建立模糊逻辑规则进行推理和决策。
在汽包水位控制中,可以利用模糊控制方法对复杂的非线性系统进行控制。
模糊控制的优点在于它可以处理复杂的物理过程,不需要准确的数学模型,同时也能够处理测量信号噪声等因素的影响,使得控制效果更稳定可靠。
但是,其参数设计较为复杂,需要进行试探和测试。
3. 总结汽包水位的测量与控制是锅炉生产过程中非常重要的一环,其稳定性和精度对锅炉的安全性和经济性有着重要的影响。
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。
锅炉汽包液位的选型及液位的控制发表时间:2019-07-24T13:42:46.017Z 来源:《电力设备》2019年第5期作者:杨东波[导读] 摘要:分析了影响锅炉汽包运行的各种因素,介绍汽包水位检测的各种常规仪表、测量方法及汽包水位的三种控制方式,进而比较得出最佳的水位检测措施及控制策略。
(天津辰创环境工程科技有限责任公司天津市 300400)摘要:分析了影响锅炉汽包运行的各种因素,介绍汽包水位检测的各种常规仪表、测量方法及汽包水位的三种控制方式,进而比较得出最佳的水位检测措施及控制策略。
最后,通过实。
关键词:汽包水位;选型;三冲量;控制方式锅炉汽包水位是锅炉安全运行的一个重要参数,特别是对高参数、大容量的锅炉,随时准确监视汽包水位的变化就非常重要。
水位过高,蒸汽空间缩小将会引起蒸汽带水,使蒸汽品质恶化,以致在过热器管内产生盐垢沉积,使管子过热,金属强度降低而发生爆破;满水时蒸汽大量带水,将会引起管道和汽机内产生严重的水冲击,造成设备的虽坏。
水位过低,将会引起水循环的破坏,使水冷壁管超温过热,严重缺水时,还可能造成更严重的设备损坏事故。
因此加强对水位的监视和调整至关重要。
因此汽包锅炉应至少配置两只彼此独立的就地汽包水位计和两只远传汽包水位计,一般锅炉汽包水位波动要求不超过±30mm~50mm的范围,以防止恶性事故的发生。
比如:锅炉汽包满水事故和锅炉汽包缺水事故。
因此在锅炉上往往装有一套不同型式的水位计来监视汽包水位变化情况,并在汽包水位超限时进行报警,甚至达到连锁时动作停炉。
下面介绍几种常用汽包液位测量液位计。
锅炉汽包水位调节和水位保护的信号应采用有压力、温度补偿的差压式水位表的信号。
也就是说汽包水位保护的信号应来自差压变送器,严禁从就地水位表上取信号。
双色液位计,采用连通器原理制成,通过光学原理所显示的锅炉水汽部分都是有色的,汽呈红色,水呈绿色。
这种水位计属于锅炉的附属设备,就地安装。
汽包水位测量系统几种基本配置的差异淮安维信仪器仪表有限公司 高维信2004.12.20一、 基本配置及简要说明《火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定》(DRZ/T 01-2004)突破了2001年发布的《试行规定》“5套配置” 的框框,提出了A 、B 、C 三种基本配置设计,对应的监控保护功能系统信号逻辑框图见图1、2、3。
三种基本配置对应的汽包水位测孔情况:图1、2中为国产引进型300MW 机组亚临界锅炉汽包只有4对测孔,采用多测孔接管技术增加4对独立测孔,则共有8对测孔。
300、600MW 机组的巴威锅炉汽包封头有8对水位测孔,亦可按图1、2配置测量系统。
图3为东方锅炉厂1025t/h 亚临界锅炉汽包有6对独立测孔,如采用多测孔接管技术至少可增加2对独立测孔,亦可按图1配置。
配置A :1套就地水位计、3套差压式水位测量装置和3套电极式水位测量装置。
这是针对新建锅炉要求的配置。
在此配置基础上可增加1套GJT2000系列汽包满水或全程电接点水位计,以满足停炉后满水安全快冷和缺水事故处理的运行监视需求。
配置B :1套就地水位计、1套电极式水位测量装置和6套差压式水位测量装置。
这是针对七、八年前一些300MW 机组锅炉汽包测量系统设计的改进性配置。
因为电接点水位计在亚临界锅炉上的取样负误差太大,电极机械密封泄漏率高,既不能用于主表监视,又不能用于保护,已失去使用价值,故原设计采用1套就地水位计和6套差压水位计配置。
配置B 也是针对新建锅炉的配置。
配置C :至少应配置1套就地水位计、3套差压式水位测量装置和2套电极式水位测量装置。
这是针对已运行锅炉测量系统改进规定的配置,是为了减少改进工作量与资金。
测量设备选型:电接点水位计测量筒优选为GJT2000-A 高精度电接点测量筒;电测仪表优选为DS2000成套(含就地表、远程表)电测仪表,也可以选用以测量电极对地电阻检测水位原理的二次表。
平衡容器应采用参比水柱温度稳定、接近设定温度的平衡容器,或采用参比水柱温度接0,多测孔接管;1,GJT2000-A 高精度电接点测量筒 ; 2,DS2000电测就地表,3,DS2000电测远程表(或配套直接测量电极对地电阻检测水位电测二次表) ; 4, 单室平衡容器(GJT -D Ⅰ双恒单室平衡容器,或DNZ 内置式单室平衡容器) ; 5, 差压变送器 ;6,汽包压力变送器 ;7, 云母水位计(普通云母水位计,或WDP 无盲区低偏差双色水位计) ;8,摄像头 ;9,GJT2000-M (或Q )型大量程电接点测量筒 ; P1、P2压力取样点。
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锅炉汽包液位变送器编辑本段锅炉汽包液位变送器主要分三种目前,余热锅炉的汽包水位测量仪表主要有以下3 种:双色水位计、差压式水位计和电极式水位计。
2.1 双色水位计采用连通器原理制成,通过光学原理所显示的锅炉水汽部分都是有色的,汽呈红色,水呈绿色。
这种水位计属于锅炉的附属设备,就地安装。
直接观测水位,汽红水绿,汽满全红,水满全绿,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。
双色水位计观测明显直观,但在实际运行中,由于锅炉加药腐蚀和水汽冲刷,运行一段时间以后,石英玻璃管内壁磨损严重,引起汽水分界不明显。
尤其现在一般采用工业电视监视,现场摄像头受光线变化影响使水位显示更加模糊不清,另外由于水位计处于汽包上,环境温度高,使水位计的照明维护工作量明显增加。
2.2 差压式水位计根据液体静力学原理,通过测量变动水位和恒定水位之间的静压差,将差压值转换为水位值,再通过差压变送器将汽包水位转换为随水位连续变化的电信号,作为自动给水控制系统中的重要参数。
实际应用中差压式水位计存在的问题是:测量锅炉汽包水位时,汽包压力变化使得“水位3 差压”的关系也发生变化,因而给测量带来很大的误差。
现在普遍采用具有汽包压力补偿作用的平衡容器测量方法,但其准确度仍受到很大限制。
因为设计计算的平衡容器补偿装置是按水位处于零水位情况下得出的,而运行中锅炉水位偏离零水位时,就会引起测量误差。
当蒸汽压力突然下降时,正压容器内的凝结水被蒸发掉还会导致仪表指示失常。
这些都给锅炉运行操作造成很大困难,尤其投入自动给水调节时将产生错误动作,导致锅炉事故发生。
差压式水位计比较适合于锅炉稳定运行时的水位测量,当运行参数变化很大时误差也就很大。
关于汽包水位测量问题汽包水位测量。
就地水位计有:玻璃板式水位计、就地双色水位计、电接点式水位计几种。
原理都是通过连通器原理,即在液体密度相同的条件下,连通管中各个支管的液位均处于同一高度。
见下图。
只不过看的方式不同而已对于就地水位计来讲,存在着散热误差,导致读数不准。
汽包水位测量。
上面公式推导过程:(假定饱和蒸汽密度与水位计中蒸汽的密度相同)H*ρ’=H1*ρ1+(H-H1) *ρ’’ H*ρ’=H1*ρ1+H*ρ’’-H1* ρ’’ H*ρ’- H*ρ’’=H1*ρ1 -H1*ρ’’ H*(ρ’- ρ’’)=H1*(ρ1-ρ’’) H1=[(ρ’- ρ’’)/ (ρ1-ρ’’)]*H (1)直接“散热”误差由于测量筒及其引管向周围空间散热,其水柱温度实际上低于容器内水的温度,直接影响水位计测量筒内水的密度ρ1,即测量筒内水的密度ρ1大于容器内水的密度ρ',由(1)式可知水位计显示的水位H,比容器内水位H低。
由(2)式可以看出,水位计测量筒散热越多,ρ1也就越大,因而测量误差|△h|越大,这种误差我们称为直接“散热”误差。
为了减少直接“散热”误差|△h|,一般在水位计测量筒的下部至水侧连通管应加以保温,以减少测量筒水柱温度与容器内水的温度之差:同时水位计的汽侧连通管及水位计测量筒的上部不用保温,并让汽侧连通管保持一定的倾斜度,使更多的凝结水流入测量筒,以提高水位计测量筒内水的密度ρ1。
(2)取样“散热”误差由式(2)可以看出,水位计误差值|△h|与水位值H成正比,即水位值H越高(以水侧连通管作零点),水位计误差值|△h|就越大,可以说存在取样“散热”误差。
由图1可以看出,若容器内实际水位不变,当水位计水侧取样孔及连通管向上移时(相当于零水位线上移),容器水位示值H 减少,则由式(2)可以看出,水位计取样“散热”误差|△h|可减少。
为了能测量到水位下限,水位计水侧取样向上移是有限的,因此图1中取样“散热”误差是无法完全消除的。
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)。
电极式锅炉汽包水位计选型TR-800DK系列智能型电子双色自动控制仪是DSJ-6系列(电子)双色液位计的替代产品,是目前市场上最理想的双色水位计。
广泛适用于中小型锅炉,具有水位显示超清晰的优点,高、低水位声光报警,锅炉自动上水控制功能,有效的避免锅炉缺满水事故。
目前市场上销售的锅炉汽包用双色水位计大多存在着结构复杂、调试困难,水质或工况较差时显示不清,红绿颜色浑浊,需经常擦拭和不断更换色板、灯管、玻璃板,密封部分经常泄露需经常更换,维修费用极高等弊端,不具备高低水位声光报警、锅炉上水自动控制等功能,造成使用中的困难。
我公司以科技领先,最新研制出TR-800DK型电子双色自动控制仪又有新的重大突破,克服了目前双色水位计在使用中存在的问题,具有以下优点:1 水位显示清晰,色泽鲜艳,观察角度大,可视距离远。
3 适用于各种中、低压锅炉,不受水质影响,性能稳定,使用寿命长。
0 可远传显示水位至任何位置。
7 高、低水位声光报警。
2 锅炉上水自动控制功能。
6 显示部分与电源采用分体式避免电源损坏时造成显示部分损坏显示部分损坏时造成电源损坏的后果,大5 大降低维修成本。
1 密封性好,1 无泄漏。
3 不需要经常更换配件,9 维修费用极低。
二TR-800DK技术参数:公称压力:≤4.0MPa使用温度:≤225℃显示颜色:汽红水绿可视距离:白天60-70米,夜晚200-300米电源电压:DC5V(厂家配备AC220V转DC5V或AC36V转DC5V电源盒)适用介质:水、蒸汽安装中心距L:300 350 440 500mm显示屏高度L:150 170 190 190mm防爆标志:ExiaIICT6 Ga法兰通径:DN20 DN25三TR-800DK安装使用1、本产品需垂直安装,最大偏差为≤3°,通过法兰与容器连接,水位计法兰与容器之间需加装截止阀,便于日常维护。
2、将传感器与所测容器连接,在传感器排污法兰下端安装一个DN15的阀门并与原液位计排污管路连通。
化工装置锅炉汽包液位仪表选型与计算秦雅君【摘要】化工装置中废热锅炉的主要作用为利用反应产生的热量产生水蒸气,起到节约能源的效果.主要介绍了汽包液位仪表的选型以及液位补偿等计算方法,针对汽包液位的控制提出了一些参考.在托普索工艺包中建议采用普通导压管连接的差压液位变送器,计算时通过密度补偿减少测量值误差,但考虑到伴热及可能出现的液位波动等同题,在某项目设计中创新使用连通器与双法兰组合测量汽包液位,同时结合密度补偿公式进行计算,既减少了伴热工作量,又可以通过连通器稳定液位.该项目已投入运行,使用效果良好.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2016(052)001【总页数】3页(P71-73)【关键词】汽包液位;差压测量;双室平衡容器;密度;补偿;连通器【作者】秦雅君【作者单位】中国天辰化学工程有限公司,天津300400【正文语种】中文【中图分类】TQ056.1+4在化工生产中有许多产能反应,如加氢反应会有大量的热量产生,如何有效利用这些热量,节约能源并产生经济效益[1],是化工领域的一个重要课题。
废热锅炉就是利用这些热量并根据不同的热量等级产生不同压力等级的蒸汽,以供公用工程或后续工段使用的典型设备[2-3]。
由此,汽包水位的高低直接影响锅炉的运行是否安全:水位过高,会使蒸汽量增加,严重时出现满水、过水事故;如果水位过低,会导致锅炉缺水事故,需紧急停炉,若处理不当,在严重缺水时大量进水,就会出现汽锅爆炸事故。
因此,汽包水位测量在保证安全生产中起着举足轻重的作用,锅炉汽包流程如图1所示。
废热锅炉与汽包之间是动态平衡的关系,汽包是一个汽液两相并存的空间,是具有自平衡能力的被控对象。
锅炉给水在汽包内部不断汽化沸腾,使得气相和液相交接面形成水汽混合物的剧烈沸腾状态,即虚假液位[4],汽包液位测量的难点也正在于此。
为了解决运行中汽包存在虚假水位导致直接测量不准确的问题,以下阐述两种在工程领域使用的液位计测量方法,供参考、比较。
汽包水位测量系统常用的汽包水位计有哪些差压式水位计目前还是汽包水位测量的主流,它结构简单、安全可靠、费用低廉,但也存在着测量精度较低、维护麻烦等问题。
差压式汽包水位计的工作原理是通过把水位高度的变化转换成差压的变化来测量水位的,准确测量的关键是水位与差压之间的准确转换。
图1为典型的差压式汽包水位计原理图,采用的是单室平衡容器式。
近十几年来,在汽包水位测量方面也出现了不少新技术、新产品,如下介绍。
1、电容式水位计电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。
它是一根金属棒插入盛液容器内,金属棒作为电容的一个极,容器壁作为电容的另一极。
两电极间的介质即为液体及其上面的气体。
由于液体的介电常数e1和液面上的介电常数e2不同,比如e1>e2,则当液位升高时,电容式液位计两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。
反之当液位下降,e值减小,电容量也减小。
所以,电容式液位计可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。
优点:利用水、汽电容不一致原理直接测量液面,能减少偏差。
缺点:价格偏高于差压式水位计、适应低压、中汽包、对于重型燃气轮机的高压汽包存在一定的温度过高,导致设备损坏的风险,同时汽包内液面和下降管中液面水位也存在环境温度引起的水汽界面模糊的偏差。
2、导波雷达水位计导波雷达液位计是依据时域反射原理为基础的雷达液位计,导波雷达物位计发出高频脉冲沿着导波组件传播,当雷达波遇到被测介质时,由于介电常数发生突变,引起部分脉冲波的反射,并沿着导波组件还回。
由于雷达波的传输速度是恒定的,因此雷达物位计只要计算出发射与接收雷达波的时间间隔,就可以计算出液位空高,量程减去空高就是实际液位高度。
优点:利用导波雷达反射原理测量,测量精度较高,使用便捷,能减少偏差。
缺点:价格明显高于差压式水位计,适应低压、中汽包,对于重型燃气轮机的高压汽包同样存在一定的温度过高,导致设备损坏或寿命大幅缩短的风险。
3、内置式差压水位计内置式差压水位计本身工作原理和差压式水位计式一样的,不同的是将取压装置安装在汽包内部,以此来消除由于汽包内外温度差别引起的密度差。