11 汽包水位测量.ppt.ppt

汽包水位过高，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。,11 锅炉汽包水位测量,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。,11.1 云母水位计及双色水位计,式中 汽包内饱和蒸汽密度；汽包内饱和水密度；云母水位计测量管内水柱的平均密度；汽包内重量水位显示值。,由于云母水位计温度低于汽包内温度，因此云母水位计的示值水柱高度低于汽包重量水位高度。,一、云母水位计 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。,双色水位计是采用把普通光经滤光玻璃(红、绿两种)使红光、绿光透过，再经被测液体或气体折射，在光路上设置窗口予以显现，可测知光路上是液体或气体。,二、双色水位计,双色水位计原理示意1一汽测连通管；2一加热用蒸汽进汽管；3一水位计本体；4一加热室；5一测量室；6一加热蒸汽出口管；7一水侧连通管；8一光源；9一毛玻璃；10一红色滤光玻藏，11一绿色滤光玻璃；12一组合透镜；13一光学玻璃板；14一垫片；15一云母片(高压以上锅炉用)；16一保护罩；17一观察窗,1、用于高压锅炉上地水位计，考虑其强度，窗口玻璃不作成长条形，而是沿着水位计高度上开多个圆形窗口。两个窗口之间一段存在不灵敏区。2、为了减小水位计水柱温降带来地测量误差，在水位计本体内加装蒸气加热夹套，使得水柱温度接近于锅炉汽包工作温度。,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106cm以下，蒸汽的电阻率一般在108cm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。,电接点的绝缘材料有超纯氧化铝(适用于高压)和聚四乙烯(适用于中压)，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。,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。,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)为简单平衡容器，(b)为双室平衡容器。,11.3 差压水位计,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。,按照流体静力学原理，有,1，2、s，L，H0为常数时，平衡容器地输出差压P是汽包水位变化H的单值函数。水位增高、输出差压减小。,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1、2、饱和水密度w和饱和蒸汽密度s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1 2 w,2、汽包压力变化的影响,汽包工作压力越低，则密度差（ws）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。,单室、双室平衡容器差压水位计不适合机组启动、停机或滑压运行时使用。,三、减小汽包压力变化造成水位指示误差措施：,1、采用补偿性平衡容器,按照流体静力学原理，补偿式平衡容器的输出为,汽包压力为0.5MPa时，正常水位下的差压：,汽包压力在额定压力下，正常水位下的差压：,平衡容器输出最大差压时：,（1）,（2）,2、差压水位的压力校正,差压水位的压力校正是对平衡容器输出的差压信号，通过引入汽包压力信号进行一定的校正计算，从而消除压力对测量影响的一种补偿方法。,11.4 物位其他测量方式,1、应用浮力原理检测物位,利用漂浮于液面上的浮标或浸没于液体中的浮筒对液位进行测量的。当液位变化时，前者产生相应的位移，而所受到的浮力维持不变，后者则发生浮力的变化。因此，只要检测出浮标的位移或浮筒所受到的浮力的变化，就可以知道液位的高低。,浮力法测量原理,直读式钢带浮子式液位计,1）、钢带浮子式液位计,直读式钢带浮子式液位计，这是一种最简单的液位计，一般只能就地显示。,2、浮筒式液位计,浮筒式液位计属于变浮力液位计;当被测液面位置变化时，浮筒浸没体积变化，所受浮力也变化，通过测量浮力变化确定出液位的变化量。,浮筒式液位计 1-浮筒；2-弹簧；3-差动变压器,2、应用静压原理检测物位,压力表测量液位原理,敞口容器：多用直接测量容器底部压力的方法。如图所示，测压仪表通过导压管与容器底部相连，由测压仪表的压力指示值，便可推知液位的高度。,其关系为式中 P测压仪表指示值 H液位的高度液体的密度g重力加速度,式中 PA、PB分别是液面上部介质压力和液面以下H深度的液体压力。,密闭容器：测量容器底部压力，除与液面高度有关外，还与液面上部介质压力有关，其关系为,通过液柱静压的方法对液位进行测量的。,测量开口容器液位高度,(a)压力表式液位计,(b)吹气式液位计,3、应用超声波反射检测物位,根据超声波从发射到接收反射回波的时间间隔大小与被测介质高度成比例关系的原理，实现液位测量的。,测量时由置于容器底部的超声波探头向液面与气体的分界面发射超声波，经过时间t后，便可接收到从界面反射回来的回波信号。,测量原理,a-超声波在液体中的传播速度H-从探头至界面的距离（被测介质物位高度）t-超声波从探头发射至液面反射回来的时间,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。,4、电容式液位计,电容式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量大小的原理进行测量。电容式液位计的结构形式很多，有平极板式、同心圆柱式等。它的适用范围非常广泛，对介质本身性质的要求不象其它方法那样严格，对导电介质和非导电介质都能测量,安装形式1,在具体测量时，电容式液位计的安装形式因被测介质性质不同而稍有差别。右图为用来测量导电介质的单电极电容液位计，它只用一根电极作为电容器的内电极，一般用紫铜或不锈钢，外套聚四氟乙烯塑料管或涂搪瓷作为绝缘层，而导电液体和容器壁构成电容器的外电极。,单电极电容液位计 1-内电极；2-绝缘套,同轴双层电极电容式液位计 1、2-内、外电极；3-绝缘套；4-流通孔。,用来测量非导电介质的同轴双层电极电容液位计，外电极上开有很多流通孔使液体流入极板间。,5、核辐射法,不同物质对同位素射线的吸收能力不同，一般固体最强，液体次之，气体最差。当射线射入厚度为H的介质时，会有一部分被介质吸收掉。透过介质的射线强度I与入射强度I0之间有如下关系：,式中吸收系数。H-介质的厚度,因此测液位可通过测量射线在穿过液体时强度的变化量来实现。,辐射源与接收器均是为固定安装方式的核辐射液位计。其中(a)为长辐射源和长接收器形式；(b)为点辐射源和点接收器形式。,核辐射式液位计,1-放射源；2-接收器,遮断式微波料位计控制器原理框图,当料位较低时，定向发射的微波无衰减的直接为接收天线接收，经前置放大器放大到适当的电平后馈送到电子放大器，经检波、放大后，与定电压比较，发出正常工作的信号，表示料位没有超过规定高度。,6、微波法,当料位升高到遮断微波束时，微波一部分被物料反射回去，一部分被物料吸收。此时微波被接收后经放大并在电压比较电路与定电压进行比较，其电位低于定电压，使仪表发出料位高的信号。这种定点式微波物位计很适合于物位测量的上、下限报警用。,