汽包水位测量仪表选型讲解
汽包水位保护仪表种类选型对比(精)
目前，汽包水位保护系统改进是监控保护系统改进的重点项目，汽包水位保护仪表种类选型尤为重要。因此对三重冗余的电极式和差压式保护信号进行综合对比，见表C。
表C.三重冗余的电极式和差压式保护信号对比表
差压式保护（单室平衡容器）
电极式保护（G J T测量筒、DS2000电测）
信号测量转换原理
高。校验结果与冷态、热态运行无关。试验结果、准确、
对比结论：三重冗余的电极式信号的综合性能优于三重冗余的差压式信号，电接点水位计更适合用作保护仪表。
1个信号可信性
模糊，易漂移，可信性低
定点检测报警，准确、可信性高
2个信号失准概率
大。同时影响2信号测量因素多。
小。同时影响2信号测量因素少
信号测量稳定性
稳定性偏低。实测值易漂移。
稳定性高。
信号异常排查难度
一旦失准，不易查明原因，不易排除故障。
由人工或仪表自诊断，易查明原因，故障易排除。
排除异常时间
长
●测量可变因素少。
汽、水临界水阻一经设定，则不变；测量取样水柱水质好，高度不受压力与环境温度影响；信号电极位置固定；电极自紧机械密封，不泄露；如电极故障，则自动闭锁报警输出。
系统可靠性
测量系统复杂程度
复杂，测量转换环节多
简单，测量转换环节少
测量可变因素
多
少
调整难度
整定参数多，整定复杂，
只需调整临界水阻，调整简单。
短
故障应对措施
由DCS鉴别信号好坏、处理
由仪表自动往往不能投入运行
从锅炉点火起，任何工况下都能可靠投运。
水位实际
传动校验
方式
只能升降汽包水位
不需升降汽包水位即可进行校验。
锅炉汽包水位测量与控制
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。
汽包液位控制
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
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
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。
300MW热电厂热工仪表之汽包水位测量
汽包水位-双色水位的应用
双色水位计主要由冷光源、电源、罩壳等组成，其 工作原理是光源发出的光经过红色和绿色滤光玻璃 后，红光和绿光平行到达组合透镜，由于透镜的聚 光和色散作用，形成了红绿两股光束射人测量室。 测量室是由水位计本体钢座、云母片和两块光学玻 璃板等构成的。 测量室截面呈梯形，内部介质为 水柱和蒸汽柱,连通器内水和蒸汽形成两段棱镜。 当红、绿光束射人测量室时，绿光折射率较红光大 （光的折射率与介质和光的波长有关）。在有水部 分，由于水形成的棱镜作用，绿光偏转较大，正好 射到观察窗口,因此水柱呈绿色，红光束因出射角 度不同未能到达观察窗口；在测量室内蒸汽部分棱 镜效应较弱，使得红光束正好到达观察窗口，而绿 光因没发生折射不能射到窗口，因此汽柱呈红色。
汽包水位-平衡容器水位的安装
1）每个水位取样装置都应具有独立的取样孔，实现取样的独 立性。用于保护和控制的各汽包水位测量，均应全程独立配 置。但补偿用的汽包压力信号，以选用三取中信号为宜。 2）汽、水侧取样阀门必须为二个截止阀串联且使其门杆处于 水平位置安装（防止积水或积汽）。 3）汽包水位的汽、水侧取样管和取样阀门均应良好保温，单 室平衡容器及参比水柱的管道不得保温，双室容器正压取样 管以上部位不得保温，以下应保温，引到差压变送器的两根 仪表管应平行敷设。如需要采取防冻措施，应从汽包水位取 样管汽侧和水侧并列处开始共同保温直到变送器柜，并确保 伴热设施对正负压侧仪表管的伴热均匀，任何情况下不会引 起介质产生温差，变送器的取压管路先使用硅酸铝针刺毯进 行50mm后的保温后，再进行蒸汽伴热及电伴热的敷设，保证 测量管路的受热均匀。 4）汽包单室平衡容器的正常水位线必须保证与汽包的正常水 位线一致，考虑的锅炉的膨胀及下沉，可根据实际情况对汽 包平衡容器进行固定。
水工程重常用的液位测量仪表及选型要点
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。
火力发电厂汽包水位测量原理及相关标准讲解
• ２.水位测量装置的安装 • ２.１每个水位测量装置都应具有独立的取样 孔。不得在同一取样孔上并联多个水位测量装 置，以避免相互影响，降低水位测量的可靠性。 • 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 径应根据锅炉汽包内部部件的结构，布置和锅 炉的运行方式，由锅炉制造厂负责确定和提供
禁止在连通管中段开取样孔作为差压 式水位测量装置的汽水侧取样点图3 连通管 中段开取样孔的示意图
• 汽水侧取样管、取样阀门和连通管均应良 好保温。平衡容器及容器下部形成参比水 柱的管道不得保温。引到差压变送器的两 根管道应平行敷设共同保温．1差压式水位测量装置进行温度修正所选取 的参比水柱平均温度应根据现场环境温度确定， 并且应定期根据环境温度变化对修正回路进行 设定。 ３．2锅炉启动前，应确保差压式水位测量装置 参比水柱的形成。锅炉汽包水位的监视应以差 压式水位测量装置显示值为准。 ３．3定期(每班)核对额定汽压下差压式水位测量 装置零水位与就地水位表的零水位，若其偏差 过大，应以额定汽压下就地水位表的零水位为 基准，校正差压水位测量装置的零水位。
第二章 汽包水位的测量方式
火力发电厂中在汽包水位的测量中经 常采用的方法为双色水位计、差压式水位 计以及电接点水位计。其中双色水位计用 到就地显示，利用工业电视技术在主控实 现监视；差压式水位计最为常用，作为水 位调节的被调参数；因为电接点式水位计 在汽包水位的测量中用的较少，本章着重 介绍双色水位计和差压式水位计。
汽包水位测量仪表选型88页文档
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
汽包水位测量仪表选型
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
汽包液位量程选择
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）。
锅炉汽包液位的选型及液位的控制
锅炉汽包液位的选型及液位的控制摘要：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。
直接观测水位，气满全红，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，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。
锅炉汽包水位监视基准表和保护仪表选型
锅炉汽包水位监视基准表和保护仪表选型1 高维信1，董 强2，荆予华3，尤红军 4，滕会英5(1.淮安维信仪器仪表有限公司，江苏 淮安 223001；2. 山西阳光发电有限公司，山西 阳泉 045200；3.焦作电厂，河南 焦作 454001； 4.马头发电总厂，河北 邯郸 056044；5.衡丰发电有限公司， 河北 衡水053000)摘 要：分析差压水位计环境温度修正难点、测量附加差压的不确定性和随机性、实测不稳定、易大幅度飘移、0位必须频繁核对等问题。
差压式水位计的测量不稳定性影响保护全过程投入，保护实际传动校验问题多。
通过差压水位计和新型电接点水位计的性能比较，指出监视基准表、主表和保护仪表不宜选用差压水位计，而应选用电接点水位计。
提出保护与自调“合用”差压式信号的“危险集中”问题，并提供“危险分散”设计实例供借鉴。
关键词：锅炉；汽包水位；监视基准表；保护仪表；选型；危险分散中图分类号： 文献标识码：B 文章编号：1004-9649（2003）07-0000-000 前言云母、电接点、差压水位计是测量汽包水位的主要在用仪表，性能各有所长，但都有不容忽视的缺陷。
汽包水位监控保护系统整体设计，按监视、自调、保护3个子系统对其测量装置主要性能的不同要求，优化配置相应仪表，是防止锅炉重大水位事故的重要策略。
但监视基准和保护仪表配置问题长期未能妥善解决。
由于认为短期内不可能解决电接点水位计误差大和水位测点少问题，由于保护与自调信号的“危险集中”问题尚未引起汽包水位测量系统配置设计的重视，规定差压水位计用于监视基准和保护，使之成为3个子系统的同一配置仪表。
但差压水位计的实测值易变、误差不确定性，及差压式保护在锅炉启动时不能投入、水位实际传动校验性能差等问题，并未解决。
在20多台超高压、亚临界锅炉上，新型高精度、高可靠性电接点水位计已可靠用于监视基准与保护，“汽包水位多测孔接管”新技术已成功地增加了水位测点。
化工装置锅炉汽包液位仪表选型与计算
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。
汽包水位测量仪表选型讲解
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✓于水由位计向周围空间散热，连通器内水柱温度 低于汽包内的饱和水温度，其密度大于相同压力下 的饱和水密度ρ’，因此水位计指示的水位值，比汽 包内实际水位要低
✓水位越高，云母水位计指示值越偏离汽包实际水 位。
✓保温效果对测量产生影响。
3、云母水位计的使用
(1)为了保证玻璃管(板)一旦被打碎时，上、下阀内 的小钢球能自动密封， 要求介质压力不得小 2×10^5Pa(2Kgf/cm^2)。 (2)液位计投入使用时，先开启连接液位计上端的阀 门，后开启连接液相的阀门。当设备停止运行时， 要先停止液位计的使用。
汽包水位测量及仪表
水位保护的重要性（汽包锅炉）
➢ 汽包是汽水的分界处。 ➢ 汽包水位是锅炉运行是否正常的重要标 志之一。 ➢ 准确测量和控制汽包水位在规定的范围 之内是保证锅炉安全运行的必要条件。
水位过高： 将破坏汽水分离效果，使饱和蒸汽湿度
增大，含盐量加大，造成过热器受热面及汽 轮机通流部分结垢；严重时会造成过热器和 再热器超温爆管，蒸汽带水及汽轮机水冲击 等破坏事故。
(3)定期清洗玻璃管(板)内外壁污垢，使液位显示清 晰。
(4)用根据被测介质的压力和温度合理选用液位计， 不得把低压产品用在高压设备上。
(5)当以液位指示值来计算大容器内的介质数量时， 应考虑到介质温度，压力等影响及容器形状不规则 而引起的误差。
•优点：直接测量水位，使用方便， 在液位测 量中得到广泛应用。
2、测量误差
✓云母水位计处于汽包外，由于散热，水位计中水 的平均温度低于汽包压力下的饱和水温度。存在测 量误差。 ✓上部水由于蒸汽不断凝结，温度接近饱和温度， 下部水温度较低。
✓云母水位计中水的平均密度ρav和汽包中饱和水 的密度ρw不同； ✓云母水位计指示值He和汽包重力水位H不同，其 差值：
11汽包水位测量解析
H'
——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。
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二、 双单色水位击计 此处编辑母版标题样式
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第二级
超声波物位计由超声波发射、接收器（探头）及显示仪表组成。
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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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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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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
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汽包压力为0.5MPa时，正常水位下的差压： p 0 . 5 w 0 . 5 ( L l ) g l a g H 0 w 0 . 5 g ( L H 0 ) s 0 . 5 g
汽包压力在额定压力下，正常水位下的差压：
p e w ( L e l ) g la g H 0 w 5 g ( L H 0 ) s g e
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。
汽包水位测量系统常用的汽包水位计有哪些
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。
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(3)定期清洗玻璃管(板)内外壁污垢，使液位显示清 晰。
(4)用根据被测介质的压力和温度合理选用液位计， 不得把低压产品用在高压设备上。
(5)当以液位指示值来计算大容器内的介质数量时， 应考虑到介质温度，压力等影响及容器形状得到广泛应用。
•
•缺点：只能就地监视，液位信号不能远传和 记录，而且不适用于粘稠及有深色的液位测 量。
二、双色水位计
➢是在云母水位计的基础上，利用光学系统 改进其显示方式的一种连通式水位计； ➢水和蒸汽对光的折射率不同，使汽水分界 面显示成红、绿两色，即汽柱显红色，水柱 显绿色，提高了显示清晰度。
• 1．双色水位计工作原理
水位过低： 锅炉水循环将遭破坏，水冷壁安全受到
威胁。
▪以300MW自然循环汽包锅炉为例，其锅筒内 径一般为1775mm左右，锅炉正常运行中要 求维持正常水位在±50mm以内，当水位超 出0±50mm时发出报警Ι值；当水位超出或 达到±150mm发出报警Ц值。
▪因此，电站锅炉水位计应保证锅炉参数变化 时能够准确反映水位，并可实现远距离测量。
2．工业电视监视汽包水位
双色水位计可在就地监视水位，还可以采用工业电 视系统远传至控制室进行水位监视。
• 3、双色水位计的安装
• 每个水位测量装置都应具有独 立的取样孔
• 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
• 就地水位表的零水位线应比汽 包内的零水位线低，降低的值 取决于汽包工作压力
• 水位-由差压转换容 器(又称平衡容器)、 压力信号导管及差 压计三部分组成的
中间件
传感器 显示件
工作原理
p p p
L(1 ")g H ('")g
由式可以看出，水位越高， 差压越小，两者之间成反比 关系。
如果在正常水位的输出差压为 △P0，则水位偏离正常水位所输 出差压可表示为：
重量水位概念
▪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，称为重量水位。
一、云母水位计
1、基本结构
➢水位计的上部与汽包 的蒸汽空间相通，水位 计的下部与汽包的饱和 水相通，构成一个连通 器。根据连通器原理， 水位计中的水面高度与 汽包水位相同，因此从 水位计的水面高度便可 看出汽包的水位值。
▪测量汽包实际水位，涉及问题较多： ▪汽包水位很不稳定，总是上下波动； ▪汽水界面不明显（水侧含汽泡，汽侧含水 滴）； ▪沿汽包横向及轴向各处水位不一致； ▪锅炉负荷突然变化会造成虚假水位。
加热器水位
• 水位过高，会降低经济性。当水位不正 常升高时，有可能是加热器管子破裂。 而加热器水位过低，蒸汽将由疏水管流 出。本级的高温高压疏水将排挤下一级 加热器的部分抽汽，造成整个机组的回 热经济性下降，另高速汽流冲刷疏水管 还会加速管道损坏。
除氧器水位
• 水位过高将引起溢流管大量跑水，若溢 流不及，会造成除氧头振动；水位过低， 会引起给水泵汽化。
煤粉
锅炉
空气
除氧器
汽机
~ 发电机 机
凝汽器 机
高加
给泵
低加
凝泵
凝汽器水位
• 水位过高时，凝结水将淹没部分凝汽器 铜管，从而造成凝汽器真空值下降。水 位过低，会引起凝结水泵入口压力降低 造成泵汽化。
• 浮力式：如浮球式液位计
直读
• 静压式：如差压式液位计
连续测量、调节
• 电磁式：如电接点液位计
导电液体、断续信号
• 电容式液位计
连续测量
• 超声波液位计
非接触式液位测量仪、连续测量
• 辐射式液位计
非接触式液位测量仪、连续测量
第一节 云母水位计和双色水位计
➢云母水位计是玻璃水位计的一种，属于直 读式 液位计。 ➢云母水位计主要用于高压锅炉汽包水位测 量，对于中压或低压锅炉，连通管可采用平 板玻璃制造，称为玻璃水位计。 ▪
H
He
av w
s s
✓于水由位计向周围空间散热，连通器内水柱温度 低于汽包内的饱和水温度，其密度大于相同压力下 的饱和水密度ρ’，因此水位计指示的水位值，比汽 包内实际水位要低
✓水位越高，云母水位计指示值越偏离汽包实际水 位。
✓保温效果对测量产生影响。
3、云母水位计的使用
(1)为了保证玻璃管(板)一旦被打碎时，上、下阀内 的小钢球能自动密封， 要求介质压力不得小 2×10^5Pa(2Kgf/cm^2)。 (2)液位计投入使用时，先开启连接液位计上端的阀 门，后开启连接液相的阀门。当设备停止运行时， 要先停止液位计的使用。
汽包水位的测量
• 汽包水位过高会造成蒸汽带水，使蒸汽 品质恶化，轻则使管道和汽轮机结垢加 重，降低效率，重则使机组发生严重事 故。水位过低会破坏锅炉水循环，使水 冷壁局部过热甚至发生爆管。
水位计种类
▪云母水位计 ▪双色水位计 ▪差压式水位计 ▪电接点水位计
补充：液位计的类型
• 直读式：如玻璃管液位计、玻璃板液位计 直读
汽包水位测量及仪表
水位保护的重要性（汽包锅炉）
➢ 汽包是汽水的分界处。 ➢ 汽包水位是锅炉运行是否正常的重要标 志之一。 ➢ 准确测量和控制汽包水位在规定的范围 之内是保证锅炉安全运行的必要条件。
水位过高： 将破坏汽水分离效果，使饱和蒸汽湿度
增大，含盐量加大，造成过热器受热面及汽 轮机通流部分结垢；严重时会造成过热器和 再热器超温爆管，蒸汽带水及汽轮机水冲击 等破坏事故。
2、测量误差
✓云母水位计处于汽包外，由于散热，水位计中水 的平均温度低于汽包压力下的饱和水温度。存在测 量误差。 ✓上部水由于蒸汽不断凝结，温度接近饱和温度， 下部水温度较低。
✓云母水位计中水的平均密度ρav和汽包中饱和水 的密度ρw不同； ✓云母水位计指示值He和汽包重力水位H不同，其 差值：
4、故障分析与处理方法
第二节 差压水位计
✓压力可用液柱高度来表示；反之，液柱高 度(即液位)也可用压力(或差压)来表示。 ▪ ✓差压式水位计就是将液位高度变化转换成 差压信号来测量水位的。 ▪
✓水位信号首先由水位－差压转换容器转换 成差压信号，差压计测出差压值的大小，并 指示出水位的高低。
✓差压式水位计由水位－差压转换容器（平 衡容器）、压力信号导管及差压计组成。