汽包水位的测量方法简述
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。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制锅炉的汽包水位是指锅炉水的蒸汽与水的分界面高度，也是锅炉稳定可靠运行的重要参数之一。
正确地测量与控制锅炉汽包水位，既能保证锅炉的安全稳定运行，又能提高锅炉的热效率和经济性。
常用的锅炉汽包水位测量方法主要有以下几种：（1）机械式水位计机械式水位计是最早被广泛使用的一种水位测量仪器。
其原理是通过压力传感器将锅炉汽包的水压力转换为机械指针位移的方式进行水位测量。
其主要优点是结构简单，操作方便，但在测量精度和可靠性上有较大的局限性。
由于锅炉水位在燃烧过程中会受到各种因素的影响，如水位波动、气泡干扰等，因此机械式水位计容易受到误差影响，需要经常进行校准和调整。
电极式水位计是一种通过测量锅炉水位电阻的变化来进行水位测量的仪器。
其工作原理是利用锅炉水和蒸汽之间的导电性差异，通过电极将电信号传导到控制室的仪表中进行分析处理，从而实现对锅炉水位的实时监测。
电极式水位计具有响应速度快、稳定性好等特点，适用于高温高压工作环境。
但是需要定期维护，清理或更换探头以确保准确度。
超声波式水位计利用超声波在水蒸汽中传播的速度和反射的特性来进行水位测量。
其优点是可以实现无接触、高精度、高稳定性和多参数监测的目的。
超声波受到锅炉温度，压力和气体含量等因素的影响。
需要进行较多的校准工作，但是其灵活性允许安装位置的改变，是目前较为先进的水位测量仪器。
（1）开环控制开环控制是简单且直观的一种控制方式。
其原理是依靠向水泵或调节阀门等执行器不断输入调节信号，来使得锅炉水位保持在设定范围内。
但是该方式存在着控制精度低、响应时间长等缺陷，不适用于对水位要求高且需精度较高的场合。
闭环控制是一种通过反馈的方式实现对水位控制的方法。
其原理是依靠传感器对锅炉水位进行实时监测，将监测到的实际水位信号与设定水位信号进行比较并通过反馈机制来调节控制阀或泵等执行器，使得锅炉水位稳定在设定范围内。
闭环控制具有控制精度高，抗扰性强等特点，适用于锅炉水位要求精确的场合。
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。
锅炉汽包水位测量
2. 双室平衡容器
在正常水位(H0)时，差压方程： Δp0=Lρ1g-[(L-H0)ρSg+H0ρ2g]
在＋ΔH水位时，差压方程： Δp=Δp0-ΔH(ρ2-ρS)g
误差分析：
• 由于存在散热，正压室内水温由上至下逐 步降低，温度分布不易确定，ρ1不易确定。
• 负压室受到正压室散热的影响，温度分布 不易确定，ρ2不易确定。
因此，根据Δp测量水位就会产生误差。
火力发电厂关于汽包水位测量的要求
为了保证火力发电厂锅炉的安全运行，根 据《防止电力生产重大事故的二十五项重点 要求》中的“防止锅炉汽包满水和缺水事故” 的有关要求，对汽包水位的测量提出以下要 求。
1.水位测量装置的安装 • 1.１每个水位测量装置都应具有独立的取样孔。不
• 当汽包水位过高时： 一方面由于汽包内蒸汽空间高度减少，会增 加蒸汽携带的水份。
另一方面水位过高也会影响汽包内汽水分离 装置的正常工作，造成出口蒸汽中水份过多， 蒸汽品质变坏，从而极易引起过热器管壁和 汽轮机叶片沉结盐垢而使之过热，导致蒸汽 管金属强度降低而发生爆管、过热器烧坏和 汽机效率的下降。
由光源发出的光通过红、绿滤色镜片，射向 水位计本体液腔。在腔内汽相部分，红光射 向正前方，而绿光斜射到壁上被吸收。而在 腔内液相部分，由于水位的折射使绿光射向 正前方，而红光斜射到壁上，因此在正前方 观察，显示汽红水绿。
三、差压式水位计
原理：将汽包水位通过平衡容器转换为差 压信号，用差压计测量出差压的大小，求 出水位的高低。 汽包水位测量广泛采用差压式水位计，其 平衡容器通常有单室平衡容器、双室平衡 容器等。
2.水位测量装置的运行和维护
• 2．1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。
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是锅炉中储存水溶解气体的容器，用以减轻锅炉系统中的压力变化。
汽包内的水位控制是保障锅炉正常运行的重要环节，因此需要实时测量汽包水位并进行控制。
本文将介绍锅炉汽包水位的测量原理和控制方法。
一、测量原理（一）测量方法目前常用的汽包水位测量方法主要有以下几种：1. 水位计法。
水位计法是指通过读取水位计所示的高度差来确定汽包内的水位。
水位计一般采用激光、声波、浮子等原理进行测量。
这种方法使用方便，但需要经常进行维护和校准。
2. 微波法。
微波法是利用微波射频信号与水位之间的关系来测量汽包水位。
这种方法具有高精度、不受温度、压力等因素的影响，但价格较高。
3. 压力变送器法。
压力变送器法是利用汽包内的压力和水位之间的关系来确定水位。
这种方法精度较高，但需要进行定期校准和维护。
（二）测量误差锅炉汽包水位测量误差会受到以下因素的影响：1. 测量方法。
不同的测量方法测量误差不同。
2. 测量设备。
测量设备的精度和稳定性也会影响测量误差。
3. 温度和压力变化。
锅炉操作过程中，汽包内的温度和压力都会发生变化，这些变化也会影响测量误差。
（三）安全措施为保障锅炉运行安全，需要在设计和操作时采取以下措施：1. 在汽包上方安装喷淋装置。
当水位过高时，喷淋装置可以迅速淋水降低汽包水位。
2. 安装多个水位传感器。
这样即使一个传感器出现问题，其他传感器也能够发挥作用。
3. 常规维护与检修。
定期检查、维护水位控制设备，确保其正常运转并定期检查检修控制系统。
二、水位控制方法（一）PID控制器PID控制器是目前常用的汽包水位控制器。
PID控制器通过比较设定值和反馈值之间的差异，算出控制量，并对水位进行调整，使其接近设定值。
1. 比例（P）控制。
比例控制调整量与反馈量成比例，响应速度较快。
2. 积分（I）控制。
积分控制根据反馈值和设定值之差的积累量进行调整，可以消除稳态误差。
3. 微分（D）控制。
微分控制响应速度较慢，但可有效消除过冲现象。
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是锅炉系统中一个非常重要的部件，它主要起到水蒸气分离和收集的作用。
而锅炉汽包水位的测量和控制则是锅炉运行的关键环节之一，影响着锅炉的安全性、经济性和运行稳定性。
1、压力法水位测量原理压力法水位测量是锅炉汽包水位测量中最常用的方法。
其原理是根据在流体中的静力学原理，测量压力头与液位高度之间的关系来确定液位高度的位置。
当锅炉汽包内水位越高，水柱所产生的压力头就越大。
为了测量水位高度，需要在锅炉汽包内外分别安装两个压力表，它们分别称为高压表和低压表。
高压表的作用是测量锅炉汽包内的蒸汽压力，而低压表则用于测量锅炉汽包内的水柱压力头。
当锅炉汽包内水位高度变化时，对应的液位高度也会改变，造成高压表和低压表的读数发生变化。
根据它们的差值可以计算出液位高度的位置。
这种方法机构简单，测量精度高，但同时还存在一些问题，如压力表的灵敏度难以保证，压力口防腐保温有难度等。
电导法水位测量是通过在锅炉汽包内部安装一对电极，利用电极与液位之间的导电性差异来测量水位高度的位置。
当电极位于液面上方时，两极之间没有导电现象；当电极位于液面下方时，电极间的导电现象则明显增加。
通过测量两极之间的电导差异，即可判断液位高度的位置。
电导法水位测量的优点是机构简单、维修方便，而且应用广泛。
唯一的缺点是电极会受到水垢、污物等物质的影响，导致测量偏差或完全失效。
超声波法水位测量是利用超声波的传播时间来测量液位高度的位置。
当锅炉汽包内水位高度缩短时，超声波在空气和水之间传播的时间也会变短，从而可以推算出液面的高度。
超声波法水位测量的优点是测量范围广、抗干扰能力强。
缺点是对于非标准形状的汽包，测量精度可能会有所下降。
锅炉汽包水位控制是保证锅炉正常运行和安全的重要措施之一。
当锅炉汽包内的水位处于正常水平时，锅炉的燃烧热效率可以得到充分发挥。
但是如果水位过高或太低，锅炉的运行就会受到极大影响，甚至引发爆炸等灾难性后果。
1、锅炉汽包水位过高的原因及控制方法（1）进水量过大或汽发量过小。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制【摘要】本文介绍了锅炉汽包水位测量与控制的重要性及相关方法和策略。
指出了保持正确的汽包水位对于锅炉运行的重要性，能够确保锅炉安全稳定运行。
介绍了常见的锅炉汽包水位测量方法，包括浮球式、电导式、超声波式等。
然后，探讨了不同的水位控制策略，如比例控制、积分控制和微分控制。
接着，列举了常见的水位控制装置，如水位计、水位电极和水位控制阀等。
强调了锅炉汽包水位测量与控制的重要性，只有确保水位准确稳定才能确保锅炉运行的安全性和效率性。
通过控制好水位，可以避免因水位异常而造成的事故，保障设备的长期稳定运行，提高锅炉的工作效率和生产效益。
【关键词】锅炉、汽包、水位测量、水位控制、安全性、效率性、控制装置、测量方法、控制策略、重要性1. 引言1.1 锅炉汽包水位测量与控制概述锅炉汽包是锅炉系统中的重要组成部分，其水位的测量和控制是确保锅炉运行安全稳定的关键因素。
锅炉汽包水位的高低直接影响到锅炉的运行效率和安全性，因此需要采取适当的措施来进行测量和控制。
在现代锅炉系统中，通常采用各种传感器和控制装置来实现对锅炉汽包水位的监测和调节。
通过实时监测水位数据，系统可以及时发现并处理水位异常情况，确保锅炉运行在安全水位范围内。
锅炉汽包水位的控制策略也是至关重要的。
合理设置水位控制参数，结合锅炉的实际运行需求，可以有效提高锅炉运行的效率和稳定性。
常见的水位控制装置包括浮子式水位计、电容式水位计等，它们都有各自的优缺点，需要根据实际情况选择适合的控制装置。
2. 正文2.1 锅炉汽包水位的重要性锅炉汽包水位是锅炉运行中一个极为重要的参数，它直接影响着锅炉的安全性和效率性。
保持适当的水位能够确保锅炉的正常运行，防止因水位过高或过低而引发的问题。
保持合适的水位可以有效地控制锅炉的燃烧过程。
过高的水位会导致水分过多，降低燃烧效率，影响锅炉的热效率和能耗。
而过低的水位则容易引发锅炉爆炸的危险，因为在水位过低的情况下热量会无法及时地被吸收，导致锅炉内部产生过热蒸汽爆炸。
第五章 锅炉汽包水位的测量
第三节
差压式水位计
一、水位—差压转换原理 它是静压式液位测量仪表，在汽包水位、高加 水位、除氧器水位测量中都能得到应用。 水位—差压转换装置又称平衡容器，形成恒定 的水静压力，并与被测水位形成的水静压力相互比 较，输出二者的差值。
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二、简单平衡容器
设a—P+侧水柱的密度； s—汽包内饱和蒸汽的密度； w—汽包内饱和水的密度； H—汽包水位。
液位测量
第一节 第二节 第三节 第四节
水位测量的基本知识 就地水位计 差压式水位计 电接点水位计
第一节
水位测量的基本知识
一、水位的概念 以设备或者容器的底面作为参考平面时，气体 和测量液体间的界面与参考平面间的高度。
二、锅炉汽包水位测量的意义 为水位自动调节系统提供水位信号，及时调节 过高或过低的水位，以避免蒸汽品质变坏或水循环 恶化，以免造成严重事故。
5、优缺点及适用场合 ①优点： 指示最准确，可靠性高。 ②缺点： 只能就地读取数据，不能实现信号的远传，无 法作为水位自动调节系统的输入信号。 ③适用场合： 做于电接点水位计和差压式水位计的校验仪表， 也可供巡视员现场读数，还可通过远程录像监控在 集控室内观察其读数。
二、双色水位计 在云母水位计的基础上辅以光学系统，利用光 进入蒸汽和水产生不同的折射现象，将云母水位计 的汽水两相无色显示变成红绿两色区分水与蒸汽。
第二节 就地水位计
一、云母水位计 1、结构 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。
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2、工作原理 按照连通器液柱静压平衡的原理：
设 ρs —汽包内饱和蒸汽的密度；
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制一、引言锅炉汽包水位的测量与控制是锅炉运行和安全保障的重要环节，水位的过高或者过低都会对锅炉运行造成严重影响，甚至引发事故，因此对锅炉汽包水位进行准确的测量与控制至关重要。
二、水位测量原理1. 压力法：压力法是利用较低级别的水银柱压力来测定水位高度的方法。
当水位升高时，因为底部的水银柱压力增加，而顶端压力保持不变，因此水位越高，其底部的压力就越大。
通过对这种压力变化进行测量，可以得到相应的水位高度。
2. 导红外法：导红外法是通过放置传感器在锅炉水位上方，利用红外光束来检测水位的方法。
水位越高，其上方的传感器所接收到的红外光越少，通过测量红外光的强度，可以确定水位的高低。
3. 超声波法：超声波法是通过在水位上方放置超声波传感器，利用超声波来测定水位高度的方法。
当超声波遇到水位时，会产生反射，通过测量反射的时间和幅度，可以确定水位的高度。
三、水位控制原理1. 等级控制：等级控制是通过对水位高度进行分级以及分级区域内的水位控制来实现的。
通过设定不同的水位等级，可以控制锅炉的水位保持在一个相对稳定的范围内，避免过高或者过低水位造成的影响。
2. 调节阀控制：调节阀控制是通过调节给水进入锅炉的阀门来控制水位的方法。
当水位过高时，可以适当关闭给水阀，减少进水量；当水位过低时，可以适当打开给水阀，增加进水量。
3. 液位控制：液位控制是通过利用液位控制器对给水泵和排水泵进行控制，从而实现水位的自动控制。
当水位达到设定值时，液位控制器会自动启动或关闭相应的泵，以维持水位在设定范围内。
四、影响因素1. 给水水质：给水水质的变化会影响水位的测量和控制，特别是在使用压力法进行水位测量时，水质的差异会影响其压力的变化，进而影响水位的准确性。
2. 锅炉负荷变化：锅炉负荷的变化会影响水位的变化，特别是在大幅度负荷变化时，水位的波动会显著增加，对水位的测量和控制提出更高的要求。
3. 设备故障：设备故障会对水位测量和控制造成严重影响，液位控制器、传感器等关键设备的故障会直接导致水位测量和控制的失效。
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。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制引言：锅炉是工业和民用中常见的热能转化设备之一，主要用于产生蒸汽供给其他设备或用作采暖供热。
在锅炉的运行过程中，正确地测量和控制汽包水位非常重要，因为水位的变化会直接影响到锅炉的安全和效率。
一、锅炉汽包水位的重要性1. 安全性：正确地控制锅炉汽包水位是确保锅炉安全运行的关键之一。
如果水位过低，锅炉加热管内部的温度会急剧上升，导致管壁热应力过大，进而引发管道爆裂的危险；水位过高，则可能导致锅炉内部水与蒸汽混合，影响锅炉的工作性能，甚至产生蒸汽爆炸的风险。
及时、准确地测量和控制锅炉汽包水位对于保证锅炉的安全运行至关重要。
2. 效率性：锅炉汽包水位的测量与控制还可影响到锅炉的热效率。
水位过高时，蒸汽和烟气之间的传热效果会受到影响，导致热损失增加，湿度会随之增加，使得锅炉的热效率降低；而水位过低，则会使管壁过热，增加了烟气流动阻力，导致烟气通过的时间减少，同样造成物质传热区域减小，从而影响到锅炉的热效率。
适当地测量和控制锅炉汽包水位能够提高锅炉的热效率，减少能源浪费。
常见的锅炉汽包水位测量方法有以下几种：1. 磁翻板式水位计（磁翻板水位计）：该方法是通过磁翻板的磁力作用原理，将水位信号进行传输和显示。
当水位上涨时，浮子也随之上升，翻板也跟随上升，并通过磁铁将信号传给指示表，实现了水位的测量。
优点是结构简单，使用方便，缺点是精度相对较低，不适用于高温、高压、高精度要求的锅炉。
2. 双金属温度计：双金属温度计是一种利用金属材料的热膨胀特性进行测量的仪器。
当温度发生变化时，由于不同金属的膨胀系数不同，导致双金属片的弯曲程度发生变化，从而通过指针显示当前水位高低。
优点是结构简单，使用方便，适用于一般锅炉，但精度相对较低。
3. 电容式水位计：电容式水位计是利用物体间电容与其间隔距离成反比的关系进行测量的方法。
通过在锅炉内设置电极，根据水的导电性质以及水位与电容之间的关系，通过测量电容的变化来判断水位高低。
汽包水位测量专题
数字式变送器
将传感器输出的信号转换 为数字信号，通过内置的 微处理器进行数据处理和 输出。
无线式变送器
将传感器与变送器集成在 一起，通过无线方式传输 信号，便于远程监控和数 据传输。
显示表
接收变送器输出的信号，以指针或数 码方式显示水位值。
采用触摸屏技术，可直接在屏幕上查 看和操作，具有直观、易用的特点。
超声波测量法
定义
01
超声波测量法是利用超声波在汽包介质中传播的速度与时间差
来推算水位的。
优点
02
超声波测量法具有非接触、无机械磨损、精度高等优点，且能
够适应高温高压环境。
缺点
03
超声波测量法的成本较高，安装调试难度较大，且对介质物性
和温度压力等参数较为敏感，需要进行误差补偿和校准。
03
汽包水位测量设备
无线电波技术
利用无线电波在不同介质中的传播特性，通过测 量电波在汽包内部的传播时间来计算水位高度。
智能化发展
人工智能算法
利用人工智能算法对汽包水位数据进行处理和分析，提高测量精 度和稳定性。
自动化控制系统
实现汽包水位测量的自动化控制，减少人工干预，提高生产效率。
在线监测系统
建立汽包水位在线监测系统，实时监测汽包水位变化，及时预警和 调整。
02 优点
直接测量法简单直观，可以实时监测汽包水位的 变化。
03 缺点
由于需要人工操作，容易受到人为误差和观察角 度的影响，且在高温度和高压环境下存在安全隐 患。
差压测量法
01 定义
差压测量法是通过测量汽包两端压力差来推算水 位的一种方法。
02 优点
差压测量法具有较高的精度和稳定性，能够适应 高温高压环境。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制一、引言在锅炉系统中，锅炉汽包的水位是非常重要的参数之一，它直接关系到锅炉的安全运行和热能转换效率。
正确和准确地测量和控制锅炉汽包的水位对于安全和经济稳定地运行锅炉至关重要。
本文将探讨锅炉汽包水位的测量与控制方法。
二、锅炉汽包水位测量1. 传统机械浮球水位计传统的锅炉汽包水位计采用机械浮球原理进行测量。
浮球水位计由铜制浮球和连接浮球的浮子杆组成，浮子杆上设有水位指示标线，可以直观地显示锅炉汽包的水位。
浮球水位计具有结构简单、可靠稳定的特点，但其测量精度较低，易受到水位变动和震动的干扰，而且无法实现远程监控和自动控制。
2. 电容式水位计电容式水位计利用电容效应原理进行水位测量。
电容式水位计由外壳和两个金属电极组成，其中一个电极安装在锅炉汽包内，另一个电极安装在锅炉汽包外。
当水位上升时，电容值增大；当水位下降时，电容值减小。
通过测量电容值的变化，可以得知锅炉汽包的水位高低。
电容式水位计具有测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点，已经成为现代锅炉水位测量的主要方式。
3. 压力式水位计压力式水位计利用压力测量原理进行水位测量。
压力式水位计由压力传感器、水位管和水位显示装置组成。
压力传感器安装在锅炉汽包中，通过测量压力变化来得知水位的高低。
水位管用来表示锅炉汽包的水位高度，水位显示装置通过连杆和压力传感器相连，显示水位高度。
压力式水位计具有结构简单、可靠性高的特点，但由于涉及到压力测量，需要进行一定的校验和维护，比较容易受到湍流和蒸汽冲击的干扰。
三、锅炉汽包水位控制1. 过热蒸汽水平控制过热蒸汽水平控制是通过控制进入过热器的蒸汽量来实现的。
当锅炉汽包水位过低时，控制系统会调整给水阀门的开度，增加给水量，以提高锅炉汽包的水位；当锅炉汽包水位过高时，控制系统会调整给水阀门的开度，减少给水量，以降低锅炉汽包的水位。
通过这种方式，可以保持锅炉汽包的水位在正常范围内。
2. 低水位保护低水位保护是为了防止锅炉汽包的水位过低而造成干燥燃烧，引发爆炸事故。
锅炉汽包水位检测方法综述及补偿问题
锅炉汽包水位检测方法综述电站锅炉汽包的水位是一个极其重要的热工参数，它直接关系到生产装置能否安全稳定的运行。
汽包水位过高使汽包上部蒸发空间减小，影响汽水分离，甚至使蒸汽带水过多；水位过低，则影响锅炉的汽水循环，引起爆管，危及设备安全，甚至发生事故。
为使锅炉安全、有效地运行，就需保持稳定的汽包水位，而控制好汽包水位的前提条件是对水位进行准确的测量。
一、锅炉汽包水位检测方法目前电厂中关于锅炉汽包水位检测方法主要有以下几种：1.锅炉汽包水位连通管式测量方法连通管式水位计利用水位计中的水柱与汽包中的水柱在连通管处有相等的静压力．从而可用水位计中的水柱高度间接反映汽包中的水位。
连通管水位计测量原理如图l 所示。
图 1 连通管水位计测量原理汽包重量水位和云母水位计示值误差：)/()(s w a w a a H H H H ρρρρ--=-=∆ (1)式中：s ρ为汽包压力下饱和蒸汽的密度；w ρ为汽包压力下饱和水的密度；a ρ为云母水位计测量管内水的平均密度；H 为汽包内重量水位；a H 为云母水位计显示值。
从式（1）中可以看出H ∆与云母水位计测量筒内水的温度有关，与汽包压力有关。
云母水位计温度一定时，汽包压力愈高，误差愈大；汽包内压力一定时，云母水位计筒内水温度愈高，误差愈小。
根据连通管水位计原理，可知提高水位计测量准确度可有多种方法，如水位连通器加装热套、补偿与修正、改进结构。
(1)给连通器加装热套虽然有效。
但又造成了显示、信号传递的不方便．故始终未得到推广：(2)补偿与修正的方法，虽然可近似地设定连通器内的水温从而省去水温测量环节．但是水温的设定应有充分的根据．通过修正来提高测量准确度也比较繁琐；(3)改进结构方法，其难度不大，比其他减小水位误差的方法更有效、更简单。
是值得推广的。
因此对于连通管式水位计的改进多为结构改进。
1.1 新型双色水位计云母水位计只能就地监视，汽水界面不清晰，且零水位负误差在汽包压力为18.4—19.60MPa时达到150mm，不能用来校核差压水位计。
锅炉汽包水位测量方法研究
锅炉汽包水位测量方法研究【摘要】锅炉汽包水位计测量的准确性关系到锅炉运行的安全性。
为了消除测量偏差，人们引入了温度补偿，压力补偿等一系列参数，进行偏差的修正，防止虚假水位的出现等其它干扰因素的出现，以保证机组系统的安全运行。
【关键词】汽包水位；平衡容器；补偿0引言保持锅炉汽包水位在正常范围内是锅炉运行的一项重要的安全性指标。
由于负荷、燃烧工况及给水流量的变化，汽包水位会经常变化。
汽包水位过高会造成蒸汽带水，受热面结盐，严重时会导致汽轮机水冲击振动；水位过低会引起排污失效，影响水循环工况，严重时会导致炉管大面积爆破。
因此，锅炉汽包水位测量系统是机组安全运行的极其重要的系统。
目前，从锅炉汽包水位测量的基本原理来看，广泛应用的主要是基于联通管式（重力式）和差压式两种原理的锅炉汽包水位计。
由于锅炉汽包水位对象的复杂性以及实际运行中存在着许多不确定因素和较大的测量误差，以致多个汽包水位计间常常有很大偏差，本文将对常用锅炉水位测量方法的原理及其误差进行分析，并给出减少误差的的方法。
1联通管式水位计联通管式水位计结构简单，显示直观。
它可以做成仅仅在就地显示的云母水位计（包括便于观察的双色水位计），也可以采取一些远传措施，如在水位计中加电接点或用摄像头等构成电极式水位计或工业电视水位计等。
但就原理来说，都属于联通管式测量原理。
1.1双色水位计双色水位计是基于联通管式原理的水位计，辅以光学系统，利用光从空气进入蒸汽或水产生不同的折射，使汽水界面显示红、绿两色的分界面，显示清晰，并可利用工业摄像系统的方式远程显示。
缺点是双色水位计受光线干扰较大，太阳光、灯光都会使汽水界面不明晰，需要重新调校水位计控制电压。
1.2电极式测量电极式测量也是基于连通管式原理的测量装置，与普通双色水位计不同之处在于筒内有一系列组成测量标尺的电极。
由于汽水电导率的很大差别，造成处于汽和水中的电极电阻值有很大差别，以此来判断电极是处于水空间还是处于汽空间。
第一篇 第五讲 汽包水位测量
差压式锅炉水位测量误差消除方法
∆H = L( ρ a − ρ s ) g − H 0 ( ρ w − ρ s ) g − ∆p (ρw − ρs ) g
若将参比水柱温度近似看作等于室温，式中 与汽包压力的关系如图5-4所示； 若将汽包压力与这个密度差的关系近似用线性关系式 来表达： 并代入式(3.5)，可得水位与汽包压力及差压之间的关 系为
平衡容器的类型很多， 平衡容器的类型很多，不同类型的平衡容 水位-差压公式是不同的， 器，水位-差压公式是不同的，进行汽包压 力修正时， 力修正时，测量系统的组态方案就一定不 不能简单套用， 同，不能简单套用，否则会产生难以估计 的结果。 的结果。
（三）电极式汽包水位测量装置
电极式(电接点式)汽包水位测量装置也是一种基于联通管 式原理的测量装置，与普通就地云母水位计(或双色水位 计)不同之处在于测量筒内有一系列组成测量标尺的电极， 由于汽、水电导率的很大差别，造成处于汽和水中的电极 电阻值有很大差别，以此来判断电极是处于水空间，还是 处于汽空间。利用多个电极即可判断当前的水面位置。 阶跃式显示是电极式水位计的固有特性，为了满足运行监 视要求，在常用监视段(±100mm)内电极设置密集些，超 出该范围时，分辨力可适当降低些，例如，按19 个电极 分布时，其电极位置设置为：0、±15、±30、±50、 ±75、±100、±150、±200、±250、±300mm。电极 在测量筒上按120°分布，以保证筒体强度和便于安装。
(1) 影响汽包水位计管内水柱温度变 化的因素
2）汽包水位:高水位时，由于水位计中水 柱高度增加，散热损失增加，同时汽柱高 度减少，蒸汽凝结量减少，因此，水柱的 平均温度较正常水位时低，与饱和温度的 差值增大；反之，低水位时，差值减少。 据有资料介绍，水位变化±50mm 时平均水 温较正常水位时约有16～24℃的变化。
第10章 汽包水位测量
∆ρ s − 1 )( ρ w 5 − ρ a ) g + ( ρ w 5 − ρ s 5 ) g ∆ρ w
∆ρ s l = ( L − H 0 )( 1 − ) ∆ρ w
式中：ΔρS=ρSe-ρS5;ΔρW=ρWe-ρW5。
第10章 汽包水位测量
• 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。
§10.1 云母水位计
1 水位计结构 水位计采用连通管原理制成。 水位计的观察窗是用云母制作的，四周用螺栓紧 固。
石英管式水位计
三窗式水位计
2 测量情况
• 当水位计中水的密度等于饱和水密度时，水位计 的水位即是重量水位。 • 水位计放置在汽包外，由于散热，使水位计中水 柱温度低于饱和水温度。说明水位计的水位已不 是重量水位，指示偏低Δh。
• 平衡容器输出差压变化范围应满足差压计测量范围的要求， 即在汽包压力最低情况下（ρW-ρS最大，Δp最大），水 位最低时（水位与差压成反比），平衡容器输出差压最大。 此差压最大值应等于差压计的差压测量上限Δpmax,有： Δpmax=(L-l)ρW5g+lρag-LρS5g (2) 联立求解式（1）和式（2）得
(Δh+h)ρWg=hρ1g+ΔhρSg
ρ1 − ρ w ∆h = h ρw − ρs
随着水位计中水的温度降低，ρ1增大，Δh增大， 即水位指示偏差增大。
§10.2 差压式水位计
将汽包水位通过平衡容器转换为差压信号，用差 压计测量出差压的大小，求出水位的高低。 1 双室平衡容器 1）作用 将水位变化转换为压差变化。 2）测量原理 水位计标尺的分度为+ΔH— 0 — -ΔH 正常水位H0时为“0”水位，高于正常水位时为正改进后的平衡容器结构如下。
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汽包水位的测量方法简述□杨东【内容摘要】在实际应用中，电极式水位计水位的测量是断续的，并且对与汽包连通的水位容器选择必须适当，以减小测量误差。
综上所述，双色水位计作为就地仪表在锅炉启、停时监视汽包水位和正常运行时定期校对其他型式的水位计；差压式水位计用于稳定参数运行时的水位指示，并且适用于给水的自动调节；电极式水位计比较适应锅炉变参数运行，准确度好，是对差压式水位计测量的监视和补充。
【关键词】汽包水位；测量误差；双色水位计；差压式水位计；电极式水位计【作者单位】杨东，中国能源建设集团北京电力建设公司汽包水位过高，直接影响汽水分离的效果，使饱和蒸汽湿度增大，含盐量增多。
当水位高到一定程度时，蒸汽就要带水，而水中含盐浓度远比蒸汽的高，致使蒸汽品质恶化，盐类将在过热器管壁上结垢，导致过热器管被烧坏、爆破，严重时会导致汽轮机进水。
若汽包水位过低，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。
一、汽包水位的复杂性（一）水面不平稳。
汽水混合物有从水面引入汽包的，也有从水下引入的，动能很大的汽水混合物冲击着炉水，使水面形成波浪和水柱。
同时，汽包的工作压力不断地在平均值附近波动，致使水冷壁中水沸腾的起始位置不断降低升高。
这些会使汽包中的水位不断地上下波动。
（二）没有明显的汽水分界面。
在炉水中汽泡在接近汽包底部处很少，而接近水面处则很多。
因此炉水的密度自下而上逐渐减小，密度分布没有跳跃的转折点。
（三）炉水表面有泡沫。
由于炉水中含盐容易形成泡沫。
（四）沿汽包轴向和辐向的水位高低不同。
由于汽包沿轴向汽水混合物引入不相等，造成汽包两端水位低，中部具有明显的凸起。
汽包水位的辐向分布与上升管的联接部位有关。
一般在上升管联接的一边水位较高，同时中部也有凸起现象，这是由于汽水分离器排水干扰引起的。
由以上可知：锅炉的汽包水位是一个非常复杂的参数，要准确测量难度较大（至今尚未研制出一种测量方式能很好满足监视、自动调节、保护对它的要求）。
同时也应知道，片面地追求几台水位计指示完全一致是错误的。
二、汽包水位的几种测量方法在印尼百通电站工程中的应用（一）中国长春锅炉仪表程控股份有限公司生产的B69H －32/2－W型无盲区双色水位计。
结构及工作原理。
本水位计观察孔在表体两条直线上，通过将观察孔交错组合消除了中间盲区。
由发光二极管发出的红绿光，分别射向表体的观测窗，在表体的气相部分，红光射向正前方，而绿光斜射倒壁上被吸收；与此同时在液相部分，由于水的折射使得绿光射向正前方，红光斜射到壁上被吸收。
因此在正前方观察将获得汽红水绿、汽满全红水满全绿的显示效果。
主要技术参数：公称压力：32MPa；工作压力：21．5MPa；温度：370ħ；中心距离：1，180mm；可视长度：670mm；光源：发光二级管。
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。
本工程采用彩色工业电视监视的方式，由于摄像头与水位计并非一体，在负荷逐渐升高时水位计的中心会随汽包横向膨胀偏离摄像头，造成了红绿颜色分不清的问题，增加了每次启动必须调节发光二极管角度的工作量。
经改造，将摄像头支架与水位计支架相连，使得摄像头随之移动，彻底解决了这个问题。
（二）中国长春锅炉仪表程控股份有限公司生产的DQS 系列电接点水位计。
本水位计是利用炉水和蒸汽导电率差异的特性进行测量，由于液位的变化使部分电极进入水中，部分电极至于蒸汽中，炉水中的电极对筒体阻抗小，而蒸汽中的电极对筒体的阻抗大，利用这一特性，可将非电量的水位转化为电量，送给智能二次仪表，从而实现水位的显示、报警等功能。
本工程采用双侧分别在+200、+127、－178、－320取监视报警点。
二次仪表使用双色光柱显示水位，全部参数使用数字设定，水位设定最大指示为24点，7路可在线编程任意高低报警输出，由于全部参数均可在线设定，并能掉点记忆，对于不同地区各种水阻均可适应，给现场带来很大方便。
本身自带4 20mA输出，适用于就地控制并与DCS系统连接。
同时利用CMOS高输入阻抗的特点，信号输入回路仅有微电流通过电极，可以使被测液体对电极的化学腐蚀减少到最低限度，因此，使用本仪表能延长电极的使用寿命。
另外，在二次仪表上可以设置不同的修正值，以实现对电极的阻值的适应性调整。
所以本二次仪表能够适应不同压力、不同水质的各种汽包的水位监视。
测量筒技术参数：筒体直径ˑ壁厚ˑ筒体长度=Φ102ˑ20ˑ670；连通管规格：Φ38ˑ5；排污管规格：Φ28ˑ4；电极安装方式：压入式；二次仪表参数：环境温度－10ħ +50ħ相对湿度＜80%；电源AC220V50Hz，电流＜1A，功耗＜20VA；·39·基于DirectShow图像处理技术在枪管内壁检测系统中的应用□张稳王晨升杨光陈亮【内容摘要】检测系统中一个组成部分是图像采集。
本文研究了基于DirectShow技术的枪械内膛疵病检测系统，对采集图像进行了相关的处理和算法分析。
本系统能够完成基本的图像采集功能。
【关键词】DirectShow；MFC；枪械内膛【作者简介】张稳，北京邮电大学自动化化学院研究生；研究方向：机器视觉、机电一体化、虚拟现实王晨升，北京邮电大学自动化学院副教授，硕士生导师；杨光，北京邮电大学自动化学院副教授，硕士生导师陈亮，北京邮电大学自动化化学院研究生在Windows平台上，对视频数据传统的处理方法是采用Video For Windows（VFW）函数。
VFW函数在形式上是一组普通函数、宏函数和回调函数。
这种传统的编程模式落后于目前占主导地位的面向对象程序设计，在整体上破坏了软件的体系结构。
基于COM组件的DirectShow开发包为多媒体流的捕捉和回放提供了强有力的支持。
在本系统的开发中采用了DirectShow的视频数据的获取和帧截取。
DirectShow技术不仅可以很好地保证现有抓图功能的实现，还为以后功能的扩展提供了很好的基础。
为了实现步进电机驱动电路板控制摄像头的位置，串口编程在本系统中也得到很好的应用。
一、系统结构枪管内壁检测系统主要是由以下几个模块组成的：图像采集、图像处理、单片机控制、结果输出。
系统的整体框图如图1所示。
其中，图像采集是在DirectShow导入视频的基础上，抓取单帧的图像，从而达到获取内壁图像的目的。
图像采集进来之后，首先进行的是图像的处理。
对图像实时地进行处理是枪管内壁检测系统的实时性、可靠性的需要。
图1系统框图系统的大体流程如图1所示。
在实现枪管内壁检测系报警输出：7路报警输出，无源触点，可在线任意设定，自动记忆。
水位修正：设定范围0 100分档，自动记忆。
筛选功能：故障电极筛选；电极信号传输距离：≤300米。
利用饱和蒸汽与饱和蒸汽凝结水的电导率的差异，将非电量的锅炉水位变化转换为电信号，并由二次仪表远距离地显示水位。
电极式水位计基本上克服了汽包压力变化的影响，可用于锅炉启停及变参数运行中。
电极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，所以这种仪表不仅迟延小而且误差小，不需要进行误差计算与调整，使得仪表的检修与校验大为简化。
但是由于相邻两电接点有一定距离，水位信号变化是阶跃的。
它的指示是不连续的，两电极之间的距离是仪表的不灵敏区。
不便于实现水位自动控制。
存在测量筒内水柱温降造成的误差，使示值低于饱和水位。
由于测量筒水侧部分的散热比云母水位计少，因此电接点水位计指示较接近饱和水位。
电接点使用寿命较低，经长时间运行，会出现腐蚀现象，发生泄漏。
需在运行中退出仪表进行更换。
故障率高，维护量大，影响安全。
（三）差压式水位计。
本工程使用4套差压变送器测量汽包水位，其中水位2为全水位测量，作为监视用，水位1、3、4经计算后取平均值，当其值大于+254和小于－381时跳闸MFT。
水位1、3、4计算后还与给水流量、蒸汽流量组成三冲量控制系统。
采用单室平衡容器的方式，它的结构简单，便于安装，计算容易。
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。
特点是水位信号连续显示，可输出标准4 20mA信号，用于远传、水位记录或实现水位自动调节。
在运行中，故障率较低，维护量较小。
实际应用中差压式水位计存在的问题是：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。
因此在实际运行中尽量避免在差压测量系统上工作（例如排污、校验时等）。
如必须工作时，须与锅炉操作人员联系好，尽量减少对差压测量的影响。
【参考文献】1．侯子良．火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定［M］.北京：中国水利电力出版社，2005·49·。