学习情境六液位测量仪表的安装与检修

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1、,学习情境六 液位测量仪表的安装与检修,任务一 液位测量仪表的认知与选型,任务二 差压式水位测量系统的安装与检修,任务三 其他液位测量仪表的安装与使用,上篇 检测仪表,任务描述：合理选择符合工业生产要求的液位测量仪表。,任务一 液位测量仪表的认知与选型,思考问题,汽包水位测量的重要性？ 请说明汽包水位测量仪表的种类、结构特点及测量原理。 请说明汽包水位测量仪表的安装位置、测量误差产生来源。,就地式水位计是一种使用最早和最简单的水位计，是监视汽包水位最可靠的仪表。 常用的有玻璃管式和玻璃板式两种，它们的型号分别为ULG和ULB。,知识点1：就地式水位计,管式液位计示意图 板式液位计示意图 1-储

2、液容器；2-玻璃管,资讯,云母水位计的指示水柱高度 H与汽包重量水位高度H的关系为,1云母水位计的认知,云母水位计是锅炉汽包一般都装设的就地显示水位表。它是一种连通器，结构简单，显示直观。,云母水位计,双色水位计是利用光学系统改进其显示方式的一种连通器式就地水位计。双色水位计将云母水位计的汽水两相无色显示变成红绿两色显示，即汽柱显红色，水柱显绿色，提高了显示清晰度，克服了云母水位计观察困难的缺点。,双色水位计原理结构示意图 (a)基本结构；(b)测量室；(c)光路系统,2双色水位计的认知,（1）概述 汽包水位电视监视系统是对各种锅炉就地直读式水位计进行安全监视的专用电视设备，它能将汽包水位的清

3、晰图像直接送入集控室，弥补就地直读式水位计不能快速远传信号的缺点，为锅炉运行人员准确操作提供可靠依据。,YTV系列汽包水位电视 监视系统构成框图,3汽包水位电视监视系统的认知,3汽包水位电视监视系统的认知,（2）汽包水位电视监视系统原理 镜头、摄像机、保护罩等安装在要观测的现场区域，通过有线连接，把现场仪表图像实时传输到控制室内的监视器。运行人员通过按键，远距离对监视现场的摄像机镜头进行变倍调焦及光栏大小和观测方向的控制，从而能全面清晰地掌握锅炉运行情况，给安全生产提供了可靠的保证。,（3）汽包水位监视电视系统组成示例 模拟型控制系统主机多为矩阵(或画面切割器、摄像机控制器、云台主控器等)切换

4、主机，显示终端多为模拟监视器或由其组成的电视墙，操作员主要通过主机的按键实现对现场摄像探头（及全方位云台）的控制。,XTV21型水位 电视系统,3汽包水位电视监视系统的认知,差压式水位计在火电生产过程中是应用最为普遍的一种水位计。它是静压力测量仪表，在汽包水位、高加水位、除氧器水位测量中都能得到应用。,知识点2：差压式水位计,1平衡容器,差压计的负压侧通大气，正压头随容器水位变化而变化，最低水位时，差压指示为零。随着容器水位升高，正压头增大，差压计指示出相应的水位值。放水阀门3用来定期冲洗导压管，以保持测量系统畅通。,开口容器水位测量示意图 1-开口容器；2-仪表阀门 3-放水阀门；4-差压计

5、,（1）单室平衡容器,单室平衡容器液位测量 1-被测受压容器；2-单室平衡容器 3-差压计；410阀门,（2）双室平衡容器,双室平衡容器水位测量 1-正取压阀门；2-双室平衡容器 3-负取压阀门；4-被测受压容器,1平衡容器,（3）蒸汽罩补偿式平衡容器,蒸汽罩补偿式平衡容器 1-正压恒位水槽；2-蒸汽罩；3-正压取压管 4-疏水管；5-负压取压管,1平衡容器,（1）单室平衡容器的压力校正,从上式可知，如果将差压信号（p）与反映密度变化的信号（1-）代数相加，再除以密度变化信号（-）g，则测量系统的输出为H0。常用的汽包水位压力自动校正系统方框图如图所示。,汽包水位压力自动校正系统方框图,2差压

6、水位测量的压力校正,（2）蒸汽罩双室平衡容器的压力校正,由于蒸汽罩的作用，平衡容器内凝结水的密度与汽包饱和水的密度相同均为，不受环境温度的影响。 此时水位的表达式：,蒸汽罩双室平衡容器水位测量的压力校正系统,2差压水位测量的压力校正,根据上式组成的压力校正系统框图如图所示。,近几年来，利用炉水与蒸汽的导电能力的差别设计的电接点水位计得到了广泛的采用。电接点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。另外，电接点水位发送器离汽包很近，电接点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，而且没有机械传动所产生的变差和刻度误差，不需要进行误差计算与调整，不需要复杂的校

7、验装置，使得仪表的检修与校验工作大为简化。 虽然电接点水位计是为了适应锅炉变参数运行而出现的，但它也适于高低压加热器、除氧器、蒸发器、凝汽器、直流锅炉启动分离器和双水内冷发电机水箱等的水位测量和其他导电液体的液位测量。,知识点3：电接点水位计,电接点水位计的基本结构,一、工作原理,电接点水位计是利用汽、水介质的电阻率相差很大的性质来实现水位测量的，它属于电阻式水位测量仪表。电接点水位计可以用于22MPa压力(饱和温度373.7)以下的汽包锅炉的水位测量。 电接点水位计能把水位信号转变为一系列电路开关信号，由燃亮氖灯的数量就可以知道水位的高低。,1电接点 我国生产的电接点有以超纯氧化铝瓷管作绝缘

8、子的和以聚四氟乙烯作绝缘子的两大类。前者用于高压、超高压锅炉，后者用于中、低压锅炉。 （1）超纯氧化铝绝缘电接点。电极芯和瓷封件钎焊在一起，作为一个极；电极螺栓和瓷封件焊在一起，作为另一个极，两者之间用超纯氧化铝管和芯杆绝缘套隔离开。 （2）聚四氟乙烯绝缘电接点。聚四氟乙烯具有很好的抗腐蚀性能，对于强酸、强碱和强氧化剂，即使在较高温度下也不发生任何作用，其使用温度为-180250，适合于水质较差的中压锅炉。,二、电接点及水位容器,2水位容器 水位容器通常用直径为76mm或89mm的20号无缝钢管制造，其内壁应加工得光滑些，以减少湍流；水位容器的水侧连通管应加以保温。水位容器的壁厚根据强度要求选

9、择，强度根据介质工作压力、温度及容器壁开孔的个数、间距来计算。 为了保证容器有足够的强度，安装电接点的开孔位置通常呈120(或90）夹角，在筒体上分3列(或4列)排列。一般在正常水位附近，电接点的间距较小，以减小水位监视的误差。,二、电接点及水位容器,1. 氖灯显示 氖灯显示是最简单的一种显示方式，其电源有交流和直流两种类型。电接点水位计一般采用交流氖灯，这样可以省略整流电路和避免极化现象。由于氖灯内阻高、功耗小，因此在没有放大电路的情况下也能可靠地显示。,氖灯显示电路,三、显示电路,2双色显示 二次仪表若采用双色显示，即以“汽红”、“水绿”的色光在显示屏上所占的高度来显示水位高低，可达到更醒

10、目直观的效果。,三、显示电路,双色显示电路 (a)继电器双色显示电路； (b)晶体管双色显示电路,双色显示屏的外形与结构 (a)外形； (b)结构 1-显示灯；2-红色滤光片； 3-绿色滤光片； 4-隔光片；5-有机玻璃显示屏,三、显示电路,2双色显示 水位显示屏的外形如图(a)所示，其内部结构如图(b)所示，盒内用很薄的隔光片隔成与电接点数相同的一系列暗室，每个室内水平装置红、绿灯。暗室上下排列顺序与电接点相对应。槽形盒子面板上盖有截面为半圆形的有机玻璃屏，使灯光分散，以便在显示屏上得到光色均匀的红绿光带。,数字水位计方框图,三、显示电路,3数字显示 电接点工作时输出的开关信号很便于实现数字

11、显示。DYS-l9型电接点水位计就是常用于汽包水位测量的数字显示仪表。该仪表的一次水位容器共有19个电接点，输入信号经阻抗变换、整形及逻辑环节后译码显示水位数值，并附有模拟电流输出及报警、保护信号输出。,1概述 智能电接点水位监控系统是一种介质接触型、多点水位检测控制器。由于电接点及测量筒具有耐高温、耐高压的特性，所以广泛用于锅炉汽包、高压加热器、低压加热器、除氧器、蒸发器、直流锅炉启动分离器、汽包连排扩容器、水箱等的液位测量和控制，也适用于其他导电液体的测量控制，但不适合易燃、易爆液体及腐蚀性液体的测量。 智能电接点水位计是一种智能化、高可靠性的新一代液位监测仪表，它在保持传统电接点水位计所

12、有功能的前提下，进行了重大改进，具有智能化、高度的容错性、抗干扰能力强、可靠性高、报警点可调、具有电极测试功能、可精确调整水汽阻临界值等特点。,四、智能电接点水位计,2工作原理 智能电接点水位计的核心是微控制器，在它的控制下，水阻测试电路通过多路电子开关逐个地测试每一个电极与测量筒体之间的阻抗。微控制器得到这些阻值后首先用数字滤波程序滤去干扰，然后由智能水位识别程序识别出当前的水位，由面板上的标尺和数码显示出来。如果水位超过设定的上下限，则产生声光报警，并触发相应的报警输出。,智能液位监控仪,四、智能电接点水位计,3功能介绍 （1）数码显示 正常工作时显示水位值，在电极测试状态显示被测电极与测

13、量筒体之间的电阻值。 （2）水位标尺 汽红水绿，直观显示水位。如果某一点闪烁，则表示对应点的电极失效。 （3）状态指示灯 共有5个指示灯，上下两端的4个灯分别指示上限、下限、上极限、下极限4种报警状态，报警时对应灯闪烁红色;中间一个灯指示排污状态，在排污状态时闪烁红色。,四、智能电接点水位计,4按键 共有3个按键，每个按键都是复用的，在不同的场合下有不同的用途。 5接线方法 智能电接点水位计采用的是RS232-15芯和25芯插座，均安装在后面板上，如图所示。,四、智能电接点水位计,面板示意图,Sxy4S系列就地接线图,超声波液位计是以压电晶体换能器发射和接收超声波，并根据超声波在介质中传播的某

14、些声学特性来测量液位的。 超声波液位计的特点有： （1）超声波液位计无可动部件，结构简单，寿命长。 （2）仪表不受被测介质的黏度、介电系数、电导率、热导率等性质的影响。 （3）可测范围广，液体、粉末、固体颗粒的物位都可测。 （4）换能器探头不接触被测介质，因此，适用于强腐蚀性、高黏度、有毒介质和低温介质的物位测量。 （5）超声波液位计的缺点是检测元件不能承受高温、高压。声速又受传输介质的温度、压力的影响。另外电路复杂，造价较高。,知识点4： 超声波水位计,用安装在被测液面上方或容器底部的超声波探头向液面发射超声波脉冲，由于液面两边介质相差的密度很大，超声波脉冲被液面反射回来，再由探头接收到从液

15、面反射回来的超声波回波脉冲，根据发射脉冲到接收脉冲之间的时间间隔t，就可确定探头到液面之间的距离L，也就测得了液面的高度。 设超声波在介质中的传播速度为v，则有如下的关系式,一、基本检测原理,1超声波换能器 超声波换能器交替地作为超声波发射器与接收器，也可以用两个换能器作发射器与接收器，它是液位检测的传感器。超声波换能器是根据压电晶体的“压电效应”和“逆压电效应”原理实现电能一超声波能的相互转化的。 2超声波液位计的测量电路 超声波液位计的测量电路由控制钟、可调振荡器、计数器、译码指示等部分组成。,二、超声波液位计的组成,测量时时钟电路定时触发输出电路，向发射换能器输出超声电脉冲，同时触发计时电路开始计时。当发射换能器发出的声波经液面反射回来时，被接收换能器收到并变成电信号，经放大整形后，再次触发计时电路，停止计时。,气介式超声液位计原理框图,二、超声波液位计的组成,一体化超 声波液位 计实物,对于密闭容器内，液体介质的温度、压力、黏度较高，而变化范围较小的液位测量， 一般可采用浮球式液位计，如炼油厂的减压塔底部液面测量、油气分离器液位测量等。,知识点5：浮力式液位计,浮球式液位计,浮筒液位计,一、基本原理,(a)内浮球式 (b)外浮球式 浮球式液位计 1-浮球；2-连杆；3-转动轴 4-杠杆；5-指针标尺；6-平衡锤,浮球式液位计分内浮球式和外浮球式两种。 内浮球式液位计