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1、第7章 液位测量,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。 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050mm时发出报警值；当水位超出或达到150mm发出报警值。 因此，电站锅炉水位计应保证锅炉
2、参数变化时能够准确反映水位，并可实现远距离测量。,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,7.1 就地式水位计,7.1.1 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。,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。 水位计主要由一个连通管和一个标尺组成，在连通管的上方和下方与汽包连接处分别装有阀门，以便连接或断开水位计
3、。,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av和汽包中饱和水的密度w不同； 云母水位计指示值He和汽包重力水位H不同，其差值： 1）云母水位计指示的水位值比汽包内实际水位要低。 2）水位越高，云母水位计指示值越偏离汽包实际水位。,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2105Pa(2Kgf/cm2)。 (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
4、的阀门。当设备停止运行时，要先停止液位计的使用。,(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。 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。,7.1.2 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
5、，水柱显绿色，提高了显示清晰度。 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。,7-2 电接点水位计,一、工作原理,图7-7 电接点水位计的基本结构,二、水位发送器结构,图7-8 电接点结构 a）电接点固定座；b）高压炉电接点 1固定座；2测量筒壳；3紫铜垫圈；4电极芯；5、6瓷封件； 7瓷管；8电极螺栓；9芯杆绝缘套管,三、电接点水位计显示电路,1、氖灯显示,2、双色显示,图7-11 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,3、数字显示,图7-13 数字水位计方框图,图7-14 阻抗转换及整
6、形电路,四、电接点水位计测量误差分析 1.测量筒向外散热使测量筒内水的温度低于锅筒内水的温度。 2.锅筒工作压力的影响 当测量筒内水的温度低于锅筒内水的温度时， 3.电接点间距的影响（死区） 五、减小误差的措施 1.提高测量筒内的水温。 测量筒与锅筒的连通管不宜太小； 加强测量筒的保温；用蒸汽套保温。,2.在零水位附近缩短电接点之间的距离。 六、测量筒的安装,7.3 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
7、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。,工作原理,差压式水位计准确测量汽包水位的关键在于水位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平衡容器来实现的。 双室平衡容器结构,汽包的上连通管与宽容器相连，引出正压头； 汽包的下连通管与负压管相连； 由于汽包内的饱和蒸汽在宽容器中不断散热凝结，宽容器中水面高度是定值。 负压管内水位高度随汽包水位H而变化。,要想保持P与H成单值线性关系， 必须使水和水蒸气的密度为恒定值。,差压式水位计误差分析,差压式水位计误差分析 由于汽包工作压力变化以及环境温度变化都将使密度发生变化，因而产生测量误差。密度变化是产生水位测量误差的主要原因 饱和水的状态及饱和蒸汽的状态只取决于压力（或温度），当压力（或温度）波动时，汽包内饱和水及饱和蒸汽的密度也相应发生变化。,7.3.2双室平衡容器,为了使正压管中水位恒定，加大正压容器的截面积，并在其上安装凝结水漏盘 ； 用蒸汽对正压容器加热，接近饱和温度；,7.3.3补偿型平衡容器,图7-22 补偿式双室平衡容器 1汽包；2蒸汽罩；3凝结水漏盘；4正压恒位水槽；5正、负压取压管,7.3.4 汽包水位信号的压力校正,汽包压力与密度差近似为线性关系，利用函数发生器将其输出与差压信号进行校正计算，可消除密度变化对P的影响，即消除由于汽包压力偏离额定值带来的误差。,
