11 汽包水位测量.ppt.ppt

火电生产过程中一般都是采用云母水位计、双色水位计、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。差压水位计和电接点式水位计等测量汽包水位。HHsasw swaHH11.1 云母水位计及双色水位计云母水位计及双色水位计式中式中 汽包内饱和蒸汽密度；汽包内饱和蒸汽密度；汽包内饱和水密度；汽包内饱和水密度；云母水位计测量管内水柱云母水位计测量管内水柱的平均密度；的平均密度；汽包内重量水位汽包内重量水位显示值。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。值水柱高度低于汽包重量水位高度。一、云母水位计一、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。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。它是一连通器，结构简单，显示直观。单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级 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、双色水位计一、电接点水位转换原理与水位测一、电接点水位转换原理与水位测量筒的结构量筒的结构 水位测量筒通过连通方式形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平衡压力容器内的被测量水位的压力。压力。在水位测量筒的筒壁上安装在水位测量筒的筒壁上安装了数个电接点。由于锅炉炉水，了数个电接点。由于锅炉炉水，其电阻串一般在其电阻串一般在101066cmcm以下，以下，蒸汽的电阻率一般在蒸汽的电阻率一般在101088cmcm以以上，筒内的水浸没的电接点和未上，筒内的水浸没的电接点和未被浸没而处于汽被浸没而处于汽(气气)中的电接点中的电接点的状态的状态(低阻、高阻低阻、高阻)相差甚远。相差甚远。水位的转换就是利用了上述的特水位的转换就是利用了上述的特性。性。电接点的绝缘材料有超纯氧化铝电接点的绝缘材料有超纯氧化铝(适用于高压适用于高压)和聚四乙烯和聚四乙烯(适用于适用于中压中压)，相邻电接点之间的距离按，相邻电接点之间的距离按统设计，在零水位附近电接点间统设计，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炉汽包水位的测量一般采用1919点点的测量筒。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，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。测量中普遍应用的一种水位计。一、水位一、水位差压转换原理差压转换原理 水位水位差压转换装置又称平衡容器，其结构形式如图差压转换装置又称平衡容器，其结构形式如图所示，所示，(a)a)为简单平衡容器，为简单平衡容器，(b)b)为双室平衡容器。为双室平衡容器。11.3 差压水位计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。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 pppgHHLgHHgLps)()(0201HgpHggHgLssss)()()()(202201gHgLpss)()(20101，2、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。凡是影响平衡容器中冷凝水密度凡是影响平衡容器中冷凝水密度1 1、2 2、饱和水密度、饱和水密度w w和饱和饱和蒸汽密度和蒸汽密度s s的因素都会影响差压水位计的关系。的因素都会影响差压水位计的关系。HggHgLpswswsw)()()(01 1、平衡容器向外散热导致的误差、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），平衡容器的的尺寸的尺寸L L和环境温度。和环境温度。解决办法：平衡容器上加蒸汽套保温，使得解决办法：平衡容器上加蒸汽套保温，使得1 1 2 2 w wgHLgHHLHggHLpswswswsw)()()()(001 1、采用补偿性平衡容器、采用补偿性平衡容器gHpgHgHglgLgHHLgHHglglLpppswswswawswswaw)()()()()()()()(0000gHLgHglglLpsewawee)()(050gHLgHglglLpswaw5.005.005.05.0)()(5.0ppegHglglLpsaw5.005.0max)(gHglgLpswawsw)()()(gpglgLHswawsw)()()(pKKgaw43)(pKKgsw21)(pKKppKKlpKKLH214321)()(pKKaw43pKKppKKH2165pKKppKKlpKKLH214321)()(246135LKlKKLKlKK11.4 物位其他测量方式1、应用浮力原理检测物位、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。液位进行测量的。当液位变化时，前者产生相应的当液位变化时，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。到的浮力的变化，就可以知道液位的高低。浮力法测量原理浮力法测量原理直读式钢带浮子式液位计1 1）、钢带浮子式液位计）、钢带浮子式液位计直读式钢带浮子式液位计，这直读式钢带浮子式液位计，这是一种最简单的液位计，一般是一种最简单的液位计，一般只能就地显示。只能就地显示。2、浮筒式液位计、浮筒式液位计 浮筒式液位计属于变浮力液浮筒式液位计属于变浮力液位计位计;当被测液面位置变化当被测液面位置变化时，浮筒浸没体积变化，所时，浮筒浸没体积变化，所受浮力也变化，通过测量浮受浮力也变化，通过测量浮力变化确定出液位的变化量。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、应用静压原理检测物位压力表测量液位原理 敞口容器敞口容器：多用直接测量容器底部压力的方法。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，便可推知液位连，由测压仪表的压力指示值，便可推知液位的高度的高度 。其关系为其关系为式中式中 P P测压仪表指示值测压仪表指示值 H H液位的高度液位的高度液体的密度液体的密度g g重力加速度重力加速度gHPgHPPABgHPPPAB 式中式中 P PA A、P PB B分别是液面上部介质压力和液面以下分别是液面上部介质压力和液面以下H H深度的液体压力。深度的液体压力。密闭容器密闭容器：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测量开口容器液位高度(a)压力表式液位计压力表式液位计(b)吹气式液位计吹气式液位计3、应用超声波反射检测物位、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，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。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，经过时间面发射超声波，经过时间t t后，便可接收到从界面反射回后，便可接收到从界面反射回来的回波信号。来的回波信号。测量原理taH21 a-超声波在液体中的传播速度超声波在液体中的传播速度H-H-从探头至界面的距离（被测介质物位高度）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）及显示仪表超声波物位计由超声波发射、接收器（探头）及显示仪表组成。组成。超声波物位计原理框图 超声波物位计的原理超声波物位计的原理 物位计以微处理机物位计以微处理机80318031单片机为核心，进单片机为核心，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。及自动增益控制功能。4 4、电容式液位计、电容式液位计 n电容式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量大小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。的原理进行测量。n电容式液位计的结构形式很多，有平极板式、同心圆柱电容式液位计的结构形式很多，有平极板式、同心圆柱式等。式等。n它的适用范围非常广泛，对介质本身性质的要求不象其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它方法那样严格，对导电介质和非导电介质都能测量n在具体测量时，电容式液位计在具体测量时，电容式液位计的安装形式因被测介质性质不的安装形式因被测介质性质不同而稍有差别。同而稍有差别。n右图为用来测量导电介质的单右图为用来测量导电介质的单电极电容液位计，它只用一根电极电容液位计，它只用一根电极作为电容器的内电极，一电极作为电容器的内电极，一般用紫铜或不锈钢，外套聚四般用紫铜或不锈钢，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缘层，而导电液体和容器壁构成电容器的外电极。成电容器的外电极。单电极电容液位计单电极电容液位计 1-1-内电极；内电极；2-2-绝缘套绝缘套同轴双层电极电容式液位计同轴双层电极电容式液位计 1 1、2-2-内、外电极；内、外电极；3-3-绝缘套；绝缘套；4-4-流通孔。流通孔。用来测量非导电介质的同轴用来测量非导电介质的同轴双层电极电容液位计，外电双层电极电容液位计，外电极上开有很多流通孔使液体极上开有很多流通孔使液体流入极板间。流入极板间。5 5、核辐射法、核辐射法n不同物质对同位素射线的吸收能力不同，一般固体最强，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。当射线射入厚度为液体次之，气体最差。当射线射入厚度为H H的介质时，会有的介质时，会有一部分被介质吸收掉。一部分被介质吸收掉。透过介质的射线强度透过介质的射线强度I I与入射强度与入射强度I I0 0之间有如下关系：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。量来实现。)(0HeII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)(a)为长辐射源和长接收器形式；为长辐射源和长接收器形式；(b)(b)为点辐射源和点接收器形式。为点辐射源和点接收器形式。核辐射式液位计核辐射式液位计 1-放射源；放射源；2-接收器接收器 遮断式微波料位计控制器原理框图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