投入式液位計等幾種常見液位儀表在鍋爐液位測量中應用說明

      液位測量是工業生產一項重要的生產數據，因為受到測量介質和儲存容器的制約，不同的工況條件需要用到不同的液位測量儀表，這些基于不同測量原理制成的液位測量裝置，其測量效果的差異性也很明顯，因此可以按需分配，各顯其能。不同的工況要求對于儀表的測量要求也不盡相同：有的需要模擬量信號，有的需要開關量信號；有的需要遠程信號，有的能在現場反映示值即可。筆者在工作中，所接觸到的多的就是鍋爐，而鍋爐重要的就是水位。本文就是根據鍋爐液位測量的不同要求應用不同的液位測量儀表做一個簡單的說明。
 
　　　一、測量方法介紹
　　彩色石英管液位計利用自然光在液體中折、反射原理，借助于紅、綠片，在測量時，使液相顯示綠色，氣相顯示為紅色。由于液氣相顯示反差大，指示鮮明清晰，所以對遠距離操作和夜巡視更為有利。因此被**用于石油、化工、電力、冶金等行業的各種透明液體容器和鍋爐上，如水、汽油、液化氣、液氨、丙烷、丙稀、芳烴、酸等油品和化工原料的液位測量。同時對于兩種不同介質密度的界面測量，可選用三色界面石英管液位計。三色界面石英管液位計是利用浮力與比重差的原理而設計的，石英管中的小浮子懸浮于兩種介質的分界部分，由于浮子呈黑色，上下部分液體顏色有異，所以顯示醒目。
　　將一根吹氣管插入至被測液體的低面，使吹氣管通入一定量的氣體，吹氣管中的壓力與管口處液柱靜壓力相等。g=ρ·g·h，用壓力計測量吹氣管上端壓力，就可以測量液位。
　　假設液體的密度保持不變，則測量液位和測量管內的空氣壓力之間就存在著一種線性關系。
　　大氣壓力和測量管內的壓力可以通過傳感器卡上的**壓力測量室同時進行測量。液位就是通過兩次信號之間的差異計算出來的。這種測量方法可以防止測量室可能發生的零點漂移，從而確保測量結果的準確。由于吹氣式液位計將壓力檢測電移至頂部，其使用維修都很方便，很適合于地下儲罐、深槽等場合。為了保證供氣量穩定，流經節流件的流體**壓力與節流件前的流體**壓力之比應小于或等于臨界壓縮比。用吹氣法測容器液位的關鍵是要恒定吹氣的流量，否則便會產生誤差。有兩種方法可以恒定吹氣流量，一是用限流孔板，二是用恒差繼動器。
2.2 投入式液位計
投入式液位計RZ-JY500系列靜壓投入式液位變送器（投入式液位計）適用于無論是應用于鍋爐液位測量還是用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環保等系統和行業的各種介質的液位測量，都具有很強的適應性，其精巧的結構，簡單的調校和靈活的安裝方式為用戶輕松地使用提供了方便。4～20mA、 0～5v、 0～10mA等標準信號輸出方式由用戶根據需要任選。投入式液位計的不銹鋼傳感器帶有可伸長的聚亞安酯外殼材料的電纜線，該投入式液位計可選擇帶有重錨的傳感器，這種投入式液位計應用在有波動或急流的液體環境中。
　


　4、平衡容器的使用
　　4.1 單室平衡容器用于測量低壓容器的液位
　　4.2 雙室平衡容器用于測量鍋爐汽包水位的高度
　　雙室平衡容器是由正壓補償管、水杯、漏斗等零件焊接而成。工作過程中，飽和蒸汽因為凝結而釋放的熱量同時對正壓補償管和負壓管加熱，并且平衡容器的外層保溫減少了熱量的損失，從而使正壓補償管內水的重度在任何工況下都近似等于汽包（或受壓容器）內水的重度；又由于正確的選用正壓補償管的高度，不論容器內壓力如何變化，正壓補償管的壓力與負壓管的壓力變化值均相等，因此雙室平衡容器輸出的差壓不變，即低置水位指示的水位不變。一旦水位發生變化，則輸出的差壓也隨之變化，所以低置水位指示可以適時顯示容器內的水位。為提高雙室平衡容器測量的準確性，設計中特別強調增大正壓容器的截面積（以保證杯內水量的減少對水位影響較小。）
　　為防止其延伸到汽包之間的管線冬季發生凍結，應在管線旁加裝伴熱裝置。
　　5、恒浮力式液位計
　　恒浮力式液位計包括：
　　（1）浮子鋼帶式液位計
　　（2）浮子杠桿式液位計
　　（3）浮子電磁式液位計
　　測量原理：利用浮子隨被測介質液位的變化而浮動，從而帶動指示變化。
　　儀表特點：
　　結構簡單，堅固可靠，運行穩定，指示部分和測量部分分離，衛生安全。顯示器觀測角度任意可調，顏色對比鮮明，適合遠距離觀測。使用壽命長，在維護和保養上無需太多的時間和費用。
　　6、電極式水位計
　　工作原理：利用水的導電性。當被測容器中的水位上下變化時，連通器中的水位隨之變化，并且高度相等。被水浸沒的電極，自身的電路被導通，顯示器上水位一下的顯示點全部變亮。此種測量方法維護簡便，顯示直觀。但是缺乏連續性。一般用于現場指示，或水位報警指示。
　　7、超聲波液位計
　　7.1 氣介式超聲液位傳感器
　　連續測量液位時，利用反射原理，發射換能器發出超聲脈沖，到達液面后反射回來由接收換能器接收，根據聲波往返時間，在已知聲速的條件下判斷液位（這實際上是超聲測距原理）。發射和接收可由同一換能器擔任，先由它發射，隨即轉為接收。
　　換能器裝在液面以上的氣體介質中垂直向下發射和接收，稱為“氣介質”。
　　7.2 液介式超聲液位傳感器
　　液介式用的換能器浸在液中，依靠液體傳聲，其聲速也受溫度影響，常用圖所示校正裝置。圖中1為浮子，它帶動裝有反射靶2的擺桿3，可繞下端支點擺動。擺桿上還裝有校正用的換能器4。
　　圖中的換能器5向上方發射超聲脈沖，并接收液面回波，根據它所測出的往返時間和前述校正裝置測得的平均聲速，可計算出液位。
　　8、插入式液位計
　　插入式液位計是一種新型的利用浮力和磁力特性測量液位的儀表 ， 它是由傳感器和二次顯示控制儀表組成的。它具有性能穩定，結構簡單、適應各種惡劣環境，體積小等特點，亦可實現對雙介質介位的測量。傳感器輸出的液位電信號除現場指示外，直接可用于遠傳二次顯示、液位報警、液位的自動控制等。
　　二、CCPP鍋爐液位測量介紹
　　1、CCPP簡介
　　2、汽包水位測量介紹
　　CCPP擁有2臺鍋爐，分別為1#和2#汽機提供蒸汽。鍋爐中的汽包水位是重點被測對象。
　　每臺鍋爐都具有1個高壓汽包，1個低壓汽包和1個除氧罐。
　　高壓汽包的水位現場顯示儀表為2部雙色云母水位計，分別安裝在汽包的兩端。低壓汽包的水位現場顯示儀表為2部紅綠雙色玻璃管液位計，分別安裝在汽包兩端。除氧罐的水位現場顯示儀表為電磁式翻板液位計，安裝在其中部。現場顯示儀表顯示是利用攝相頭對顯示液位拍攝傳遞至主控制室進行顯示。
　　2.2 表盤水位顯示
　　3個容器均采用1組電接點水位計，以電信號傳遞至主控制室中的顯示盤，通過紅綠雙色顯示牌顯示水位。
　　2.3 水位變送器顯示
　　3個容器均采用橫河EJA差壓變送器通過比較正負端的差壓，顯示容器水位。然后通過DCS系統到達計算機進行顯示。
　　3、提出問題與不足
　　現場顯示儀表：玻璃管液位計需要照明燈的照射，燈泡的需要定期更換，保證現場顯示。
　　云母液位計的可視性很差。
　　電接點水位計：電接點水位計由于接線端暴露在外，容易被人誤碰，導致線路虛接乃至電接點損壞。
　　變送器：由于汽包定期加藥除污垢，雜質。致使變送器的測量管中帶有污垢，雜質等。定期通過打開排污門排污非常必要。由于鍋爐停爐，這使得在環境溫度很低的情況下變送器測量管中的水會結冰，體積膨脹，這樣會壓壞膜盒。所以需要在冬季對測量管提供持續伴熱。（電伴熱的伴熱帶在鍋爐運行時會被測量管的高溫燙壞，所以建議使用蒸汽伴熱）。
　　結語
　　以上是對液位測量的簡單介紹和鍋爐水位測量的介紹和一些建議。
　　鍋爐是工業和生活中普遍使用的動力源。如果汽包水位控制不當，會燒毀汽包甚至引起鍋爐爆炸。所以水位的監測和調節是十分重要的。正確地掌握水位測量的各種方法顯得非常必要。



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