双室平衡容器的安装与调试.pdf

2 0 15 年第7 斯E l e c t r i c a l sa r i di n 蛾r u m e n t a t i o n 双室平衡容器的安装与调试 琚志新张彬高红亮李飞 ( 中国十七冶集团冶金工程技术公司安徽马鞍山2 4 3 0 0 0 ) 摘要：双室平衡容器是测量汽包水位的重要元件，汽包水位参数的准确性直接影响到工业生产。本文 以实践为主，剖析双室平衡容器安装与调试的正确方法，以此来确保其测量的准确性。 关键词：双室平衡容器工作原理水位测量安装调试 中图分类号：T H 8 1 6文献标识码：B文章编号：1 0 0 2 - 3 6 0 7 ( 2 0 1 5 ) 0 7 - 0 0 5 4 - 0 2 1 前言 工业锅炉汽包水位高度关系着 汽水分离的速度和生产蒸汽的质量， 也是确保安全生产的重要参数，要使 锅炉的蒸发量随时适应负荷设备的需 要量，汽包水位的测量准确性尤其重 要。在正常工况下，锅炉汽包内水位 可以通过玻璃水位计就地观察，但无 法传递水位变化的信号；采用引出管 测量法，由于引出管与汽包的温度差 异大，故引出管内与汽包内水的密度 差异大，从而造成一定的测量误差。 而采用双室平衡容器进行水位测量， 通过自身补偿装置在很大程度上减少 了测量的误差，它不仅能远距离监视 汽包水位，并能及时为自动控制系统 提供水位变化信号。其结构主要由水 位一一差压转换容器( 平衡容器) 、导 压管及差压变送器和与其配套的三阀 组四部分组成。平衡容器可以将汽包 内的水位变化转换成差压信号，再由 导压管将差压信号送至差压变送器， 经差压变送器转换成电信号显示汽包 水位的高低进行远传控制。 2 双室平衡容器的结构特点 双室平衡容器是一种结构巧妙， 具有一定自我补偿能力的汽包水位测 量装置( 如图1 ) 。由于饱和蒸汽的 加热，正压补偿管内水的重量，在任 何情况下都近似等于相应汽包压力下 饱和水的重量，同时由于正确的选用 正压补偿管的高度，不管汽包内压力如 何变化，正压补偿管的压力与负压管 的压力变化值相等，因此平衡容器所 产生的压差不变。而平衡容器引出的 正负导压管，虽受汽包压力和室温变 化的影响，但它们的变化是相等的， 对于平衡容器产生的压差没有影响。 而且，在工作过程中，饱和蒸汽因为 凝结而释放的热量同时对正压补偿管 和负压管加热，通过平衡容器的外保 温层来减少热量的损失。当汽包中的 水位接近于零水位时，其输出的压差 受压力变化的影响越小。 3 双室平衡容器的工作原理 双室平衡容器正压侧输出的压力 等于基准杯口所在水平面以上总的静 压力，加上基准杯口至水侧入1 3 水平 轴线之间的凝结水压力。负压侧的压 力等于基准杯1 ：3 所在水平面以上总的 静压力，加上基准杯口水平面至汽包 中汽水分界面之间的饱和蒸汽产生的 压力，再加上汽包中汽水分界面至水 侧入1 3 管水平轴线之间饱和水产生的 压力。利用汽包内蒸汽加热，使基准杯 内水的密度在任何情况下都与汽包压 力下饱和水的密度相对应，不受环境温 度的影响。这样正压侧与负压侧之间的 差压就能准确体现汽包的水位高度。 4 双室平衡容器安装必须注意事项 ( 1 ) 双室平衡容器安装前必须 对锅炉管道进行气吹，防止杂质进入 平衡容器，而引发事故； ( 2 ) 将平衡容器的汽、水接1 3 与汽包隔绝阀门外侧焊接，确保其垂 直安装。在垂直安装平衡容器时，首 蠖 ：。勰 臻簟槽 、= = 2 图1 双室平衡容器示意图 先要按照锅炉汽包图纸 找到汽包几何中心线， 向下返一个定值( 由设 备厂家给定) ，此时得 到汽包正常水位线。安 1 装时，双室平衡容器筒 一一体中点零水位应与汽包 正常水位线处于同一水 平面内。由于双室平衡 万方数据 容器自身较重，所以底部一般需用槽 钢做为支撑，且支撑面要光滑，以防 止设备因热力膨胀产生位移而损坏； ( 3 ) 平衡容器与被测汽包之间连 接管路应尽量缩短，在连接管路中， 除一次阀门不可或缺外，应尽量避免 再增加其他接头、缩孔等之类的元 件，以免影响介质的正常流通； ( 4 ) 与汽包连接的一次阀门应横 向安装且阀杆水平； ( 5 ) 平衡容器的排水管接下降管 时，为防止水冷壁、下降管等受热向 下膨胀，所以，一般在安装时要加装 伸缩节或者“U ”型补偿器； ( 6 ) 与其配套使用的差压变送 器的正压室应接汽包底部引压管，负 压室应接平衡容器的引压管，且在使 用时要定期打开差压变送器底部的排 污阀进行排污。变送器的安装位置要 低于双室平衡容器的取压口，使导压 管保持一定的倾斜度； ( 7 ) 排污阀采用J 2 1 W 0 1 4 或 J 2 1 W 一0 1 8 的外螺纹截止阀，且安装 高度距地面3 0 0 m m 处； ( 8 ) 双室平衡容器的正负压导 压管路应在水平方向引出1 m 后。向 下敷设，以保证取压管内的水温等于 环境温度。 ( 9 ) 引至差压变送器的两根导 压管路应平行敷设共同保温，并根 据现场需要加伴热防冻。加蒸汽伴热 管时应与导压管隔离。以防止导压管 内水汽化影响测量效果； ( 1 0 ) 安装完毕后。各汽水取样 管、取样阀门、导压管、简体应做保 温处理，筒体顶部不做保温，最后将 差压变送器的信号传输线接至集中控 制室的P L C 内即可。 5 影响测量误差的原因与分析 一般情况下，凝汽室的温度 都要高于环境温度3 0 0 。左右，因此 其热辐射能力很强，容易造成平衡容 器内部温度低于饱和温度从而影响测 量的准确性，所以。在安装过程中， 要确保平衡容器及其连接管路保温良 好。在正常应用中，平衡容器在测量 时仍会存在误差，主要体现在以下几 个方面： ( 1 ) 当汽包压力变化时，会引起 饱和水、饱和蒸汽的密度发生变化， 从而造成差压输出有误差； ( 2 ) 平衡容器的补偿装置是按 照汽包水位处于零水位情况下计算 的，运行时若水位偏离，就很容易造 成测量误差； ( 3 ) 当汽包压力突然下降时， 由于正压室内凝结水可能被蒸发掉， 而导致压差输出异常。 鉴于以上原因，在汽包运行中， 应密切监视其动态，及时调整汽包压 力、水位，尽量减少波动。 6 双室平衡容器调试前应注意事项 ( 1 ) 锅炉汽包引出的水汽管中心 距应与双室平衡容器相同； ( 2 ) 双室平衡容器与锅炉汽包的 压力等级应相同； ( 3 ) 双室平衡容器与锅炉汽包 连接法兰尺寸或焊接各接口管规格应 对应； ( 4 ) 双室平衡容器的疏水管应单 独引至汽包水循环最快的下降管( 靠近 疏水管处加装截止阀) ，其垂直长度应 大于1 0 m 。以保证平衡容器内无水而 又不至于抽空。如发生抽空现象时，关 小截止阀的开度。且该管路不做保温。 7 双室平衡容器调试步骤 7 1 系统没有工作时调试 ( 1 ) 调试前应首先开启排污阀， 然后打开汽、水阀门，对平衡容器及 所有相关管路进行冲洗，防止因堵塞 而造成假水位； ( 2 ) 根据设备厂家提供的平衡容 器计算书给定的点位校对差压值。将 输出差压值与水位值一一对应； ( 3 ) 根据设备厂家提供的资料， 确定双室平衡容器的零水位位置； ( 4 ) 校验差压变送器信号传输线 缆，确认无误后准备送电； ( 5 ) 差压变送器通电，根据双 室平衡容器的参数对差压变送器量程 进行设定并校验； ( 6 ) 向双室平衡容器内注水，同 时打开差压变送器上的两个排污阀， 其次打开平衡阀，再慢慢打开二个截止 阀，将导压管中的空气和污物排除掉； ( 7 ) 在确保正负压室充满冷凝水 的前提下，关闭平衡阀，打开正负相阀， 同时打开双室平衡容器的汽相阀门。 此时差压变送器输出应该为2 0 m A ，也 就是满量程。现场将输出调至4 m A ， 即将零点做1 0 0 量程负迁移。 ( 8 ) 通过改变负压测管路中水 位的高低，来改变平衡容器输出的差 压值。 ( 9 ) 将平衡容器输出的差压值 与变送器电流信号( 4 2 0 m A ) ，水 位值一一对应起来。 ( 1 0 ) 重覆以上第3 至第6 步骤几 遍即可。 7 2 系统工作时调试 与以上步骤相同，只是要确保双 室平衡容器与汽包相连的汽、液相阀 门关闭即可。 调试结束，在平衡容器正常工作 状态时，应关闭三阀组的平衡阀，打 开正负相阀，同时开启平衡容器的汽 液相阀门。 参考文献： 【1l 热工检测及自动控制 【2 】锅炉榆测技术规范 万方数据 双室平衡容器的安装与调试双室平衡容器的安装与