第五章水位测量及仪表.ppt

第五章水位测量及仪表 p114 第一节就地水位计第二节差压式水位计第三节电接点水位计本章主要介绍常用的三种水位测量仪表 就地式水位计 差压式水位计 电接点水位计的组成 工作原理 误差产生原因 水位计使用中经常出现的故障和处理措施 及水位计的安装知识 补充 液位计的类型 直读式 如玻璃管液位计 玻璃板液位计直读浮力式 如浮球式液位计直读静压式 如差压式液位计连续测量 调节电磁式 如电接点液位计导电液体 断续信号电容式液位计连续测量超声波液位计非接触式液位测量仪 连续测量辐射式液位计非接触式液位测量仪 连续测量 加热器水位 水位过高 会降低经济性 当水位不正常升高时 有可能是加热器管子破裂 而加热器水位过低 蒸汽将由疏水管流出 本级的高温高压疏水将排挤下一级加热器的部分抽汽 造成整个机组的回热经济性下降 另高速汽流冲刷疏水管还会加速管道损坏 除氧器水位 水位过高将引起溢流管大量跑水 若溢流不及 会造成除氧头振动 水位过低 会引起给水泵汽化 凝汽器水位 水位过高时 凝结水将淹没部分凝汽器铜管 从而造成凝汽器真空值下降 水位过低 会引起凝结水泵入口压力降低造成泵汽化 汽包水位的测量 汽包水位过高会造成蒸汽带水 使蒸汽品质恶化 轻则使管道和汽轮机结垢加重 降低效率 重则使机组发生严重事故 水位过低会破坏锅炉水循环 使水冷壁局部过热甚至发生爆管 1997年12月16日 秦皇岛热电厂 4锅炉断水 低水位保护和后备保护失效的情况下 由于水位计误差大 人员判断错误 致使锅炉较长时间在断水状态下运行 导致水冷壁多处爆管 大面积过热损坏 直接经济损失约312万元 构成重大事故 国家电力公司下发 2001 795号文件 国家电力公司电站锅炉汽包水位测量系统配置 安装和使用若干规定 试行 的通知 要求按文件规定来进行锅炉汽包水位测量及保护 新建锅炉汽包应配备2套就地水位表和3套差压式水位测量装置 2套就地水位表中的1套可用电极式水位测量装置替代 简称 5套配置 第一节就地水位计 就地水位表可采用玻璃板式 云母板式 牛眼式 一 云母水位计 1 云母水位计的基本结构及工作原理 连通器原理 2 云母水位计的测量误差 由于水位计向周围空间散热 连通器内水柱温度低于汽包内的饱和水温度 其密度大于相同压力下的饱和水密度 因此水位计指示的水位值 比汽包内实际水位要低保温 二 双色水位计 1 双色水位计工作原理 2 工业电视监视汽包水位 三 双色水位计的安装 每个水位测量装置都应具有独立的取样孔水位测量装置安装时 均应以汽包同一端的几何中心线为基准线就地水位表的零水位线应比汽包内的零水位线低 降低的值取决于汽包工作压力 四 故障分析与处理方法 第二节差压式水位计 由水位 差压转换容器 又称平衡容器 压力信号导管及差压计三部分组成的 中间件 显示件 传感器 图5 6 第二节差压式水位计 差压式水位计测量范围广 仪表精度高 参与锅炉的程序控制和联锁保护与DAS DCS等联系 一 水位 差压转换原理 正压 负压 一 水位 差压转换原理 由式可以看出 水位越高 差压越小 两者之间成反比关系 教材119页倒14行此句话不准确 例5 1 已知图5 6中双室平衡容器的汽水连通管之间的跨距L 300mm 汽包水位分别为H1 100mm H2 150mm H3 200mm 饱和水密度 680 075kg m3 饱和蒸汽密度 59 086kg m3 正压室中水的密度 962 83kg m3 试求此时平衡容器的输出差压为多少 解按力学原理 当汽包水位在任意值时 平衡容器的输出差压为 p p p 由此可得 在不同水位时平衡容器的输出差压分别为 pl 0 3 962 83 59 086 9 81 0 10 680 075 59 806 9 81 2678 7 Pa p2 0 3 962 83 59 086 9 81 0 15 680 075 59 806 9 81 1746 9 Pa p3 0 3 962 83 59 086 9 81 0 20 680 075 59 806 9 81 1442 8 Pa 例5 1 解在不同水位时平衡容器的输出差压分别为H1 100mm p1 2678 7 Pa H2 150mm p2 1746 9 Pa H3 200mm p3 1442 8 Pa 水位越高 差压越小 二 双室平衡容器实际使用中存在的问题 1 散热环境温度越低 冷凝水密度越大 差压越大 指示水位下降 指示带有负误差 负误差增加量跟平衡容器尺寸 结构型式有关 减小影响 保温 二 双室平衡容器实际使用中存在的问题 1 散热 2 因汽包压力变化引起的绝对误差 例5 2 解按力学原理 当汽包水位在任意值时 平衡容器的输出差压为 p p p 由此可得 在不同水位时平衡容器的输出差压分别为 p1 3231 9 Pa p2 3121 6 Pa p3 3027 2 Pa p3 2678 7 Pa 三 平衡容器的改进 S 800mm 在设计平衡容器时 如果能确定恰当的L和l值 使汽包压力从很小值 例如0 5MPa 变至额定工作压力时 正常水位下平衡容器输出的差压不变 那么就可消除差压式水位计的零位漂移 结构复杂 补偿精度不高 四 差压式水位计的汽包压力自动校正 K1p a K2p b 五 差压式水位计的显示仪表 一 显示仪表的种类智能型显示仪表 二 WL型智能汽包水位计 六 平衡容器的安装 第三节电接点水位计 优点 电信号 便于远传指示结构简单 迟延小 反应灵敏能够适应锅炉变参数运行无机械传动部件缺点 输出的信号是不连续的开关信号电接点失灵故障 一 工作原理 电接点水位计是利用汽包内汽 水介质的电阻率相差很大的性质来测量汽包水位的 纯水 电阻率104 m饱和蒸汽 电阻率106 m炉水含盐量大 电阻率约10 m 一 工作原理 二 水位发送器 1 电接点超纯氧化铝 99 95 氧化铝 聚四氟乙烯 2 水位容器 0 15 30 50 75 100 150 200 250 300 三 显示仪表1 氖灯显示电路 2 双色显示仪表 3