第五章水位测量及仪表

1、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

2、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。

3、,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2001795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

4、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,

5、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

6、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

7、=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

8、) p3=2678.7(Pa),三、平衡容器的改进,S800mm,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 104m 饱和蒸汽，电阻率 106m 炉水含盐量大，电阻率约10m,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