锅炉汽包水位的原理分析
6页1、锅炉汽包水位的原理分析0 引言汽包水位计是现代火电厂最重要的监视仪表之一,其测量准确 与否对生产过程影响很大。汽包水位过高,降低了汽包内汽水分离 器的分离效果,使供出的饱和蒸汽携带水分过多,含盐量也增多。 由于蒸汽湿度大,过热蒸汽过热度降低,这不但降低了机组出力, 而且容易造成汽机末几级叶片的水冲击,造成轴向推力过大使推力 轴承磨损; 含盐量过多,使过热器和汽机流通部分结垢,使机组 出力不足且易使受热面过热而造成爆管。汽包水位过低,则破坏了 锅炉的汽水自然循环,致使水冷壁管被烧坏,严重缺水时还会发生 爆管等事故。所以准确测出汽包内水位,以提高机组的安全性是技 术人员重点关注的问题1。1 几种水位测量仪表的应用介绍1.1 双色水位计双色水位计采用连通器原理制成,通过光学原理中水汽两种介 质的折射率不同而显示出锅炉水汽颜色的不同,汽红水绿。这种水 位计属于锅炉的附属设备,就地安置。直接观测水位,汽满呈现红 色,水满呈现绿色。随水位变化自动而连续。在锅炉启、停时用以 监视汽包水位和正常运行时定期校对其他型式的水位计。1.2 电接点式水位计利用饱和蒸汽与蒸汽凝结水的电导率的差异,将非电量的锅炉
2、 水位转换为电信号,并由二次仪表远距离地显示水位。电接点式水 位计基本上克服了汽包压力变化的影响,可用于锅炉启停及参数运 行中。电接点式水位计离汽包很近,电极至二次仪表全部是电气信 号传递,所以这种仪表延迟小,误差小,不需要进行误差计算和调 整,使得仪表的检修与校验大为简化3。1.3 差压式水位计差压式水位计的工作原理是在汽包水位取样管上安装平衡容 器,利用液体静力学原理使水位转换成差压,用引压管将差压信号 送至差压计,由差压计显示汽包水位。经过发展现在采用智能式差 压变送器来测量汽包水位,特别计算机控制技术的引入,从技术性 能、安全性、可靠性都有了极大的提高,现在亚临界锅炉均采用差 压式水位计作为汽包水位测量的主要手段,并作为汽包水位控制、 保护信号用。平衡容器又叫“凝结球”,根据测量准确性的要求不同,有以下 几种平衡容器:单室平衡容器、双室平衡容器、带蒸汽罩补偿式平 衡容器等。下面就简单介绍单、双平衡容器的原理。(1)单室平衡容器的测量原理1-正压一次门 2-单室平衡容器 3-负压一次门 4-汽包图 1 单室平衡容器的测量示意图如图 1 所示,单室平衡容器结构简单,安装方便,但测量
3、误差 较大。当锅炉在额定气压运行,水位为正常水位时,其输出的差压 p 比较稳定,测量较准确;当气压下降时(即使此时的水位保持 不变,正压侧压力p+变化不大),负压侧的压力p-将显著增大,致 使平衡容器输出差压减小,水位表指示偏高。由图可以得到水位测量关系式:p=p+-p-=l(P c-p s) g-h (p w-p s) g(1)由(1)式可得 h=l(p c p s)g-p/(p w-p s)g(2)式中:p c:平衡容器内水密度,单位:kg/m3;p w:汽包内饱和水密度,单位:kg/m3;p s:汽包内饱和汽密度,单位:kg/m3;g:重力加速度,单位:m/s2;h:汽包水位,单位:m;p:平衡容器输出差压,单位:kpa;1:水位计量程,单位:m。由图1和上式可以看出,正压侧压力p+由恒定的水柱高度维持, 负压侧压力P-则随汽包水位变化而变化,所以即随汽包水位而 变化。但是,由于汽包内的饱和水与平衡容器内的冷凝水温度不同(即密度不同),会导致测量误差。单室平衡器一般用于测量低温 低压容器的水位, 在用于测量锅炉汽包水位时,要运用水位测量 的汽压自动校正系统才能实现较准确的测量。(
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