液位測(cè)量是工業(yè)生產(chǎn)一項(xiàng)重要的生產(chǎn)數(shù)據(jù),因?yàn)槭艿綔y(cè)量介質(zhì)和儲(chǔ)存容器的制約,不同的工況條件需要用到不同的液位測(cè)量?jī)x表,這些基于不同測(cè)量原理制成的液位測(cè)量裝置,其測(cè)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(duì)于儀表的測(cè)量要求也不盡相同:有的需要模擬量信號(hào),有的需要開關(guān)量信號(hào);有的需要遠(yuǎn)程信號(hào),有的能在現(xiàn)場(chǎng)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(jù)鍋爐液位測(cè)量的不同要求應(yīng)用不同的液位測(cè)量?jī)x表做一個(gè)簡(jiǎn)單的說明。bTl壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
一、測(cè)量方法介紹
彩色石英管液位計(jì)利用自然光在液體中折、反射原理,借助于紅、綠片,在測(cè)量時(shí),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(duì)遠(yuǎn)距離操作和夜巡視更為有利。因此被廣泛用于石油、化工、電力、冶金等行業(yè)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(cè)量。同時(shí)對(duì)于兩種不同介質(zhì)密度的界面測(cè)量,可選用三色界面石英管液位計(jì)。三色界面石英管液位計(jì)是利用浮力與比重差的原理而設(shè)計(jì)的,石英管中的小浮子懸浮于兩種介質(zhì)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(cè)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(jì)測(cè)量吹氣管上端壓力,就可以測(cè)量液位。
假設(shè)液體的密度保持不變,則測(cè)量液位和測(cè)量管內(nèi)的空氣壓力之間就存在著一種線性關(guān)系。
大氣壓力和測(cè)量管內(nèi)的壓力可以通過傳感器卡上的覺對(duì)壓力測(cè)量室同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。液位就是通過兩次信號(hào)之間的差異計(jì)算出來的。這種測(cè)量方法可以防止測(cè)量室可能發(fā)生的零點(diǎn)漂移,從而確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確。由于吹氣式液位計(jì)將壓力檢測(cè)電移至頂部,其使用維修都很方便,很適合于地下儲(chǔ)罐、深槽等場(chǎng)合。為了保證供氣量穩(wěn)定,流經(jīng)節(jié)流件的流體覺對(duì)壓力與節(jié)流件前的流體覺對(duì)壓力之比應(yīng)小于或等于臨界壓縮比。用吹氣法測(cè)容器液位的關(guān)鍵是要恒定吹氣的流量,否則便會(huì)產(chǎn)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(dòng)器。
2.2 投入式液位計(jì)
SC-500系列靜壓投入式液位變送器(投入式液位計(jì))適用于無論是應(yīng)用于鍋爐液位測(cè)量還是用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測(cè)量,都具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,其精巧的結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)單的調(diào)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(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出方式由用戶根據(jù)需要任選。
投入式液位計(jì)的不銹鋼傳感器帶有可伸長(zhǎng)的聚亞安酯外殼材料的電纜線,該投入式液位計(jì)可選擇帶有重錨的傳感器,這種投入式液位計(jì)應(yīng)用在有波動(dòng)或急流的液體環(huán)境中。
4、平衡容器的使用
4.1 單室平衡容器用于測(cè)量低壓容器的液位
4.2 雙室平衡容器用于測(cè)量鍋爐汽包水位的高度
雙室平衡容器是由正壓補(bǔ)償管、水杯、漏斗等零件焊接而成。工作過程中,飽和蒸汽因?yàn)槟Y(jié)而釋放的熱量同時(shí)對(duì)正壓補(bǔ)償管和負(fù)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(bǔ)償管內(nèi)水的重度在任何工況下都近似等于汽包(或受壓容器)內(nèi)水的重度;又由于正確的選用正壓補(bǔ)償管的高度,不論容器內(nèi)壓力如何變化,正壓補(bǔ)償管的壓力與負(fù)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(fā)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(shí)顯示容器內(nèi)的水位。為提高雙室平衡容器測(cè)量的準(zhǔn)確性,設(shè)計(jì)中特別強(qiáng)調(diào)增大正壓容器的截面積(以保證杯內(nèi)水量的減少對(duì)水位影響較小。)
為防止其延伸到汽包之間的管線冬季發(fā)生凍結(jié),應(yīng)在管線旁加裝伴熱裝置。
5、恒浮力式液位計(jì)
恒浮力式液位計(jì)包括:
。1)浮子鋼帶式液位計(jì)
。2)浮子杠桿式液位計(jì)
(3)浮子電磁式液位計(jì)
測(cè)量原理:利用浮子隨被測(cè)介質(zhì)液位的變化而浮動(dòng),從而帶動(dòng)指示變化。
儀表特點(diǎn):
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,堅(jiān)固可靠,運(yùn)行穩(wěn)定,指示部分和測(cè)量部分分離,衛(wèi)生安全。顯示器觀測(cè)角度任意可調(diào),顏色對(duì)比鮮明,適合遠(yuǎn)距離觀測(cè)。使用壽命長(zhǎng),在維護(hù)和保養(yǎng)上wuxu太多的時(shí)間和費(fèi)用。
6、電極式水位計(jì)
工作原理:利用水的導(dǎo)電性。當(dāng)被測(cè)容器中的水位上下變化時(shí),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(dǎo)通,顯示器上水位一下的顯示點(diǎn)全部變亮。此種測(cè)量方法維護(hù)簡(jiǎn)便,顯示直觀。但是缺乏連續(xù)性。一般用于現(xiàn)場(chǎng)指示,或水位報(bào)警指示。
7、超聲波液位計(jì)
7.1 氣介式超聲液位傳感器
連續(xù)測(cè)量液位時(shí),利用反射原理,發(fā)射換能器發(fā)出超聲脈沖,到達(dá)液面后反射回來由接收換能器接收,根據(jù)聲波往返時(shí)間,在已知聲速的條件下判斷液位(這實(shí)際上是超聲測(cè)距原理)。發(fā)射和接收可由同一換能器擔(dān)任,先由它發(fā)射,隨即轉(zhuǎn)為接收。
換能器裝在液面以上的氣體介質(zhì)中垂直向下發(fā)射和接收,稱為“氣介質(zhì)”。
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(dòng)裝有反射靶2的擺桿3,可繞下端支點(diǎn)擺動(dòng)。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(fā)射超聲脈沖,并接收液面回波,根據(jù)它所測(cè)出的往返時(shí)間和前述校正裝置測(cè)得的平均聲速,可計(jì)算出液位。
8、插入式液位計(jì)
插入式液位計(jì)是一種新型的利用浮力和磁力特性測(cè)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(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)各種惡劣環(huán)境,體積小等特點(diǎn),亦可實(shí)現(xiàn)對(duì)雙介質(zhì)介位的測(cè)量。傳感器輸出的液位電信號(hào)除現(xiàn)場(chǎng)指示外,直接可用于遠(yuǎn)傳二次顯示、液位報(bào)警、液位的自動(dòng)控制等。
二、CCPP鍋爐液位測(cè)量介紹
1、CCPP簡(jiǎn)介
2、汽包水位測(cè)量介紹
CCPP擁有2臺(tái)鍋爐,分別為1#和2#汽機(jī)提供蒸汽。鍋爐中的汽包水位是重點(diǎn)被測(cè)對(duì)象。
每臺(tái)鍋爐都具有1個(gè)高壓汽包,1個(gè)低壓汽包和1個(gè)除氧罐。
高壓汽包的水位現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表為2部雙色云母水位計(jì),分別安裝在汽包的兩端。低壓汽包的水位現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表為2部紅綠雙色玻璃管液位計(jì),分別安裝在汽包兩端。除氧罐的水位現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表為電磁式翻板液位計(jì),安裝在其中部,F(xiàn)場(chǎng)顯示儀表顯示是利用攝相頭對(duì)顯示液位拍攝傳遞至主控制室進(jìn)行顯示。
2.2 表盤水位顯示
3個(gè)容器均采用1組電接點(diǎn)水位計(jì),以電信號(hào)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(gè)容器均采用橫河EJA差壓變送器通過比較正負(fù)端的差壓,顯示容器水位。然后通過DCS系統(tǒng)到達(dá)計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示。
3、提出問題與不足
現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表:玻璃管液位計(jì)需要照明燈的照射,燈泡的需要定期更換,保證現(xiàn)場(chǎng)顯示。
云母液位計(jì)的可視性很差。
電接點(diǎn)水位計(jì):電接點(diǎn)水位計(jì)由于接線端暴露在外,容易被人誤碰,導(dǎo)致線路虛接乃至電接點(diǎn)損壞。
變送器:由于汽包定期加藥除污垢,雜質(zhì)。致使變送器的測(cè)量管中帶有污垢,雜質(zhì)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(huán)境溫度很低的情況下變送器測(cè)量管中的水會(huì)結(jié)冰,體積膨脹,這樣會(huì)壓壞膜盒。所以需要在冬季對(duì)測(cè)量管提供持續(xù)伴熱。(電伴熱的伴熱帶在鍋爐運(yùn)行時(shí)會(huì)被測(cè)量管的高溫燙壞,所以建議使用蒸汽伴熱)。
結(jié)語
以上是對(duì)液位測(cè)量的簡(jiǎn)單介紹和鍋爐水位測(cè)量的介紹和一些建議。
鍋爐是工業(yè)和生活中普遍使用的動(dòng)力源。如果汽包水位控制不當(dāng),會(huì)燒毀汽包甚至引起鍋爐爆炸。所以水位的監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)是十分重要的。正確地掌握水位測(cè)量的各種方法顯得非常必要。
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