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冶金锅炉常用汽包液位计类型及应用

来源:上海上自仪公司作者:上海上自仪公司网址:http://www.shsaic.net

锅炉汽包液位计是锅炉的重要附属设备,主要有双室平衡容器、双色液位计、彩色石英管液位计、云母水位计及电接点水位计等液位计,目前常用的锅炉水位计是双色液位计、彩色石英管液位计及电接点水位计,本文主要讲述他们的计原理,主要优缺点,一般选择与应用。


锅炉汽包液位计是锅炉的重要附属设备,汽包液位过高会直接影响汽水分离效果,容易造成过热器和汽轮机通流部分结垢,引起过热器爆管,机组热效率降低。因锅炉里的水在高温时汽化,水和汽损耗较大,要不断地补充水,才能使锅炉的水位保持一定高度,当水位高到一定程度,蒸汽就会带水,可能引起破坏性事故。水位过低,锅炉有爆炸的危险。汽包液位计在实际运行中存在诸多因素,属于仪表中比较难处理的一类。



1、双色液位计


(1)磁敏电子双色液位计,主要用于锅炉设备现场液位测量与控制。选用优质不锈钢及进口电子元件制造,显示部位采用高亮度LED 双色发光管,组成柱状显示屏,通过LED 光柱的红绿变化来检测所测液位的高低;显示亮度高,可视距离远,标尺清晰,显示角度大,产品更具系列化,智能化。全过程测量防雨防雷,防腐防爆,可耐高温、高压,高密封、防泄漏、无盲区,显示醒目,读数直观,且测量范围磊,适用于各种塔、罐、槽球形容器及锅炉等设备的介质液位测量。选配限位开关,可实现液位上、下限报警和控制;选配液位变送器,可将液位信号转换成直流4~20mA 模拟未准信号,实现远距离检测、指示、记录与控制,亦可与计算机系统直接通信。


(2)双色液位计原理该类型的仪表都有一个容纳浮球的腔体(称为主体管或外壳),腔体通过法兰或其他接口与容器组成一个连通器。仪表腔体内的液面与容器内的液面是相同的高度,所以腔体内的浮球会随着容器内液面的升降而升降,此时并不能看到液位,所以在腔体外面装一个翻柱显示器,因为制造浮球时,在浮球沉入液体与浮出部分的交界处安装了磁钢,与浮球随液面升降时,其磁性透过外壳传递给翻柱显示器,推动磁翻柱翻转180°。由于磁翻柱是由红、白两个半圆柱合成的圆柱体,所以翻转180°后,朝向翻柱显示器外的会改变颜色(液面以下红色、以上白色),两色交界处即是液面的高度。


(3)为扩大使用范围,可根据相关标准及要求增加液位变送装置,以输出多种电信号(如电阻信号、电压信号或电流信号)。其中4~20mA 电流信号是比较常用的一种。比如在监测液位的同时,磁控开关信号可用于对液位进行控制或报警;在翻柱液位计的基础上增加4~20mA 变送传感器,在现场监测液位的同时,将液位的变化通过变送传感器、线缆及仪表传到控制室,实现远程监测和控制。


(4)安装方式。垂直安装,跟随速度≤0.08m/s,浮子材料可选304、PTFE/304 外村PTFE、铝、钛LED 显示器,可选低亮型,高亮型,雾状散光型三种,主导管材料可选304、1Cr18Ni9Ti、316L、304 内衬PTFE、钛、PP 或PTFE(聚四氟乙烯),可根据不同使用地点斟酌。


(5)双色液位计可结合工业电视辅助。设计简单、紧凑、坚固可靠寿命长。无维护工作量,能长年在户内外安装使用。远传一体化结构,使工业自动化管理变得轻松方便。电子发光双色显示,适宜在光线暗的场所中应用,夜间观察更醒目。目前有厂家采用独特的进口雾状散光型LED 发光管,显示效果穿透性强、清晰不刺眼,供工业摄像头远程清晰监控。还可选配直流4~20mA 液位变送器,实现远距离集中测量与控制。


(6)缺点。工业电视辅助测量系统是由石英管液位计、摄像头和显示器组成,其本身就需要人工参与及受现场环境影响(如反吹)等。锅炉运行时看不见真实液位,所见的液位一定是假液位。这是为防止石英体受气蚀而采取的降温措施造成的内外容器液体密度差形成的,误差达可视结果的25%。

2、彩色石英管液位计(以下简称彩色液位计)


利用自然光在液体中的折、反射原理,测量时借助红、绿片,使液相显示绿色,气相显示为红色。由于液气相显示反差大,指示鲜明清晰,所以对远距离操作和夜巡视更为有利。如果带LED 光源则显示会更清晰,因此广泛用于石油、化工、电力、冶金等行业的各种透明液体容器和锅炉上,如水、汽油、液化气、液氨、丙烷、丙烯、芳烃、酸等油品和化工原料的液位测量。


对于两种不同介质密度的界面测量,可选用三色界面石英管液位计。三色界面石英管液位计是利用浮力与比重差的原理而设计的,石英管中的小浮子悬浮于两种介质的分界部分,由于浮子呈黑色,上下部分液体颜色有异,所以显示醒目,从而解决了一直困扰在石油化工生产过程中两种混合介质界面分辨不清的难题,是目前国内外非常理想的直读式液位计。根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第156 条规定,锅炉远程控制水位计必须有两个独立的同时运行中必须保证一个直读水位计正常工作。可见直读式水位计在汽包液位中占据相当重要的位置。


UGS(UNS)系列彩色石英管液位计,它成功地克服了普通板式液位计笨重、密封面积大、易渗漏、显示不清晰、近距离不易判断的缺点。液、气相显示清晰、无盲区、密封性能好、耐高温耐高压、防黏稠、重量轻、寿命长且无泄漏。结构简单,安装维护方便,无需电源、防爆。材料是特制的99.99%SiO2 透明石英管,变形点在1077℃,软化点1730℃,膨胀系统数5.5×10-7。经特殊工艺处理后具有耐高温、高压和优良的机械特性。因汽包压力或水温过高或水质问题,对石英管有一定腐蚀性,另外石英管液位计制作厂家较多,质量不一,根据多年经验,石英管液位计会出现石英管爆裂,使用一定时间后石英管模糊不清的问题。


3、电接点水位计


电接点液位计由多个电极按不同高度排列构成,当水位达到(或低于)某个电极时,电极间的导电率发生改变,从而检出水位是否达到这个电极所在的位置。多个电极组合就构成电接点液位计,特点是逐点指示液位,各点互不关联,坏掉几个点不影响其他点的显示,可靠性极高。所以在显示、报警、联锁保护回路中经常用到,在大型锅炉中是必备设备。缺点是分段显示,没有精度可言,损坏率极高,由于电极在水中腐蚀或结垢,一般半年左右就必须更换。存在假水位和误报警的现象,锅炉中的水经常处于翻滚状态,水汽混合物对电接点式水位计形成误显示和误报警现象。密封点多、导线多,维护工作量大。这些缺点都是其测量原理本身存在的先天不足,无法改进,不适宜做液位调节系统。