雙室平衡容器汽包水位測量裝置

1、雙室平衡容器汽包水位測量及其補(bǔ)償系統(tǒng)的應(yīng)用雙室平衡容器汽包水位測量及其補(bǔ)償系統(tǒng)的應(yīng)用１.摘要本文以實(shí)踐為基礎(chǔ)，剖析了雙室平衡容器的工作原理與特性。重點(diǎn)論述了補(bǔ)償系統(tǒng)的建立方法與步驟，同時(shí)指出了應(yīng)用中的常見錯(cuò)誤并提出了解決方案。2.前言汽包水位是鍋爐及其控制系統(tǒng)中最重要的參數(shù)之一，雙室平衡容器在其中充當(dāng)著不可或缺的重要角色。但是由于一些用戶對于雙室平衡容器及其測量補(bǔ)等方面缺少全面的必要的了解或者疏漏，致使應(yīng)用中時(shí)有錯(cuò)誤發(fā)生，甚至形成安全隱

2、患。例如勝利油田勝利發(fā)電廠一期工程，該工程投入運(yùn)行早期其汽包水位測量系統(tǒng)的誤差竟達(dá)70～90mm，特殊情況下誤差將會(huì)更大（曾因此造成汽包滿水停機(jī)事故）。迄今為止，據(jù)不完全了解，目前仍有個(gè)別用戶存在一些類似的問題或者其它問題。汽包水位是涉及機(jī)組安全與和運(yùn)行的重要參數(shù)和指標(biāo)，因此不允許任何人為的誤差。為使用戶能夠更好地掌握雙室平衡容器在汽包水位測量中的應(yīng)用，謹(jǐn)撰此文。不足之處，請不吝指正。3.雙室平衡容器的工作原理3.1.簡介雙室平衡容器是

3、一種結(jié)構(gòu)巧妙，具有一定自我補(bǔ)償能力的汽包水位測量裝置。它的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。在基準(zhǔn)杯的上方有一個(gè)圓環(huán)形漏斗結(jié)構(gòu)將整個(gè)雙室平衡容器分隔成上下兩個(gè)部分，為了區(qū)別于單室平衡容器，故稱為雙室平衡容器。為便于介紹，這里結(jié)合各主要部分的功能特點(diǎn)，將它們分別命名為凝汽室、基準(zhǔn)杯、溢流室和連通器，另外文中把雙室平衡容器汽包水位測量裝置簡稱為容器。負(fù)壓側(cè)的壓力等于基準(zhǔn)杯口所在水平面以上總的靜壓力，加上基準(zhǔn)杯口水平面至汽包中汽水分界面之間的飽和水蒸汽產(chǎn)生

4、的壓力，再加上汽包中汽水分界面至連通器水平軸線之間飽和水產(chǎn)生的壓力，即P－=PJ(580－h(huán)w)γshwγw式中P－——容器負(fù)壓側(cè)輸出的壓力hw——汽水分界線至連通器水平管中心線之間的垂直高度γs——汽包中飽和水蒸汽的密度因此差壓ΔP=P－P－=320γw260γc－(580－h(huán)w)γs－h(huán)wγw即ΔP=260γc320γw－580γs－(γw－γs)hw（1）這里有一點(diǎn)需要說明，(1)式中環(huán)境溫度下水的密度γc，通常情況下它會(huì)隨著季節(jié)

5、的變化而變化，它的變化將會(huì)影響汽包水位測量的準(zhǔn)確性。就本例中的容器而言，當(dāng)環(huán)境溫度由25℃升高到50℃時(shí)，由于密度的變化對于差壓產(chǎn)生的影響為－2.3mm水柱，經(jīng)過補(bǔ)償系統(tǒng)補(bǔ)償后對最終得到的汽包水位的影響將為2.3～5.5mm之間。通常情況下這樣的誤差是可以忽略的，也就是說可以認(rèn)為這里的溫度是恒定的。但是為了盡量減小誤差，必須恰當(dāng)?shù)卮_定這里的溫度。確定溫度可以遵循這樣一條原則，就高不就低，視當(dāng)?shù)貧夂蚣岸景闊岬纫蛩卮_定。比如此處的環(huán)境溫度

6、一年當(dāng)中通常在0～50℃之間變化，平均溫度為25℃，則可以令這里的溫度為35℃。這是因?yàn)樗拿芏入S著溫度升高它的變化梯度越來越大，確定的溫度高些，將會(huì)使環(huán)境溫度變化對整個(gè)系統(tǒng)的影響更小。就本例中的容器而言，當(dāng)溫度從0℃升高到25℃時(shí)，溫度的變化對測量系統(tǒng)的最終結(jié)果影響只有1mm左右，而環(huán)境溫度從25℃升高到50℃所帶來的影響卻為2.3～5.5mm之間。故而，確定溫度應(yīng)就高不就低。4.雙室平衡容器的工作特性容器的工作特性對于汽包水位測量和

7、補(bǔ)償系統(tǒng)來說非常重要，了解這種特性利于用戶的應(yīng)用和掌握應(yīng)用中的技巧。查《飽和水與飽和水蒸汽密度表》可以獲得各種壓力下飽和水與飽和水蒸汽的密度。把0、50、100mm等汽包水位分別代入（1）式，可得到容器輸出的一系列差壓，見下表1《雙室平衡容器固有補(bǔ)償特性參照表》。通過表1可以得知雙室平衡容器的工作特性。從表1中可以看到，各水位所對應(yīng)的由容器所輸出的差壓隨著壓力的變化（相關(guān)飽和汽、水密度）各自發(fā)生著不同的變化。這里首先注意0水位所對應(yīng)的差

8、壓，它的變化規(guī)律較其它水位有明顯不同，只在一個(gè)較小的范圍內(nèi)波動(dòng)。由于該容器的設(shè)計(jì)壓力為13.73MPa，因此14.5MPa以下它的波動(dòng)范圍更小，僅在5mm水柱以內(nèi)。也就是說當(dāng)汽包中的水位為0水位時(shí)，無論壓力如何變化，即使在沒有補(bǔ)償系統(tǒng)的情況下，對0水位測量影響都極小或者基本沒有影響。關(guān)于其它水位，則當(dāng)汽包水位越接近于0水位，其對應(yīng)的差壓受壓力的變化影響越小，反之則大。因此，雙室平衡容器是一種具有一定的自我補(bǔ)償能力的汽包水位測量裝置。它的