一种用于锅炉汽包的水位测量系统及其测量和校验方法_2

文档序号:8920627阅读:来源:国知局
8] 5.水位测量系统工作准确、稳定、可靠、重复性好,设备互换性强,实现装置数据标 准化。
[0039] 6.汽包外置式,结构同心圆联体设计、水侧管加装校验门,实现了水位测量系统水 位示值可全刻度水柱精度校验。并且在停炉大修、基建中等条件下均可以对水位测量系统 进行系统校验。
[0040] 7.采用本水位测量系统,每台锅炉汽包的多只水位表水位示值差小于30mm。
[0041] 8.本发明的测量水位方法能够实现水位表启炉就准、免维护、不用调整。
[0042] 9.汽包外置式、内自加热的全程水位测量装置引入的特征系数L产生了压力全 程、水位刻度全程的量程差压的蝴蝶效应,即汽包满水差压与零水位差压之差近乎等于无 水差压与零水位差压之差,并且零水位差压近乎常数,几乎与汽包压力无关,这一效果使运 行非常稳定,维护工作非常方便。
[0043] 10.汽包水位表、差压变送器、压力变送器、温度变送器校验数据调前调后一致,设 备校验数据实现了标准化,可传递。
【附图说明】
[0044] 图1为本发明的水位测量系统结构示意图;
[0045] 其中,1水位测量装置,2正压恒温器,3负压恒温器,4均密度测量器,5正压集气 器,6负压集气器,7校验门,8压力取样门,9压力变送器,10温度变送器,11差压变送器,12 全程水位表,13温度报警器;
[0046] 图2为水位测量系统的校验方法示意图;
[0047] 图3为全程水位表内CPU的信号传输不意图。
【具体实施方式】
[0048] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0049] 本发明在220t/h高压炉、670t/h超高压炉上现场试验试用了这一汽包水位测量 系统。工作环境温度5-90度。水位测量系统包括水位测量装置1、恒温器、均密度测量器4、 压力取样门8、压力变送器9、温度变送器10、差压变送器11和全程水位表12 ;所述水位测 量装置1与锅炉汽包的汽侧门和水侧门连接,通过恒温器与差压变送器11连接,还通过压 力取样门8与压力变送器9连接;所述恒温器连有均密度测量器4,与温度变送器10连接; 所述压力变送器9、温度变送器10、差压变送器11均与全程水位表12连接。如图1所示。
[0050] 1、水位测量装置为同心圆连体结构,密闭的中空圆柱体容器底部设有与其同轴心 的圆管;圆管内部构成负压室,顶端开口位于圆柱体容器内部,底端探出圆柱体容器;圆柱 体容器内壁与圆管外壁构成正压(参比水)室。圆管部分插入到圆柱体容器内,与圆柱体 容器的连接处在圆柱体容器外部进行焊接,保证正压室内部无焊口。
[0051] 水位测量装置有两个入口、两个出口; 一个入口是圆柱体容器上部设有的入汽口, 通过汽侧管与锅炉汽包的汽侧门连接,汽侧管向正压室倾斜,便于管内的凝结水流向正压 室;另一个入口是圆管下部的入水口,通过水侧管与锅炉汽包的水侧门连接;汽侧门和水 侧门打开时水位测量装置与汽包构成了汽水连通器,能正常的反应汽包内的汽水分界面位 置。
[0052] 圆柱体容器外部刻有满水钢印,钢印与正压室内的圆管顶端同高。正常工作时表 示正压室内圆管外围充满水且负压室内水面低于正压室内水面运行。圆管外部刻有零水位 钢印,零水位钢印与汽包内零水位同高。
[0053] 圆柱体容器下部设有出口,通过S型管与正压恒温器连接。S型管的出口延伸与 S型管的下部拐弯处构成了水平倾斜钢管,向正压恒温器入口倾斜,倾斜度为1:100 ;水平 倾斜管长度约400mm,正压恒温器入口管中心线在圆管外的零水位钢印上方40mm处。采用 S正压管缩小了正压室的高度,正压室内参比水密度热动态迟延减小,提高了正压参比水密 度的变化灵敏度,使得所测得的差压值更加准确。
[0054] 圆管的下部也设有出水口作为负压取样口,通过水平放置的钢管与负压恒温器连 接。该钢管的轴心与水侧管轴心等高。
[0055] 正压室参比水散热面积比加热面积大2. 5倍,可得到稳定的单相液态参比水质, 即正压室参比水不会发生沸腾现象。
z表示假设无圆管时正压室内水的容积,
^表示正压室内圆管所占容积,D和d分别表示正压室内径和负压室外径,L'为正 压室内水柱的高度。
[0056] 正压室回收凝结水连续流入负压室,提高了负压室下部参比水温度。与热套式水 位平衡容器比较缩小了水位测量装置尺寸、重量,减小了金属热容量,改善了热动态迟延特 性,提高了水位测量灵敏度,同时负压室内径得到了扩大,减少了水位波动。取消了热套式 平衡容器加热用下降门和l〇m下降管,根除了下降门开度不同引起汽包水位示值不同的操 作误差。
[0057] 另外,负压室流通截面积与水侧管流通截面积之比等于4,有效抑制了4周/秒的 汽包内水位等幅振荡波,起到了阻尼滤波作用。
[0058] 负压室通径D=clHOmm;水侧管通径d=0 20mm;
[0059]截面比K=itD2/4+itd2/4=D2+d2=①402+①202= 1600+400=4。
[0060] 2、恒温器有两个,均为封闭的中空圆柱体密闭容器,上部设有入口,底部设有出 口;正压恒温器入口通过S正压参比管(S形管)与圆柱体容器正压取样口连接:S正压参 比管出口延伸形成水平倾斜的管,S正压参比管入口与圆柱体容器正压取样口连接,水平倾 斜管的出口与正压恒温器入口连接;正压恒温器出口通过传压管与正压集气器和正压排污 门连接;负压恒温器入口与圆管的负压取样口连接,出口通过另一传压管与负压集气器、负 压排污门连接。
[0061] 3、温度报警器为两只,分别设于恒温器顶部,用于当恒温器内参比水的温度达到 温度高报警的设定值(如80度)时,输出接点信号用于光声报警。
[0062] 4、均密度测量器:正压恒温器出口处所连接的传压管上用喉箍从上至下均匀固定 有四只铂电阻(温度传感器),该传压管在正压恒温器出口的一段为竖直设置。奇数顺序 的两个串联、偶数顺序的两个串联后再并联,铂电阻的串联方向与传压管的竖向平行。当正 压恒温器出口处的管路内上部和下部的水温度不同时,这样均匀分布的铂电阻可以采集不 同位置的水温,并联后所得的阻值所对应的温度值为平均温度值,输入到全程水位表内的 CPU,用于实时计算水位。
[0063] 5、集气器:差压变送器的正、负压侧传压管线最高点加装集气器,实现自动收集空 气。集气器有两个,均为中空密闭容器,上部设有出口,底部设有入口;正压集气器和负压 集气器的入口分别与正压恒温器、负压恒温器连接,并分别通过正压门、负压门与差压变压 器连接;差压变送器的正、负压侧之间连有平衡门;正压集气器和负压集气器的出口分别 连有正压排气门、负压排气门(用于差压变送器在投入前排除管线内空气或维护时排除空 气)。
[0064] 当锅炉上水点火、汽包压力到0. 5Mpa时,系统内的气体通过集气器收集排净,通 过排污门排掉管路内污物,排气、排污后,维护工作结束,可以投入水位表测量水位。
[0065] 6、水位测量装置中圆管的入水口通过水侧管与锅炉汽包的水侧门连接;可以通过 四通连接另外两通接口分别连接压力取样门和校验门。压力取样门和校验门均为截阀。压 力取样门与压力变送器连接,用于直接测量汽包内饱和压力,根除了压力传压管因标高差 引入的水位测量误差;校验门用于停炉检修时或基建中进行水位测量系统校验。
[0066] 7、水位测量系统校验器:在校验门处连接有四通,另外三通接口分别连有加水门、 放水门和玻璃管;玻璃管竖直设置,与注水箱等高。用于进行汽包水位测量系统校验。
[0067] -种用于锅炉汽包的水位测量系统的水位测量方法,具体如下:
[0068] 水位测量系统工作原理如下:
[0069] 水位测量装置与汽包连接成汽、水联通器,把汽包内水面等标高反映到水位测量 装置的负压室内,并与上方正压室固定水面进行水面差压力比较,形成的正压
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