专利名称：汽包水位磁致液位计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型汽包水位磁致液位计，是锅炉汽包水位测量装置。属于锅炉配套产品。
技术背景目前传统的汽包水位模拟量测量仪表均存在一定的问题和缺陷，不能可靠的、全工况的、准确的进行汽包水位测量。具体分析如下在高温高压汽包水位测量中，传统的模拟量水位测量仪表多采用差压测量原理的汽包水位单室平衡容器和汽包水位内装平衡容器。汽包水位单室平衡容器(见图I)其结构是平衡罐(3)为圆柱形、其左侧焊接汽侧取样管(2)，下方焊接正压侧引出管(4);正压侧引出管(4)和汽包(I)的水侧取样管(6)引出的负压侧引出管(5) —起接至差压变送器(7)，差压变送器(7)的输出信号通过电缆(8)连接至二次表(9)。其缺点为①平衡罐(3)内水将沿正压侧引出管(4)向下传热而使正压侧引出管(4)内水温高于环境温度，从而使作为标尺的正压侧引出管(4)和平衡罐(3)中水柱密度存在着较大的不确定性，难以保证测量的准确性。②汽包(I)内水是欠饱和的，其密度存在较大的不确定性，难以保证测量的准确性。③在特定的工况下(启、停炉阶段、带压放水时、锅炉保养时)，作为标尺的正压侧引出管(4)和平衡罐(3)中的水柱不能正确、及时地形成，对测量产生影响。④连接到差压变送器的正压侧引出管(4)和负压侧引出管，由于管路堵塞、泄露及环境影响等不确定因素，常常造成测量的不准确。汽包水位内装平衡容器(见图2)其结构是冷凝罐(4)为圆柱形其右侧焊接备用正压侧引出管(5);左侧焊接汽侧取样管(3)，在汽包(I)内与冷凝水引入管(2)连接后，将冷凝水送至汽包内的平衡容器￠)，形成的正压侧引出管(9)和负压侧引出管(8)均通过汽包水侧取样管(7)引出至差压变送器(10)，差压变送器(10)的输出信号通过电缆(11)连接至二次表(12)。其缺点为①在特定的工况下(启、停炉阶段、带压放水时、锅炉保养时)，作为标尺的平衡容器(6)和正压侧引出管(9)中的水柱不能正确、及时地形成，对测量产生影响。②同时，正压侧引出管(9)和负压侧引出管(8)，由于管路堵塞、泄露及环境影响等不确定因素，常常造成测量的不准确。此外，现有其他的汽包水位模拟量仪表，如电容式液位计、射线液位计、磁致液位计等也均存在测量误差大、稳定性差、维护量大等问题，应用效果均不理想。具体分析如下传统的电容式液位计，(见图3)，汽包(I)和测量筒(5)通过汽侧取样管(2)和水侧取样管(7)连通，测量筒内电容传感器(6)通过连接法兰(4)与变送器(3)连接。缺点为①电容传感器(6)易结垢，对测量结果将产生较大误差。②属于连通管式水位计，由于散热导致测量筒体内水的温度低于汽包内水的温度，从而产生较大的测量误差。传统的射线液位计(见图4)，汽包(I)和测量筒(5)通过汽侧取样管(2)和水侧取样管(7)连通，测量筒内射线测量探头(6)通过连接法兰(4)与变送器(3)连接。其缺点为①由于射线测量探头(6)需要采用辐射源，不适宜安装和应用在工业现场。②传统的射线液位计属于连通管式水位计，由于散热导致测量筒体内水的温度低于汽包内水的温度，从而产生较大的测量误差。传统的磁致液位计(见图5)，汽包(I)和测量筒(5)通过汽侧取样管(2)和水侧取样管(7)连通，波导管传感器(6)通过连接法兰(4)与变送器(3)连接，磁性浮子(8)安装在波导管传感器上。其缺点为①磁性浮子(8)在高温条件下工作时易消磁；②传统的磁致液位计属于连通管式水位计，由于散热导致测量筒体内水的温度低于汽包内水的温度，从而产生较大的测量误差。综上所述，有必要研究出一种可应用于汽包高温、高压条件下的；全工况可投入的；准确、稳定、可靠的；可提供水位模拟量信号用于汽包水位调节和保护的新型汽包水位磁致液位计。
发明内容为了克服现有水位计存在的缺点，本实用新型的目的是提供一种可应用于汽包高温、高压条件下的；蒸汽伴热的；避免磁性部件高温消磁的；采用密度补偿公式提高测量精度的；全工况可投入的；准确、稳定、可靠的；可提供水位模拟量信号用于汽包水位调节和保护的汽包水位磁致液位计。本实用新型是通过以下技术方案实现的(如图(6)所示)由汽包(I)、汽侧取样管(2)、外筒体(3)、冷凝水导流槽(4)、冷凝室(5)、上部止推弹簧￠)、内筒体(7)、蒸汽伴热室(8)、浮子(9)、下部止推弹簧(10)、就地显示部分(11)、电缆(12)、汽包压力测量仪表管(13)、二次表(14)、水侧取样管(15)、下降管(16)、伴热管路(17)、变径(18)、检修法兰
(19)、连接杆(20)、磁性部件(21)、磁性部件筒体(22)、波导管(23)、变送器(24)、隔热层
(25)、排污管路(26)、电缆(27)、电缆(28)、汽包压力变送器(29)、取样器(30)组成，其特征是部分测量筒采用双层结构，分为内筒体(7)和外筒体(3)，内筒体(7)和外筒体(3)的上部均通过汽侧取样管⑵和汽包⑴的汽侧相连接，内筒体(7)下部通过水侧取样管
(15)和汽包水侧相连接，并在汽包内水侧取样点加装取样器(30)，外筒体(3)的下部通过伴热管路(17)同下降管(16)相连接，内筒体(7)和外筒体(3)之间的空间形成蒸汽伴热室(8)，内筒体(7)的顶部空间形成相应的冷凝室(5)，冷凝室(5)底部通过冷凝水导流槽
(4)和内筒体(7)的顶部相连接，内筒体(7)内安装上部止推弹簧￠)，下部止推弹簧(10)，浮子(9)置于内筒体(7)内，通过连接杆(20)和磁性部件(21)连接，磁性部件筒体(22)位于与内筒体(7)的下部，通过检修法兰(19)和变径(18)与内筒体(7)连接，磁性部件筒体(22)的底部设有排污管路(26)，磁性部件筒体(22)外部的隔热层(25)外安装波导管
(23)，与磁性部件筒体(22)底部的变送器(24)相连接，磁致变送器(24)、汽包压力变送器
(29)、就地显示部分(11)均通过电缆(12)、电缆(27)、电缆(28)连接至二次表(14)，汽包压力变送器(29)通过汽包压力测量仪表管(13)与汽包(I)连接。图(7)为本实用新型的另一种实施方式，磁性部件筒体(22)和磁性部件(21)位于内筒体(7)的上部，磁致变送器
(24)远离筒体安装。本实用新型的有益效果是I、本实用新型图6结构中，浮子(9)通过连接杆(20)和磁性部件(21)连接。测量筒的磁性部件筒体(22)和测量筒内筒体(7)通过检修法兰(19)和变径(18)相连接。下部筒体内部的水温度较低，有益于避免磁性部件(21)高温消磁。2、本实用新型图6结构中，磁性部件筒体(22)外部的隔热层(25)外安装波导管
(23)，与磁性部件筒体(22)底部的磁致变送器(24)相连接，有益于筒体外部电子设备的工作；本实用新型图7结构中，磁性部件筒体(22)的外部的隔热层(25)外安装波导管(23)，磁致变送器(24)远离筒体安装，有益于筒体外部电子设备的工作。3、本实用新型建立相应的补偿公式h = f (P) X H其中——P为汽包压力； ——f (P)为汽包压力的单值函数；—H为传感器测得的水位值；-h为补偿计算后的汽包水位值。对不同工况下的测量值进行补偿计算，有益于提高系统的测量精度。4、本实用新型筒体蒸汽伴热室(8)可对内筒体(7)内的测量水样进行伴热，有益于提闻仪表的测量精度。5、本实用新型冷凝室(5)不断形成的冷凝水对内筒体(7)内的测量水样进行置换，有益于提高测量筒内的水质，减少筒体内的结垢。
图I :汽包水位单室平衡容器结构示意图。图2 :汽包水位内装平衡容器结构示意图图3 :电容式液位计结构示意图。图4 :射线液位计结构示意图。图5 :磁致液位计结构示意图。图6 :本实用新型的结构示意图。图7 :本实用新型的另一种实施方式结构示意图。图6，图7中1.汽包，2.汽侧取样管，3.外筒体，4.冷凝水导流槽，5.冷凝室，
6.上部止推弹簧，7.内筒体，8.蒸汽伴热室、9.浮子，10.下部止推弹簧，11.就地显示部分，12.电缆，13.汽包压力测量仪表管，14. 二次表，15.水侧取样管，16.下降管，17.伴热管路，18.变径，19.检修法兰，20.连接杆，21.磁性部件，22.磁性部件筒体，23.波导管，24.磁致变送器，25.隔热层，26.排污管路，27.电缆，28.电缆，29.汽包压力变送器，30.取样器。
具体实施方式
如图6所示，因为汽包内炉水为高温高压状态，为保证测量水样的温度和汽包内的炉水温度基本一致，减小误差，部分筒体采用了双层结构，分为内筒体(7)和外筒体(3)；内筒体(7)通过汽侧取样管(2)和水侧取样管(15)和汽包(I)相连接，利用连通器原理在内筒体(7)内部形成测量水样；并在汽包内水侧取样点加装取样器(30)，减小取样过程中的干扰；外筒体⑶的上部均通过汽侧取样管⑵和汽包⑴的汽侧相连接，外筒体⑶的下部通过伴热管路(17)同下降管(16)相连通，内筒体(7)和外筒体(3)之间的空间形成蒸汽伴热室(8);这样在机组运行时，由于散热，伴热管路(17)内的水温度要低于下降管内的炉水温度，在保证伴热管路(17)的垂直长度情况下，根据连通器原理，可使得伴热管路
(17)内的液面低于蒸汽伴热室(8)，使得蒸汽伴热室(8)内充满饱和蒸汽，对内筒体(7)内的测量水样进行蒸汽伴热。使得全工况下内筒体(7)内的测量水样温度与汽包内水的温度基本一致，且不受环境条件变化的影响，测量准确可靠。同时，内筒体(7)通过汽侧取样管(2)和水侧取样管(15)和汽包⑴相连接，内筒体(7)的顶部空间形成相应的冷凝室(5);冷凝室(5)底部通过冷凝水导流槽(4)和内筒体(7)的顶部相连接；使得冷凝室(5)不断形成的冷凝水沿着冷凝水导流槽(4)流入内筒体(7)，对内筒体(7)中的测量水样进行置换，保证了测量水样的水质较好，不易结垢。此外，内筒体(7)内安装上部止推弹簧出)，下部止推弹簧(10)，可有效避免浮子卡涩。浮子(9)置于内筒体(7)内，通过连接杆(20)和磁性部件(21)连接。由于工况不同，测量水样的密度不同，浮子在水中悬浮的体积不同，采用相应的密度补偿计算公式，可 提高测量精度。密度补偿公式如下h = f (P) X H其中——P为汽包压力；——f (P)为汽包压力的单值函数；—H为传感器测得的水位值；-h为补偿计算后的汽包水位值。测量筒的磁性部件筒体(22)和测量筒内筒体(7)通过检修法兰(19)和变径(18)相连接，磁性部件筒体(22)的底部设有排污管路(26);工作时，磁性部件筒体(22)内的水不流动，水温度较低，有效解决了磁性部件高温易消磁的问题，提高了磁性部件的使用寿命；同时下部筒体的外部设有隔热层(25)，降低了外部安装的波导管(23)，磁致变送器
(24)的工作温度。图7为本实用新型的另一种实现方式。该方式中，磁性部件筒体(22)和磁性部件
(21)位于内筒体(7)的上部。但该方式不能解决磁性部件(21)的高温消磁问题。
权利要求1.一种汽包水位磁致液位计，由汽包(I)、汽侧取样管(2)、外筒体(3)、冷凝水导流槽(4)、冷凝室(5)、上部止推弹簧￠)、内筒体(7)、蒸汽伴热室(8)、浮子(9)、下部止推弹簧(10)、就地显示部分(11)、电缆(12)、汽包压力测量仪表管(13)、二次表(14)、水侧取样管(15)、下降管(16)、伴热管路(17)、变径(18)、检修法兰(19)、连接杆(20)、磁性部件(21)、磁性部件筒体(22)、波导管(23)、磁致变送器(24)、隔热层(25)、排污管路(26)、电缆(27)、电缆(28)、汽包压力变送器(29)、取样器(30)组成，其特征是部分测量筒为双层结构，分为内筒体(X)和外筒体(3)，内筒体(7)和外筒体(3)的上部均通过汽侧取样管(2)和汽包⑴的汽侧相连接，内筒体(7)下部通过水侧取样管(15)和汽包水侧相连接，外筒体(3)的下部通过伴热管路(17)同下降管(16)相连接，内筒体(7)和外筒体(3)之间的空间形成蒸汽伴热室(8)，内筒体(7)的顶部空间形成相应的冷凝室(5)，冷凝室(5)底部通过冷凝水导流槽(4)和内筒体(7)的顶部相连接，内筒体(7)内安装上部止推弹簧(6)，下部止推弹簧(10)，浮子(9)置于内筒体(7)内，通过连接杆(20)和磁性部件(21)连接，磁性部件筒体(22)位于与内筒体(7)的下部，通过检修法兰(19)和变径(18)与内筒体(7)连接，磁性部件筒体(22)的底部设有排污管路(26)，磁性部件筒体(22)外部的隔热层(25)外安装波导管(23)，与磁性部件筒体(22)底部的磁致变送器(24)相连接，磁致变送器(24)、汽包压力变送器(29)、就地显示部分(11)均通过电缆(12)、电缆(27)、电缆(28)连接至二次表(14)，汽包压力变送器(29)通过汽包压力测量仪表管(13)与汽包(I)连接。
2.根据权利要求I所述的汽包水位磁致液位计，其特征是其另一种实现方式为磁性部件筒体(22)和磁性部件(21)位于内筒体(7)的上部。
专利摘要本实用新型公开了一种汽包水位磁致液位计，是锅炉汽包水位测量装置。属于锅炉配套产品。其特征是磁性部件筒体内水温度较低，有效地解决了磁性部件高温消磁的问题；电子测量部件处于磁性部件筒体保温层的外部，降低了电子部件的工作环境温度；筒体可形成蒸汽伴热室，对筒体内和汽包连通的测量水样进行伴热，提高水样温度，减小散热引起的误差；筒体可形成冷凝室，产生凝结水对筒内与汽包连通的测量水样进行置换，实现筒内水质自优化，减小结垢，提高仪表稳定性和可靠性；同时将汽包压力信号引入二次表，采用相应的密度补偿计算公式，对测量的结果进行补偿，减小了随温度变化，水密度发生变化所引起的测量误差。
文档编号G01F23/62GK202599481SQ20122003933
公开日2012年12月12日 申请日期2012年2月2日 优先权日2012年1月8日
发明者刘吉川, 于胜利, 韩东 申请人:秦皇岛华电测控设备有限公司