1、汽包水位测量及仪表汽包水位测量及仪表水位保护的重要性（汽包锅炉）水位保护的重要性（汽包锅炉） 汽包是汽水的分界处。汽包是汽水的分界处。 汽包水位是锅炉运行是否正常的重要标汽包水位是锅炉运行是否正常的重要标志之一。志之一。 准确测量和控制汽包水位在规定的范围准确测量和控制汽包水位在规定的范围之内是保证锅炉安全运行的必要条件。之内是保证锅炉安全运行的必要条件。 水位过高：水位过高： 将破坏汽水分离效果，使饱和蒸汽湿度将破坏汽水分离效果，使饱和蒸汽湿度增大，含盐量加大，造成过热器受热面及汽增大，含盐量加大，造成过热器受热面及汽轮机通流部分结垢；严重时会造成过热器和轮机通流部分结垢；严重时会造成过热器
2、和再热器超温爆管，蒸汽带水及汽轮机水冲击再热器超温爆管，蒸汽带水及汽轮机水冲击等破坏事故。等破坏事故。 水位过低：水位过低： 锅炉水循环将遭破坏，水冷壁安全受到锅炉水循环将遭破坏，水冷壁安全受到威胁。威胁。 以以300MW300MW自然循环汽包锅炉为例，其锅筒内自然循环汽包锅炉为例，其锅筒内径一般为径一般为1775mm1775mm左右，锅炉正常运行中要求左右，锅炉正常运行中要求维持正常水位在维持正常水位在50mm50mm以内，当水位超出以内，当水位超出0 050mm50mm时发出报警时发出报警值；当水位超出或达值；当水位超出或达到到150mm150mm发出报警发出报警值。值。 因此，电站锅炉水
3、位计应保证锅炉参数变化因此，电站锅炉水位计应保证锅炉参数变化时能够准确反映水位，并可实现远距离测量。时能够准确反映水位，并可实现远距离测量。测量汽包实际水位，涉及问题较多：测量汽包实际水位，涉及问题较多： 汽包水位很不稳定，总是上下波动；汽包水位很不稳定，总是上下波动； 汽水界面不明显（水侧含汽泡，汽侧含水汽水界面不明显（水侧含汽泡，汽侧含水滴）；滴）； 沿汽包横向及轴向各处水位不一致；沿汽包横向及轴向各处水位不一致； 锅炉负荷突然变化会造成虚假水位。锅炉负荷突然变化会造成虚假水位。加热器水位加热器水位 水位过高，会降低经济性。当水位不正水位过高，会降低经济性。当水位不正常升高时，有可能是加热
4、器管子破裂。常升高时，有可能是加热器管子破裂。而加热器水位过低，蒸汽将由疏水管流而加热器水位过低，蒸汽将由疏水管流出。本级的高温高压疏水将排挤下一级出。本级的高温高压疏水将排挤下一级加热器的部分抽汽，造成整个机组的回加热器的部分抽汽，造成整个机组的回热经济性下降，另高速汽流冲刷疏水管热经济性下降，另高速汽流冲刷疏水管还会加速管道损坏。还会加速管道损坏。除氧器水位除氧器水位 水位过高将引起溢流管大量跑水，若溢水位过高将引起溢流管大量跑水，若溢流不及，会造成除氧头振动；水位过低，流不及，会造成除氧头振动；水位过低，会引起给水泵汽化。会引起给水泵汽化。锅炉汽机发电机机低加高加凝汽器机除氧器凝泵给泵煤
5、粉空气凝汽器水位凝汽器水位 水位过高时，凝结水将淹没部分凝汽器水位过高时，凝结水将淹没部分凝汽器铜管，从而造成凝汽器真空值下降。水铜管，从而造成凝汽器真空值下降。水位过低，会引起凝结水泵入口压力降低位过低，会引起凝结水泵入口压力降低造成泵汽化造成泵汽化。汽包水位的测量汽包水位的测量 汽包水位过高会造成蒸汽带水，使蒸汽汽包水位过高会造成蒸汽带水，使蒸汽品质恶化，轻则使管道和汽轮机结垢加品质恶化，轻则使管道和汽轮机结垢加重，降低效率，重则使机组发生严重事重，降低效率，重则使机组发生严重事故。水位过低会破坏锅炉水循环，使水故。水位过低会破坏锅炉水循环，使水冷壁局部过热甚至发生爆管。冷壁局部过热甚至发
6、生爆管。 水位计种类水位计种类云母水位计云母水位计 双色水位计双色水位计 差压式水位计差压式水位计 电接点水位计电接点水位计 补充：液位计的类型补充：液位计的类型 直读式：如玻璃管液位计、玻璃板液位计直读式：如玻璃管液位计、玻璃板液位计 直读直读 浮力式：如浮球式液位计浮力式：如浮球式液位计 直读直读 静压式：如差压式液位计静压式：如差压式液位计 连续测量、调节连续测量、调节 电磁式：如电接点液位计电磁式：如电接点液位计 导电液体、断续信号导电液体、断续信号 电容式液位计电容式液位计 连续测量连续测量 超声波液位计超声波液位计 非接触式液位测量仪、连续测量非接触式液位测量仪、连续测量 辐射式液
7、位计辐射式液位计 非接触式液位测量仪、连续测量非接触式液位测量仪、连续测量第一节 云母水位计和双色水位计云母水位计是玻璃水位计的一种，属于直云母水位计是玻璃水位计的一种，属于直读式读式 液位计。液位计。 云母水位计主要用于高压锅炉汽包水位测云母水位计主要用于高压锅炉汽包水位测量，对于中压或低压锅炉，连通管可采用平量，对于中压或低压锅炉，连通管可采用平板玻璃制造，称为玻璃水位计。板玻璃制造，称为玻璃水位计。 重量水位概念重量水位概念重量水位：重量水位：将水位上、下联管间的测量段上将水位上、下联管间的测量段上的汽水混合物密度，折合成汽包工作压力下的汽水混合物密度，折合成汽包工作压力下饱和水密度时相
8、应的水位，称为重量水位。饱和水密度时相应的水位，称为重量水位。1 1、基本结构、基本结构水位计的上部与汽包水位计的上部与汽包的蒸汽空间相通，水位的蒸汽空间相通，水位计的下部与汽包的饱和计的下部与汽包的饱和水相通，构成一个连通水相通，构成一个连通器。根据连通器原理，器。根据连通器原理，水位计中的水面高度与水位计中的水面高度与汽包水位相同，因此从汽包水位相同，因此从水位计的水面高度便可水位计的水面高度便可看出汽包的水位值。看出汽包的水位值。一、云母水位计一、云母水位计2 2、测量误差、测量误差云母水位计处于汽包外，由于散热，水位计中水云母水位计处于汽包外，由于散热，水位计中水的平均温度低于汽包压力
9、下的饱和水温度。存在测的平均温度低于汽包压力下的饱和水温度。存在测量误差。量误差。 上部水由于蒸汽不断凝结，温度接近饱和温度，上部水由于蒸汽不断凝结，温度接近饱和温度，下部水温度较低。下部水温度较低。 云母水位计中水的平均密度云母水位计中水的平均密度avav和汽包中饱和水和汽包中饱和水的密度的密度w w不同；不同； 云母水位计指示值云母水位计指示值HeHe和汽包重力水位和汽包重力水位H H不同，其不同，其差值：差值： swsaveHH于水由位计向周围空间散热，连通器内水柱温度于水由位计向周围空间散热，连通器内水柱温度低于汽包内的饱和水温度，其密度大于相同压力下低于汽包内的饱和水温度，其密度大于
10、相同压力下的饱和水密度的饱和水密度，因此水位计指示的水位值，比汽，因此水位计指示的水位值，比汽包内实际水位要低包内实际水位要低水位越高，云母水位计指示值越偏离汽包实际水水位越高，云母水位计指示值越偏离汽包实际水位。位。保温效果对测量产生影响。保温效果对测量产生影响。3 3、云母水位计的使用、云母水位计的使用(1)为了保证玻璃管为了保证玻璃管(板板)一旦被打碎时，上、下阀内一旦被打碎时，上、下阀内的小钢球能自动密封，的小钢球能自动密封， 要求介质压力不得小要求介质压力不得小2105Pa(2Kgf/cm2)。 (2)液位计投入使用时，先开启连接液位计上端的阀液位计投入使用时，先开启连接液位计上端的
11、阀门，后开启连接液相的阀门。当设备停止运行时，门，后开启连接液相的阀门。当设备停止运行时，要先停止液位计的使用。要先停止液位计的使用。(3)定期清洗玻璃管定期清洗玻璃管(板板)内外壁污垢，使液位显示清内外壁污垢，使液位显示清晰。晰。 (4)用根据被测介质的压力和温度合理选用液位计，用根据被测介质的压力和温度合理选用液位计，不得把低压产品用在高压设备上。不得把低压产品用在高压设备上。 (5)当以液位指示值来计算大容器内的介质数量时，当以液位指示值来计算大容器内的介质数量时，应考虑到介质温度，压力等影响及容器形状不规则应考虑到介质温度，压力等影响及容器形状不规则而引起的误差。而引起的误差。优点：直
12、接测量水位，使用方便，优点：直接测量水位，使用方便， 在液位测在液位测量中得到广泛应用。量中得到广泛应用。 缺点：只能就地监视，液位信号不能远传和缺点：只能就地监视，液位信号不能远传和记录，而且不适用于粘稠及有深色的液位测记录，而且不适用于粘稠及有深色的液位测量。量。二、双色水位计二、双色水位计是在云母水位计的基础上，利用光学系统是在云母水位计的基础上，利用光学系统改进其显示方式的一种连通式水位计；改进其显示方式的一种连通式水位计； 水和蒸汽对光的折射率不同，使汽水分界水和蒸汽对光的折射率不同，使汽水分界面显示成红、绿两色，即汽柱显红色，水柱面显示成红、绿两色，即汽柱显红色，水柱显绿色，提高了
13、显示清晰度显绿色，提高了显示清晰度。 1 1双色水位计工作原理双色水位计工作原理2 2工业电视监视汽包水位工业电视监视汽包水位 双色水位计可在就地监视水位，还可以采用工业电双色水位计可在就地监视水位，还可以采用工业电视系统远传至控制室进行水位监视。视系统远传至控制室进行水位监视。 3 3、双色水位计的安装、双色水位计的安装 每个水位测量装置都应具有独每个水位测量装置都应具有独立的取样孔立的取样孔 水位测量装置安装时，均应以水位测量装置安装时，均应以汽包同一端的几何中心线为基汽包同一端的几何中心线为基准线准线 就地水位表的零水位线应比汽就地水位表的零水位线应比汽包内的零水位线低，降低的值包内的零
14、水位线低，降低的值取决于汽包工作压力取决于汽包工作压力 4 4、故障分析与处理方法、故障分析与处理方法 第二节 差压水位计压力可用液柱高度来表示；反之，液柱高压力可用液柱高度来表示；反之，液柱高度度(即液位即液位)也可用压力也可用压力(或差压或差压)来表示。来表示。 差压式水位计就是将液位高度变化转换成差压式水位计就是将液位高度变化转换成差压信号来测量水位的。差压信号来测量水位的。 水位信号首先由水位信号首先由水位差压转换容器水位差压转换容器转换转换成差压信号，差压计测出差压值的大小，并成差压信号，差压计测出差压值的大小，并指示出水位的高低。指示出水位的高低。差压式水位计由水位差压转换容器（平
15、差压式水位计由水位差压转换容器（平衡容器）、压力信号导管及差压计组成。衡容器）、压力信号导管及差压计组成。 水位水位- -由差压转换容由差压转换容器器( (又称平衡容器又称平衡容器) )、压力信号导管及差压力信号导管及差压计三部分组成的压计三部分组成的 中间件中间件显示件显示件传感器传感器工作原理工作原理gHgppp) () (L1由式可以看出，水位越高，由式可以看出，水位越高，差压越小，差压越小，两者之间成反比两者之间成反比关系。关系。 如果在正常水位的输出差压为如果在正常水位的输出差压为P P0 0，则水位偏离正常水位所，则水位偏离正常水位所输出差压可表示为：输出差压可表示为：Hgpps)
16、(20差压式水位计准确测量差压式水位计准确测量汽包水位的关键在于水汽包水位的关键在于水位与差压之间的准确转位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平换，这种转换是通过平衡容器来实现的。衡容器来实现的。 正压正压负压负压汽包的上连通管与宽容器相连，引出正压头；汽包的上连通管与宽容器相连，引出正压头； 汽包的下连通管与负压管相连；汽包的下连通管与负压管相连； 由于汽包内的饱和蒸汽在宽容器中不断散热凝结，宽容器由于汽包内的饱和蒸汽在宽容器中不断散热凝结，宽容器 中水面高度是定值。中水面高度是定值。负压管内水位高度随汽包水位负压管内水位高度随汽包水位H而变化。而变化。双室平衡容器结构双室平衡容器结构 当
17、平衡容器结构确定后（当平衡容器结构确定后（L L为已知常数），为已知常数）， 1 2 1 2 ss确定时，正常水位时的差压输出确定时，正常水位时的差压输出P0 P0 就是常数，平衡容就是常数，平衡容器的差压输出器的差压输出P P是汽包水位变化是汽包水位变化H H的单值函数。的单值函数。 水位增高，输出差压减小。水位增高，输出差压减小。 要想保持要想保持P P与与H H成单值线性关系，必须使成单值线性关系，必须使1 2 s1 2 s为为恒定值。恒定值。 1 1 ：正压容器中水的密度：正压容器中水的密度 2 2 ：负压容器中水的密度：负压容器中水的密度 ss：汽包压力下饱和蒸气密度：汽包压力下饱和
18、蒸气密度【例例5-15-1】 已知图已知图5-65-6中双室平衡容器的汽水连通管之间的跨距中双室平衡容器的汽水连通管之间的跨距L=300mmL=300mm，汽包水位分别为，汽包水位分别为H1=100mmH1=100mm，H2=150mmH2=150mm，H3=200mmH3=200mm，饱，饱和水密度和水密度=680.075kg/m3=680.075kg/m3，饱和蒸汽密度，饱和蒸汽密度”=59.086kg/m3=59.086kg/m3，正，正压室中水的密度压室中水的密度=962.83kg/m3=962.83kg/m3，试求此时平衡容器的输出差压为，试求此时平衡容器的输出差压为多少多少? ?
19、解解 按力学原理，当汽包水位在任意值时，平衡容器的输出按力学原理，当汽包水位在任意值时，平衡容器的输出差压为差压为 p=p+ - p-p=p+ - p-由此可得，在不同水位时平衡容器的输出差压分别为由此可得，在不同水位时平衡容器的输出差压分别为 pl=0.3pl=0.3(962.83-59.086)(962.83-59.086)9.81-0.109.81-0.10(680.075-(680.075-59.806)59.806)9.81=2678.7(Pa)9.81=2678.7(Pa) p2=0.3p2=0.3(962.83-59.086)(962.83-59.086)9.81-0.159.8
20、1-0.15(680.075-(680.075-59.806)59.806)9.81=1746.9(Pa)9.81=1746.9(Pa) p3=0.3p3=0.3(962.83-59.086)(962.83-59.086)9.81-0.209.81-0.20(680.075-(680.075-59.806)59.806)9.81=1442.8(Pa)9.81=1442.8(Pa)【例5-1】 解解 在不同水位时平衡容器的输出差压在不同水位时平衡容器的输出差压分别为分别为 H H1 1=100mm=100mm， p p1 1=2678.7(Pa)=2678.7(Pa) H H2 2=150mm=
21、150mm， p p2 2=174=1746 6.9(Pa).9(Pa) H H3 3=200mm=200mm， p p3 3=1442.8(Pa)=1442.8(Pa) 水位越高，差压越小水位越高，差压越小【例5-2】 解 按力学原理，当汽包水位在任意值时，平衡容器的输出差压为 p=p+ - p- 由此可得，在不同水位时平衡容器的输出差压分别为 p1=3231.9(Pa) p2=3121.6(Pa) p3=3027.2(Pa) p3=2678.7(Pa)双室平衡容器实际使用中存在的问题双室平衡容器实际使用中存在的问题 环境温度越低，冷凝水环境温度越低，冷凝水密度越大，差压越大，密度越大，差压
22、越大，指示水位下降，指示带指示水位下降，指示带有负误差。平衡容器温有负误差。平衡容器温度由上往下，不断降低。度由上往下，不断降低。 负误差增加量跟平衡容负误差增加量跟平衡容器尺寸、结构型式有关。器尺寸、结构型式有关。 减小影响减小影响保温保温差压式水位计误差分析差压式水位计误差分析由于由于汽包工作压力变化汽包工作压力变化以及环境以及环境温度变化温度变化都将使都将使密度发生变化，因而产生测量误差。密度变化是产密度发生变化，因而产生测量误差。密度变化是产生水位测量误差的主要原因。生水位测量误差的主要原因。饱和水的状态及饱和蒸汽的状态只取决于压力饱和水的状态及饱和蒸汽的状态只取决于压力（或温度），当
23、压力（或温度）波动时，汽包内饱（或温度），当压力（或温度）波动时，汽包内饱和水及饱和蒸汽的密度也相应发生变化。和水及饱和蒸汽的密度也相应发生变化。散热引起的误差采取散热引起的误差采取对平衡容器及汽水连通管加对平衡容器及汽水连通管加保温保温汽包压力低于额定值时，差压式水位计指示偏低；汽包压力低于额定值时，差压式水位计指示偏低； 误差还与水位、平衡容器结构尺寸有关；误差还与水位、平衡容器结构尺寸有关； 低水位比高水位误差大；低水位比高水位误差大； 在机组启、停或滑压运行时不能使用差压式水位在机组启、停或滑压运行时不能使用差压式水位计。计。平衡容器改进平衡容器改进为了使正压管中水位恒定，加大正压容器
24、的截面为了使正压管中水位恒定，加大正压容器的截面积，并在其上安装凝结水漏盘积，并在其上安装凝结水漏盘 ； 用蒸汽对正压容器加热，接近饱和温度；用蒸汽对正压容器加热，接近饱和温度；在设计平衡容器时，如果能确定恰当的在设计平衡容器时，如果能确定恰当的L L和和l l 值，值，使汽包压力从很小值使汽包压力从很小值( (例如例如0.5MPa)0.5MPa)变至额定工作压变至额定工作压力时，正常水位下平衡容器输出的差压不变，那么力时，正常水位下平衡容器输出的差压不变，那么就可消除差压式水位计的零位漂移。就可消除差压式水位计的零位漂移。平衡容器的改进平衡容器的改进S800mm工作原理工作原理 只要在设计平
25、衡密器时，通过确定适当的只要在设计平衡密器时，通过确定适当的L L和和L L值，可使得值，可使得在汽鼓压力从很小的值在汽鼓压力从很小的值( (例如例如5 5公斤力厘米公斤力厘米) )变到额定工作变到额定工作压力时，正常水位下平衡容器输出的差压压力时，正常水位下平衡容器输出的差压P P。不变。从而。不变。从而消除差压式水位计的零位漂移问题题。消除差压式水位计的零位漂移问题题。汽包水位信号的压力校正汽包水位信号的压力校正 汽包压力与密度差近似为线性关系，利用函汽包压力与密度差近似为线性关系，利用函数发生器将其输出与差压信号进行校正计算，数发生器将其输出与差压信号进行校正计算，可消除可消除s w变化
26、对变化对P的影响，即消除由的影响，即消除由于汽包压力偏离额定值带来的误差。于汽包压力偏离额定值带来的误差。采取的主要措施是对平衡容器及汽水连通采取的主要措施是对平衡容器及汽水连通管加保温及通过设计合理的结构尺寸达到对管加保温及通过设计合理的结构尺寸达到对汽包压力的补偿。通过测取汽包压力，环境汽包压力的补偿。通过测取汽包压力，环境温度及它们对饱和水密度，饱和蒸汽密度，温度及它们对饱和水密度，饱和蒸汽密度，冷凝水密度影响的计算公式可以做到更理想冷凝水密度影响的计算公式可以做到更理想的补偿。的补偿。 第三节 电接点水位计 电接点水位计在水位测量中广泛应用，电接点水位计在水位测量中广泛应用，它采用电信
27、号，便于远传，而且结垢简单、它采用电信号，便于远传，而且结垢简单、迟延小，能够适应锅炉变参数运行，在锅炉迟延小，能够适应锅炉变参数运行，在锅炉启停过程中都能准确地显示汽包水位。启停过程中都能准确地显示汽包水位。 输出信号是不连续的开关信号，一般只输出信号是不连续的开关信号，一般只做水位显示，或在水位越限时进行声光报警，做水位显示，或在水位越限时进行声光报警，不宜用作调节信号不宜用作调节信号优点：优点： 电信号，便于远传指示电信号，便于远传指示 结构简单、迟延小、反应灵敏结构简单、迟延小、反应灵敏 能够适应锅炉变参数运行能够适应锅炉变参数运行 无机械传动部件无机械传动部件 缺点：缺点： 输出的信
28、号是不连续的开关信号输出的信号是不连续的开关信号 电接点失灵故障电接点失灵故障一、工作原理一、工作原理 电接点水位计是利用汽包内汽、水介质电接点水位计是利用汽包内汽、水介质的电阻率相差很大的性质来测量汽包水的电阻率相差很大的性质来测量汽包水位的。位的。 纯水，电阻率纯水，电阻率 10104 4m m 饱和蒸汽，电阻率饱和蒸汽，电阻率 10106 6m m 炉水含盐量大，电阻率约炉水含盐量大，电阻率约1010m m工作原理工作原理由水位容器、电接点和水位显示器等组成。电接由水位容器、电接点和水位显示器等组成。电接点安装在水位容器的金属壁上，电极芯与金属壁绝点安装在水位容器的金属壁上，电极芯与金属
29、壁绝缘，显示器内有氖灯，每一个电接点的中心极芯与缘，显示器内有氖灯，每一个电接点的中心极芯与一个相应氖灯组成一条并联支路。水位容器中，汽一个相应氖灯组成一条并联支路。水位容器中，汽水界面以下的电接点被水淹没，而汽水界面以上的水界面以下的电接点被水淹没，而汽水界面以上的电接点处于饱和蒸汽中。电接点处于饱和蒸汽中。饱和水和饱和蒸汽的导电性能有很大差别，当某饱和水和饱和蒸汽的导电性能有很大差别，当某一电极被淹没在水下时，因水的导电性能好，电极一电极被淹没在水下时，因水的导电性能好，电极芯与水位容器壁相连构成回路，使相应的氖灯燃亮，芯与水位容器壁相连构成回路，使相应的氖灯燃亮，而处于饱和蒸汽中的电接点
30、，由于蒸汽电阻很大，而处于饱和蒸汽中的电接点，由于蒸汽电阻很大，相当于断路，相应的氖灯不亮。相当于断路，相应的氖灯不亮。水位越高，被淹没的电接点多，显示器上燃亮的水位越高，被淹没的电接点多，显示器上燃亮的氖灯数量越多，通过观察显示器上燃亮氖灯的数量，氖灯数量越多，通过观察显示器上燃亮氖灯的数量，即可了解水位的高低即可了解水位的高低电接点是水位计的关键部件，它由电极芯和绝缘电接点是水位计的关键部件，它由电极芯和绝缘材料组成。材料组成。 要求具有良好的耐腐蚀性能及密封性。要求具有良好的耐腐蚀性能及密封性。 目前高压或超高压锅炉上的电接点，常用超纯氧目前高压或超高压锅炉上的电接点，常用超纯氧化铝瓷管
31、作绝缘材料。化铝瓷管作绝缘材料。中、低压锅炉绝缘材料采用聚四氟已烯。中、低压锅炉绝缘材料采用聚四氟已烯。电接点水位计的显示方式很多，常用的有氖灯显电接点水位计的显示方式很多，常用的有氖灯显示、双色显示和数字显示。示、双色显示和数字显示。 电接点的通断信号可以直接由氖灯显示，采用交电接点的通断信号可以直接由氖灯显示，采用交流电源供电。流电源供电。二、水位发送器二、水位发送器 1 1电接点电接点 超纯氧化铝（超纯氧化铝（99.95%99.95%氧化铝）氧化铝） 聚四氟乙烯聚四氟乙烯 2 2水位容器水位容器 0 15 30 50 75 100 150 200 250 300 三、显示仪表三、显示仪表
32、1 1氖灯显示电路氖灯显示电路 2 2双色显示仪表双色显示仪表3 3数字水位计数字水位计电接点水位计测量的误差分析电接点水位计测量的误差分析 1 1水位测量简内水柱温度的影响水位测量简内水柱温度的影响 2 2汽包工作压力的影响汽包工作压力的影响 3 3电接点间距的影响电接点间距的影响 挂水：炉水沿着电接点和筒内壁溅延，导致某挂水：炉水沿着电接点和筒内壁溅延，导致某些汽侧接点的些汽侧接点的“挂水挂水”短路故障。短路故障。 开路：因水质结构、化学腐蚀及汽泡堆堵造成开路：因水质结构、化学腐蚀及汽泡堆堵造成某些水侧接点与测量筒体间某些水侧接点与测量筒体间“开路开路”故障。故障。汽包水位计的安装配置要求
33、：汽包水位计的安装配置要求：汽包锅炉应至少配置两只彼此独立的就地汽包水汽包锅炉应至少配置两只彼此独立的就地汽包水位计和两只远传汽包水位计。水位计的配置应采用位计和两只远传汽包水位计。水位计的配置应采用两种以上工作原理共存的配置方式，以保证在任何两种以上工作原理共存的配置方式，以保证在任何运行工况下锅炉汽包水位的正确监视。运行工况下锅炉汽包水位的正确监视。 取样管应穿过汽包内壁隔层，管口应尽量避开汽取样管应穿过汽包内壁隔层，管口应尽量避开汽包内水汽工况不稳定区（如安全阀排汽口、汽包进包内水汽工况不稳定区（如安全阀排汽口、汽包进水口、下降管口、汽水分离器水槽处等），若不能水口、下降管口、汽水分离器
34、水槽处等），若不能避开时，应在汽包内取样管口加装稳流装置。避开时，应在汽包内取样管口加装稳流装置。 u汽包水位计水侧取样管孔位置应低于锅炉汽包汽包水位计水侧取样管孔位置应低于锅炉汽包水位停炉保护动作值，一般应有足够的裕量。水水位停炉保护动作值，一般应有足够的裕量。水位计、水位平衡容器或变送器与汽包连接的取样位计、水位平衡容器或变送器与汽包连接的取样管，一般应至少有管，一般应至少有1:100的斜度，汽侧取样管应的斜度，汽侧取样管应向上向汽包方向倾斜，水侧取样管应向下向汽包向上向汽包方向倾斜，水侧取样管应向下向汽包方向倾斜。方向倾斜。 u新安装的机组必须核实汽包水位取样孔的位置、新安装的机组必须核
35、实汽包水位取样孔的位置、结构及水位计平衡容器安装尺寸，均符合要求。差结构及水位计平衡容器安装尺寸，均符合要求。差压式水位计严禁采用将汽水取样管引到一个连通容压式水位计严禁采用将汽水取样管引到一个连通容器（平衡容器），再在平衡容器中段引出差压水位器（平衡容器），再在平衡容器中段引出差压水位计的汽水侧取样的方法。计的汽水侧取样的方法。 一、浮力法一、浮力法利用液体浮力原理来测量液位的方法应用广泛。利用液体浮力原理来测量液位的方法应用广泛。通常分为两种类型：通过浮子随液位升降的位移反通常分为两种类型：通过浮子随液位升降的位移反映液位变化的，属于恒浮力式液位仪表；通过液面映液位变化的，属于恒浮力式液位
36、仪表；通过液面升降对浮筒所受浮力的改变反映液位的，属于变浮升降对浮筒所受浮力的改变反映液位的，属于变浮力式液位仪表力式液位仪表。第五节 其他液位测量方法1、浮子式、浮子式 在大型储罐的液位连续测量中，常采用浮子在大型储罐的液位连续测量中，常采用浮子式液位计。其测量范围宽，性能稳定。式液位计。其测量范围宽，性能稳定。 浮子始终漂浮在液面上，浮子位置随液面升浮子始终漂浮在液面上，浮子位置随液面升降而变化，从而把液位测量转化为浮子位移降而变化，从而把液位测量转化为浮子位移的测量的测量 浮球水位控制器液位计根据浮力原理和磁性耦合作用研制而液位计根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。成。UQK浮球液位控制
37、器当被测液位发生变化时，浮球随之升降，当被测液位发生变化时，浮球随之升降，从而使端部磁钢上、下摆动。根据磁钢同性从而使端部磁钢上、下摆动。根据磁钢同性相斥原理，使安装在外壳内的磁钢反向摆动，相斥原理，使安装在外壳内的磁钢反向摆动，动触点在静触点动触点在静触点1-1与与2-2间接通或断开。间接通或断开。2、浮筒（沉筒）法、浮筒（沉筒）法 对某些设备里的液位进行连续测量控制时，对某些设备里的液位进行连续测量控制时，常应用浮筒式液位计。常应用浮筒式液位计。 它是根据浮筒所受浮力的大小与液位成比例它是根据浮筒所受浮力的大小与液位成比例的关系工作的。的关系工作的。 输出为标准的电或气信号。输出为标准的电
38、或气信号。 浮筒的长度决定了测量范围浮筒的长度决定了测量范围 图 845 浮筒式液位计原理图F F弹簧拉力弹簧拉力 W W重力重力 G G液体液体浮力浮力 H H液位高度液位高度 H=0H=0时，时，G=0G=0，F=cx0=WF=cx0=W，c c弹簧弹性系数弹簧弹性系数 H0H0时，浮筒上升时，浮筒上升液位计结构原理 液位计根据浮力原理和磁性液位计根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。耦合作用研制而成。 当被测容器中的液位升降时，当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递补到现场指通过磁耦合传递补到
39、现场指示器，驱动红、白翻柱翻转示器，驱动红、白翻柱翻转180180, ,当液位上升时当液位上升时, ,翻柱翻柱由白色转为红、白界位处为由白色转为红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示。从而实现液位的指示。磁翻柱液位计 UHZ-517UHZ-517系列磁翻柱液位系列磁翻柱液位计最显著的特点是液体计最显著的特点是液体介质与指示器完全隔离，介质与指示器完全隔离，所以在任何情况下都非所以在任何情况下都非常安全、可靠、耐用，常安全、可靠、耐用，而且各种型号的液位计而且各种型号的液位计配上液位报警、控制开配上液位报警、控制开关关 ，可实现液位或界位，可实现液位
40、或界位的上、下限越位报警，的上、下限越位报警，控制或联锁。控制或联锁。二、静压法二、静压法根据液体静压平衡原理工作的。根据液体静压平衡原理工作的。 液体具有静压现象，其静压力的大小是液柱液体具有静压现象，其静压力的大小是液柱高度与液体重度的乘积。高度与液体重度的乘积。当液体密度一定时，通过测出容器底部的静当液体密度一定时，通过测出容器底部的静压力，就可求出容器中液体的高度。压力，就可求出容器中液体的高度。图 848 投入式液位计示意图1支架； 2压阻式差压计； 3背压管。差压式液位计图 847 用差压变送器测液位示意图1密闭容器（图8-4-7 ） 为密闭容器内液面上方气体压力差压与液位的关系三
41、、电容法电容式差压传感器测液位 图 846 电容式差压传感器1杯体； 2定极板； 3测量膜片； 4绝缘体； 5硅油； 6隔离膜片。电容式物位变送器适用于工业企业在生产过程中电容式物位变送器适用于工业企业在生产过程中进行测量和控制生产过程，主要用作类导电与非导进行测量和控制生产过程，主要用作类导电与非导电介质的液体液位或粉粒状固体料位的远距离连续电介质的液体液位或粉粒状固体料位的远距离连续测量和指示。测量和指示。 电容传感器由绝缘电极和装有测量介质的电容传感器由绝缘电极和装有测量介质的圆柱形金属容器组成。当料位上升时，因非圆柱形金属容器组成。当料位上升时，因非导电物料的介电常数明显小于空气的介电
42、常导电物料的介电常数明显小于空气的介电常数，所以电容量随着物料高度的变化而变化。数，所以电容量随着物料高度的变化而变化。 四、超声波法超声波变送器分为一般超声波变送器（无表头）和一体化超超声波变送器分为一般超声波变送器（无表头）和一体化超声波变送器两类，一体化超声波变送器较为常用。声波变送器两类，一体化超声波变送器较为常用。 一体化超声波变更新器由表头（如一体化超声波变更新器由表头（如LCDLCD显示器）和探头两部显示器）和探头两部分组成，这种直接输出分组成，这种直接输出4 420mA20mA信号的变送器是将小型化的敏信号的变送器是将小型化的敏感元件（探头）和电子电路组装在一起，从而使体积更小、重感元件（探头）和电子电路组装在一起，从而使体积更小、重量更轻、价格更便宜。超声波变送器可用于液位。物位的测量量更轻、价格更便宜。超声波变送器可用于液位。物位的测量和开渠、明渠等流量测量，并可用于测量距离。和开渠、明渠等流量测量，并可用于测量距离。图 841 超声波物位计的几种测量原理一、单探头 1、液介式 图8-4-1(a) c为超声波在液体介质中的传播速度。 2、气介式 图8-4-1(c) c为超声波在空气介质中的传播速度。二、双探头 1、液介式 图8-4-1(b) c为超声波在液体介质中的传播速度。 2、气介式 图8-4-1(d) c为超声波在空气介质中的传播速度。习题
