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压力容器培训教材第三章压力容器培训教材第三章一、二、三、四节一、二、三、四节 一、安全门（安全阀）一、安全门（安全阀）二、防爆膜（爆破片）二、防爆膜（爆破片）三、压力表三、压力表 四、液位计四、液位计第一页，共64页。第一节：安全门n安全阀是压力容器上最常用的安全泄压装置。n安全阀主要由阀座、阀瓣、加载机构组成。n安全阀的分类：重锤杠杆式、弹簧式。电厂一般使用弹簧式安全阀。n安全阀的型号规格及主要性能参数：类型代号、连接型式代号、结构型式代号、阀体密封面材料、公称压力数值、阀体材料代号。n安全阀最常见的故障：泄漏、起座后不回座、拒动。n安全阀一般每年至少校验一次。第二页，共64页。第二节：爆破片n爆破片也叫防爆膜、防爆片。是一种断裂型的泄压装置，利用膜片的断裂来泄压，泄压后爆破片不能继续使用，压力容器也被迫停运。n电厂使用防爆膜的地方：汽机低压缸、小汽机汽缸、制粉系统等。n防爆膜的结构型式：主要由一副夹盘和一块很薄的膜片组成。n防爆膜应定期检查、定期更换。第三页，共64页。第三节：压力表第三节：压力表 n现场仪表：现场仪表：压力表压力表n远传仪表：远传仪表：1 1、压力变送器、压力变送器 2 2、差压变送器、差压变送器 3 3、压力开关、压力开关 4 4、差压开关、差压开关第四页，共64页。第一第一一、弹性元件及其特性一、弹性元件及其特性 目前，电厂中用的压力测量元件主要是弹性式目前，电厂中用的压力测量元件主要是弹性式的，弹性元件有金属膜片式（包括膜盒式）、波的，弹性元件有金属膜片式（包括膜盒式）、波纹管式和弹簧管式三类。纹管式和弹簧管式三类。第五页，共64页。n弹弹性性元元件件在在弹弹性性限限度度内内受受压压后后会会产产生生变变形形，变形大小与被测压力成正比关系。变形大小与被测压力成正比关系。n弹性元件特性弹性元件特性 （1 1）弹性特性弹性特性 （2 2）刚度和灵敏度）刚度和灵敏度 （3 3）弹性滞后）弹性滞后 第六页，共64页。二、压力单位二、压力单位 国际单位制中压力单位为国际单位制中压力单位为PaPa，常用压，常用压力单位还有力单位还有MPaMPa、BarBar、PsiPsi、atmatm等。等。1 MPa=110 1 MPa=1106 6PaPa 1 Bar=110 1 Bar=1105 5PaPa 1 Psi=6.89410 1 Psi=6.894103 3PaPa 1 atm=10.1310 1 atm=10.13104 4PaPa第七页，共64页。三、压力检测仪表三、压力检测仪表量程量程的选择的选择n被测压力较稳定：最大工作压力不应超过仪被测压力较稳定：最大工作压力不应超过仪表满量程的表满量程的3/4；n被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力不应超过仪表满量程的不应超过仪表满量程的2/3；n为保证测量准确度：最小工作压力不应低于满为保证测量准确度：最小工作压力不应低于满量程的量程的1/3；n压力开关动作设定点应在开关规定的可调整范围压力开关动作设定点应在开关规定的可调整范围的的1/31/3至至2/32/3以内以内 ；n优先满足最大工作压力条件。优先满足最大工作压力条件。第八页，共64页。四、零点迁移四、零点迁移n正迁移：正迁移：压力变送器或压力开关安装在压力变送器或压力开关安装在取样点的上方时需正迁移。取样点的上方时需正迁移。n负迁移：负迁移：压力变送器或压力开关安装的压力变送器或压力开关安装的取样点下方时需负迁移。取样点下方时需负迁移。第九页，共64页。第二第二 一、工作原理一、工作原理 压力表弹簧管在压力和真空作用下，产生弹压力表弹簧管在压力和真空作用下，产生弹性变形引起管端位移，其位移通过机械传动机性变形引起管端位移，其位移通过机械传动机构进行放大，传递给指示装置，再由指针在刻构进行放大，传递给指示装置，再由指针在刻有法定计量单位的分度盘上指出被测压力或真有法定计量单位的分度盘上指出被测压力或真空量值。空量值。第十页，共64页。二、压力表分类二、压力表分类n按测量精确度，可分为精密压力表、一般压力按测量精确度，可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.10.1、0.160.16、0.250.25、0.40.4级；一般压力表的测量精确级；一般压力表的测量精确度等级分别为度等级分别为1.01.0、1.61.6、2.52.5、4.04.0级。级。n按指示压力的基准不同，分为一般压力表、绝对压按指示压力的基准不同，分为一般压力表、绝对压力表、差压表。力表、差压表。（绝对压力与表压关系：绝对压力（绝对压力与表压关系：绝对压力=表压力表压力+大气压力）大气压力）。n按测量范围，分为真空表、微压表、低压表、按测量范围，分为真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。真空表用于测量小于大气压中压表及高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值。力的压力值。第十一页，共64页。n按使用场合不同，分为普通压力表、按使用场合不同，分为普通压力表、耐震压力表、隔膜压力表。其中，耐震压力表、隔膜压力表。其中，隔膜压力表采用间接测量结构，适隔膜压力表采用间接测量结构，适 用于测量粘度大、易结晶、腐蚀性用于测量粘度大、易结晶、腐蚀性 大、温度较高的液体、气体或颗粒大、温度较高的液体、气体或颗粒 状固体介质的压力。状固体介质的压力。隔膜式压力表隔膜式压力表n电接点压力表，带有控制开关，可实现发讯报警或电接点压力表，带有控制开关，可实现发讯报警或控制功能。控制功能。第十二页，共64页。三、使用中注意事项三、使用中注意事项n在测量范围内在测量范围内,示值误差示值误差,不应大于允许误差不应大于允许误差,（允（允许误差许误差=精度精度量程量程 ）。）。n在测量范围内，回程误差应不大于允许误差绝对在测量范围内，回程误差应不大于允许误差绝对值。值。n轻敲位移，轻敲表壳后轻敲位移，轻敲表壳后,指针示值变动量应不大指针示值变动量应不大允许误差绝对值的允许误差绝对值的1/21/2。第十三页，共64页。第三第三一、结构及工作原理一、结构及工作原理n结构结构 我厂用变送器为我厂用变送器为罗斯蒙特公司生产的罗斯蒙特公司生产的30513051型变送器，其构成主要由传感器、信号放大器、型变送器，其构成主要由传感器、信号放大器、模模-数转换器、微处理器、数数转换器、微处理器、数-模转换器、显示屏模转换器、显示屏等几部分组成。等几部分组成。n工作原理工作原理 30513051变送器是一种电容式压力变送器。变送器是一种电容式压力变送器。被测介质的两个压力通入高、低两压室，作用在被测介质的两个压力通入高、低两压室，作用在元件（即元件（即敏感元件）的两侧隔离膜片上，通过隔敏感元件）的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。如图：器。如图：第十四页，共64页。当两侧压力不一致时，当两侧压力不一致时，使测量膜片产生位移，其使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的电流信成与压力成正比的电流信号输出。压力变送器和绝对压力变送器的工作原号输出。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。大气压或真空。第十五页，共64页。n变送器信号转换过程：变送器信号转换过程：差压差压 位移位移 电容电容 电流电流 放大输出放大输出 测量部分测量部分 转换部分转换部分 第十六页，共64页。n接线方式：接线方式：两线制两线制n工作电源：工作电源：24VDC(24VDC(由控制系统提供）由控制系统提供）n输出：输出：4 420mA 20mA 直流信号直流信号第十七页，共64页。二、3051型变送器的组态型变送器的组态 30513051型变送器常用型变送器常用HARTHART手操器进行组态。手操器进行组态。对常用的变送器功能，列出了快捷键指令序列。对常用的变送器功能，列出了快捷键指令序列。只要在只要在HARTHART菜单中，按下这些快捷键指令序列，菜单中，按下这些快捷键指令序列，即可执行所需要的变送器功能。即可执行所需要的变送器功能。步骤如下：步骤如下：n将将HARTHART手操器的手操器的“+”“+”、“-”“-”表笔，分别挂在变表笔，分别挂在变送器送器“LOOP”“LOOP”回路的回路的“+”“+”、“-”“-”接线端子上；接线端子上；打开手操器电源，选择打开手操器电源，选择“On line”“On line”，使手操器，使手操器处于联机状态，即可以出现联机（处于联机状态，即可以出现联机（OnlineOnline）菜单。）菜单。第十八页，共64页。n常用快捷指令序列：常用快捷指令序列：第十九页，共64页。三、变送器的投退过程三、变送器的投退过程n压力变送器投运：压力变送器投运：1 1 检查一次门、二次门、排污门在关闭位置检查一次门、二次门、排污门在关闭位置 ；2 2 打开排污门、微开一次门进行放气排污；打开排污门、微开一次门进行放气排污；3 3 关闭一次门、排污门；关闭一次门、排污门；4 4 打开一次门，缓慢打开二次门；打开一次门，缓慢打开二次门；5 5 检查有无泄漏现象，若无泄漏，则恢复接线并送检查有无泄漏现象，若无泄漏，则恢复接线并送电。电。第二十页，共64页。n压力变送器的停运压力变送器的停运:1 1 切断电源，拆除信号线、作好标志并用切断电源，拆除信号线、作好标志并用绝缘胶布包好；绝缘胶布包好；2 2 关闭二次门。关闭二次门。3 3 关闭一次门。关闭一次门。4 4 开启排污门。开启排污门。第二十一页，共64页。n 差压变送器的投入差压变送器的投入:1 检查变送器二次门、平衡门和一次门、排污门在检查变送器二次门、平衡门和一次门、排污门在正确位置正确位置:二次门关闭、平衡门打开；一次门关闭、二次门关闭、平衡门打开；一次门关闭、排污门关闭；排污门关闭；2 2 分别打开高低压侧排污门、微开一次门进行排污；分别打开高低压侧排污门、微开一次门进行排污；3 3 关闭高低压侧一次门、排污门；关闭高低压侧一次门、排污门；4 4 分别打开高、低压侧一次门；分别打开高、低压侧一次门；5 5 打开高压侧二次门；打开高压侧二次门；6 6 关闭平衡门；关闭平衡门；7 7 打开低压侧二次门；打开低压侧二次门；8 8 检查有无泄漏现象，若正常则恢复接线。检查有无泄漏现象，若正常则恢复接线。第二十二页，共64页。n 差压变送器停止差压变送器停止:1 1 切断电源，拆除信号线、作好标志并用绝缘胶布切断电源，拆除信号线、作好标志并用绝缘胶布包好；包好；2 2 微开平衡门；微开平衡门；3 3 关闭正压侧二次门；关闭正压侧二次门；4 4 关闭负压侧二次门；关闭负压侧二次门；5 5 全开平衡门；全开平衡门；6 6 分别关闭高、低压侧一次门，开启高、低压侧分别关闭高、低压侧一次门，开启高、低压侧排污门。排污门。第二十三页，共64页。第四第四一一 压力开关压力开关 压力开关是一种借助弹性元件受压后产生压力开关是一种借助弹性元件受压后产生位移以驱动微动开关工作的压力控制仪表。通位移以驱动微动开关工作的压力控制仪表。通常使用于报警或联锁保护系统中。常使用于报警或联锁保护系统中。n 技术规范：技术规范：1 1、控制方式：一位式或二位式。、控制方式：一位式或二位式。2 2、安装要求：压力开关安装时保持膜盒在垂直位、安装要求：压力开关安装时保持膜盒在垂直位置，否则，可能引起检验值的偏差。置，否则，可能引起检验值的偏差。第二十四页，共64页。3 3、触点容量：、触点容量：交流电压等级：交流电压等级：250VAC250VAC、15A15A 直流电压等级：直流电压等级：125VDC125VDC、4A4An切换差：动作值与复位值之间的差值，切换差：动作值与复位值之间的差值，应小于量程的应小于量程的10%10%。n触发类型：上升沿：大于设定点动作；触发类型：上升沿：大于设定点动作；下降沿：小于设定点动作。下降沿：小于设定点动作。第二十五页，共64页。二二 差压开关差压开关 高压侧和低压侧产生的差压作用在差压开关高压侧和低压侧产生的差压作用在差压开关的传感元件的传感元件(活塞、弹簧管或波纹管活塞、弹簧管或波纹管)并产生位并产生位移，然后作用于开关元件上；当达到一定压力移，然后作用于开关元件上；当达到一定压力值时，触到微动开关动作，送出接点信号，进值时，触到微动开关动作，送出接点信号，进行控制或报警。行控制或报警。第二十六页，共64页。第五节：液位计第五节：液位计n n浮力式物位仪表浮力式物位仪表 n n电容式物位仪表电容式物位仪表 n n声波式物位仪表声波式物位仪表n n导波雷达物位计导波雷达物位计n n差压式物位仪表差压式物位仪表第二十七页，共64页。第一n在容器中液体介质的高低叫在容器中液体介质的高低叫液位液位；n容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫料位；料位；n测量液位的仪表叫测量液位的仪表叫液位计液位计，测量料位的仪表叫，测量料位的仪表叫料料位计；位计；n测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表叫测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表叫界面界面计；计；n在物位检测中，有时需要对物位进行连续检测，有在物位检测中，有时需要对物位进行连续检测，有时只需要测量物位是否达到某一特定位置，用于定时只需要测量物位是否达到某一特定位置，用于定点物位测量的仪表称为点物位测量的仪表称为物位开关。物位开关。第二十八页，共64页。n n物位检测的作用：物位检测的作用：物位检测的作用：物位检测的作用：控制、计量、报警等。控制、计量、报警等。n检测方法分类：检测方法分类：n直读式物位表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。直读式物位表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。n差压式物位仪表：利用液柱或物料堆积对某定点产生压力的差压式物位仪表：利用液柱或物料堆积对某定点产生压力的原理而工作。原理而工作。n浮力式物位仪表：利用浮子高度或浮力随液位高度而变化的原浮力式物位仪表：利用浮子高度或浮力随液位高度而变化的原理工作。理工作。n电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一些电量的变化，电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一些电量的变化，如电容。如电容。n声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化就可测知物位。的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化就可测知物位。n。第二十九页，共64页。第二：磁浮子液位计磁浮子液位计工作原理工作原理磁性浮子、浮球式液位计主要磁性浮子、浮球式液位计主要由本体部分、就地指示器、远由本体部分、就地指示器、远传变送器以及上、下限液位报传变送器以及上、下限液位报警器等几部分组成。磁性浮子警器等几部分组成。磁性浮子式液位计通过与工艺容器相连式液位计通过与工艺容器相连的筒体内浮子随液面（或界面）的筒体内浮子随液面（或界面）的上下移动，由浮子内的磁钢的上下移动，由浮子内的磁钢利用磁耦合原理驱动磁性翻板利用磁耦合原理驱动磁性翻板指示器，用红蓝两色（液红气指示器，用红蓝两色（液红气蓝）明显直观地指示出工艺容蓝）明显直观地指示出工艺容器内的液位或界位。器内的液位或界位。第三十页，共64页。第三十一页，共64页。第三：第三：电容式物位计电容式物位计 n基本工作原理基本工作原理 由两个同轴圆柱极板组成的由两个同轴圆柱极板组成的电容器，当两极板之间填充介电容器，当两极板之间填充介电常数为电常数为11的介质时，两极的介质时，两极板间的电容量为：板间的电容量为：当极板之间一部分介质被介电常数为当极板之间一部分介质被介电常数为22的另一种介质的另一种介质填充时，可推导出电容变化量填充时，可推导出电容变化量 当电容器的几何尺寸和介电常数保持不变时，电容变化量就与物当电容器的几何尺寸和介电常数保持不变时，电容变化量就与物位高度位高度H H成正比。成正比。dDLDdLH第三十二页，共64页。n特点和要求特点和要求n电容式物位计可以用于电容式物位计可以用于液位液位的测量，也可以用的测量，也可以用于于料位料位的测量，但的测量，但要求介质的介电常数保持稳要求介质的介电常数保持稳定定。在实际使用过程中，当现场温度、被测液体。在实际使用过程中，当现场温度、被测液体的浓度、固体介质的湿度或成分等发生变化时，的浓度、固体介质的湿度或成分等发生变化时，介质的介电常数也会发生变化，应及时对仪表进介质的介电常数也会发生变化，应及时对仪表进行调整才能达到预想的测量精度。行调整才能达到预想的测量精度。n射频导纳物位计也是依据电容式物位测量原理。射频导纳物位计也是依据电容式物位测量原理。第三十三页，共64页。第四：超声波液位计第四：超声波液位计n工作原理工作原理 超声波液位计利用波在介质中超声波液位计利用波在介质中的传播特性。因此，在容器底部的传播特性。因此，在容器底部或顶部安装超声波发射器和接收或顶部安装超声波发射器和接收器，发射出的超声波在相界面被器，发射出的超声波在相界面被反射。并由接收器接收，测出超反射。并由接收器接收，测出超声波从发射到接收的时间差，便可测出液位高声波从发射到接收的时间差，便可测出液位高低。低。第三十四页，共64页。(a)(a)气介式气介式 (b)(b)液介式液介式 (c)(c)固介式固介式单探头超声波液位计单探头超声波液位计 第三十五页，共64页。由上图看出，超声波传播距离为由上图看出，超声波传播距离为L L，波的传，波的传播速度为播速度为C C，传播时间为，传播时间为t t ，则：，则：L L是与液位有关的量，故测出是与液位有关的量，故测出L L便可知液位，便可知液位，L L的测量一般是用接收到的信号触发门电路对的测量一般是用接收到的信号触发门电路对振荡器的脉冲进行计数来实现。振荡器的脉冲进行计数来实现。第三十六页，共64页。n分类分类n超声波液位计按传声介质不同，可分为超声波液位计按传声介质不同，可分为气介式、液介式和固介式三种；气介式、液介式和固介式三种；n按探头的工作方式可分为自发自收的单按探头的工作方式可分为自发自收的单探头方式和收发分开的双探头方式。相探头方式和收发分开的双探头方式。相互组合可以得到六种液位计的方案。互组合可以得到六种液位计的方案。第三十七页，共64页。n单探头液位计使用一个换能器，由控制电路控单探头液位计使用一个换能器，由控制电路控制它分时交替作发射器与接收器。制它分时交替作发射器与接收器。n双探头式则使用两个换能器分别作发射器和接收双探头式则使用两个换能器分别作发射器和接收器，对于固介式，需要有两根金属棒或金属管分器，对于固介式，需要有两根金属棒或金属管分别作发射波与接收波的传输管道。别作发射波与接收波的传输管道。第三十八页，共64页。第 五：导波雷达液位计导波雷达液位计n导波雷达液（界）位变送器导波雷达液（界）位变送器运用了运用了 TDR TDR（时域反射原理）（时域反射原理）技术，发射的电磁波脉冲沿技术，发射的电磁波脉冲沿着杆或缆传送着杆或缆传送,当遇到比先当遇到比先前传导介质（空气或蒸发汽）前传导介质（空气或蒸发汽）介电常数大的介质表面时，介电常数大的介质表面时，脉冲波被反射回来。用超高脉冲波被反射回来。用超高速计来计算脉冲波的传导时速计来计算脉冲波的传导时间，从而达到精确的液位测间，从而达到精确的液位测量。量。第三十九页，共64页。雷达式液位计示意图雷达式液位计示意图由于由于故故 雷达波由天线发出到接收到雷达波由天线发出到接收到由液面来的反射波的时间由液面来的反射波的时间t t由下由下式确定：式确定：第四十页，共64页。n导波雷达料位计组成导波雷达料位计组成：它主要由发射和接收装置、信号处：它主要由发射和接收装置、信号处理变送器、操作显示面板等几部分组成。理变送器、操作显示面板等几部分组成。n导波雷达料位计特点：导波雷达料位计特点：n适用范围：适用范围：适用于对粘度系数比较小的介质进行接触适用于对粘度系数比较小的介质进行接触连续测量，适用于温度、压力变化大、有惰性气体或连续测量，适用于温度、压力变化大、有惰性气体或蒸汽存在的场合蒸汽存在的场合。n通用性强：可测量液位及料位，可满足不同温度、压力、介通用性强：可测量液位及料位，可满足不同温度、压力、介质的测量要求，最高测量温度可达质的测量要求，最高测量温度可达800800，最大压力可达，最大压力可达5MPa5MPa，并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合。，并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合。n防挂料：独特的电路设计和传感器结构，使其测量可以不受防挂料：独特的电路设计和传感器结构，使其测量可以不受传感器挂料影响，无需定期清洁，避免误测量。传感器挂料影响，无需定期清洁，避免误测量。n抗干扰：接触式测量，抗干扰能力强，可克服蒸汽、泡抗干扰：接触式测量，抗干扰能力强，可克服蒸汽、泡沫及搅拌对测量的影响。沫及搅拌对测量的影响。组成及特点：组成及特点：第四十一页，共64页。第 六：差压液位计差压液位计n原理原理：通过把液位高度变化转变为差压通过把液位高度变化转变为差压变化来测量水位。变化来测量水位。n差压式液位计准确测量水位的关键是水差压式液位计准确测量水位的关键是水位与差压之间的准确转换。对于非静压位与差压之间的准确转换。对于非静压的容器液位测量需引入平衡容器。的容器液位测量需引入平衡容器。n汽包、高低加、除氧器等容器液位测量汽包、高低加、除氧器等容器液位测量均采用了平衡容器。均采用了平衡容器。第四十二页，共64页。第七：第七：汽包水位测量汽包水位测量n双色水位计双色水位计n电接点水位计电接点水位计n差压式水位计差压式水位计第四十三页，共64页。一、双色水位计一、双色水位计第四十四页，共64页。n测量原理测量原理n双色水位计主要由红绿光源、云母片、玻璃棱双色水位计主要由红绿光源、云母片、玻璃棱镜组成，直接通过工业电视将水位显示到控制镜组成，直接通过工业电视将水位显示到控制室。室。n利用光学原理，使水显示为绿色，蒸汽显示为红色利用光学原理，使水显示为绿色，蒸汽显示为红色来指示锅炉内汽包水位变化。来指示锅炉内汽包水位变化。第四十五页，共64页。n优点：优点：直观、可靠、观察距离大，较为清晰，使用直观、可靠、观察距离大，较为清晰，使用不受水质影响。不受水质影响。n缺点：缺点：因为水位计内水的密度大于汽包内介质的因为水位计内水的密度大于汽包内介质的密度所以水位计显示的水位比汽包的水位低，通密度所以水位计显示的水位比汽包的水位低，通常双色水位计作为就地仪表在锅炉启、停时监视常双色水位计作为就地仪表在锅炉启、停时监视汽包水位和正常运行时定期校对其他型式的水位汽包水位和正常运行时定期校对其他型式的水位计。计。第四十六页，共64页。二、电接点水位计二、电接点水位计第四十七页，共64页。n工作原理工作原理n电接点水位计是利用汽包内汽、水介质的电阻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位的。率相差很大的性质来测量汽包水位的。电极芯电极芯与水位计是绝缘的，由于水的电导率大即电阻小，与水位计是绝缘的，由于水的电导率大即电阻小，当水位到达该点时电极芯与水位计外壳接通在二当水位到达该点时电极芯与水位计外壳接通在二次表上的红灯就会变绿。次表上的红灯就会变绿。n纯水，电阻率纯水，电阻率 10 104 4mmn饱和蒸汽，电阻率饱和蒸汽，电阻率 10 106 6mmn炉水含盐量大，电阻率约炉水含盐量大，电阻率约10m10m第四十八页，共64页。n优点：优点：n电信号，便于远传指示电信号，便于远传指示n结构简单、迟延小、反应灵敏结构简单、迟延小、反应灵敏n能够适应锅炉变参数运行能够适应锅炉变参数运行n无机械传动部件无机械传动部件n缺点：缺点：n输出的信号是不连续的开关信号输出的信号是不连续的开关信号n电接点失灵故障电接点失灵故障n电极长期使用后容易损坏，漏气电极长期使用后容易损坏，漏气第四十九页，共64页。n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n1 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 n2 2汽包工作压力的影响汽包工作压力的影响n3 3电接点间距的影响电接点间距的影响n4.4.挂水：炉水沿着电接点和筒内壁溅延，导挂水：炉水沿着电接点和筒内壁溅延，导致某些汽侧接点的致某些汽侧接点的“挂水挂水”短路故障。短路故障。n5.5.开路：因水质结构、化学腐蚀及汽泡堆堵造成某开路：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些水侧接点与测量筒体间“开路开路”故障。故障。第五十页，共64页。三、差压水位计三、差压水位计n工作原理工作原理n差压水位计主要由平衡容器，导压管和压差变送差压水位计主要由平衡容器，导压管和压差变送器组成。器组成。n差压水位计即平衡容器，通过测量变动水位和恒定差压水位计即平衡容器，通过测量变动水位和恒定水位之间的静压差，再通过差压变送器将压差信号水位之间的静压差，再通过差压变送器将压差信号转换为随水位连续变化的电信号送至转换为随水位连续变化的电信号送至DCSDCS，DCSDCS再将再将差压值进行处理后转换为水位值。差压值进行处理后转换为水位值。n水位与差压的关系是水位愈高，差压愈小，水位水位与差压的关系是水位愈高，差压愈小，水位愈低差压愈大。差压式水位计用于稳定参数运行愈低差压愈大。差压式水位计用于稳定参数运行时的水位指示，并且用于给水自动调节及水位保时的水位指示，并且用于给水自动调节及水位保护信号。护信号。第五十一页，共64页。n差压式水位计用于测量锅炉汽包水位差压式水位计用于测量锅炉汽包水位,其平衡容器通常有其平衡容器通常有单室平衡容器单室平衡容器、简单、简单双室平衡容器、蒸汽罩式双室平衡容器双室平衡容器、蒸汽罩式双室平衡容器以及蒸汽罩补偿式平衡容器以及蒸汽罩补偿式平衡容器(即带中间抽即带中间抽头的双室平衡容器头的双室平衡容器)4)4 种。种。第五十二页，共64页。单室平衡容器水位计单室平衡容器水位计第五十三页，共64页。水位计算关系式水位计算关系式nc c 为平衡容器内水密度为平衡容器内水密度,kg/m,kg/m3 3nw w 为汽包内饱和水密度为汽包内饱和水密度,kg/m,kg/m3 3 ns s 为汽包内饱和汽密度为汽包内饱和汽密度,kg/m,kg/m3 3nH H 为汽包水位，为汽包水位，m mnPP差压信号，为差压信号，为P+P+与与P-P-的差值，的差值，kPakPanL L 为水位计量程为水位计量程,m,m第五十四页，共64页。n单室平衡器一般用于测量低温、低压容器的水单室平衡器一般用于测量低温、低压容器的水位位,在用于测量锅炉汽包水位时在用于测量锅炉汽包水位时,由于汽包内由于汽包内的饱和水与平衡容器内的冷凝水温度不同的饱和水与平衡容器内的冷凝水温度不同(即即密度不同密度不同),),会导致测量误差，需要会导致测量误差，需要考虑密度影考虑密度影响的修正值。因此响的修正值。因此要运用水位测量的要运用水位测量的汽压自动校汽压自动校正系统正系统才能实现较准确的测量。才能实现较准确的测量。第五十五页，共64页。汽压自动校正系统汽压自动校正系统第五十六页，共64页。n图中图中f(x1)f(x1)和和f(x2)f(x2)为函数转换器为函数转换器,其输出其输出分别为分别为(c c-s s)和和(w w-s s),),二者能二者能自动跟随汽包压力变化而变化自动跟随汽包压力变化而变化,达到自动达到自动校正汽包压力的目的。校正汽包压力的目的。n由于采用单室平衡容器时由于采用单室平衡容器时c c仍随环境温仍随环境温度变化因此测量度变化因此测量,因此因此,测量上仍有一定测量上仍有一定的测量误差的测量误差,该误差的大小取决于该误差的大小取决于c c 随随环境温度变化的大小。环境温度变化的大小。第五十七页，共64页。造成水位偏差的原因造成水位偏差的原因 n保温不合理。保温不合理。汽包至平衡容器的取样管和平衡容器汽包至平衡容器的取样管和平衡容器的凝结室都进行保温会影响测量结果。正确的方法的凝结室都进行保温会影响测量结果。正确的方法为平衡容器的凝结室应裸露在外，以保证足够稳定为平衡容器的凝结室应裸露在外，以保证足够稳定的参比水柱。的参比水柱。n平衡容器与汽包的平衡容器与汽包的连接管路连接管路应保持一定的斜度，应保持一定的斜度，汽侧取样管应向上倾斜。汽侧取样管应向上倾斜。n环境温度环境温度对水位的影响。水的密度它会随着季节的对水位的影响。水的密度它会随着季节的变化而变化，它的变化将会影响汽包水位测量的准变化而变化，它的变化将会影响汽包水位测量的准确性。确性。n燃烧偏差燃烧偏差造成汽包两端实际水位偏差很大。造成汽包两端实际水位偏差很大。第五十八页，共64页。n平衡容器内无水平衡容器内无水。锅炉启动时由于温度低平衡容器内无。锅炉启动时由于温度低平衡容器内无水可能无法建立参比水柱，通常的解决方法为锅炉上水可能无法建立参比水柱，通常的解决方法为锅炉上水时向平衡容器内罐满水，同时在汽包满水时及时排水时向平衡容器内罐满水，同时在汽包满水时及时排出取样管路中的空气及杂质，使差压水位计的取样管出取样管路中的空气及杂质，使差压水位计的取样管路全部充满清洁的水。路全部充满清洁的水。n虚假水位虚假水位。在实际中，如当蒸汽流量增大。在实际中，如当蒸汽流量增大(负荷增加时负荷增加时)，虽然锅炉的给水量小于蒸发量，但水位不仅不下降，反而虽然锅炉的给水量小于蒸发量，但水位不仅不下降，反而迅速上升；反之，当负荷减小时，水位反而先下降，这就迅速上升；反之，当负荷减小时，水位反而先下降，这就是是“虚假水位虚假水位”现象。原因就是负荷增加现象。原因就是负荷增加(减少减少)时，水面时，水面下汽泡容积增加下汽泡容积增加(减少减少)得很快而造成的。而双色水位计、得很快而造成的。而双色水位计、电极式水位计、差压式水位计都不能克服电极式水位计、差压式水位计都不能克服“虚假水位虚假水位”的的影响。影响。第五十九页，共64页。内置式平衡容器n普通单室平衡容器由于参比水柱受环境温度变化普通单室平衡容器由于参比水柱受环境温度变化影响较大，产生附加差压，且测量筒内水的温度影响较大，产生附加差压，且测量筒内水的温度低于汽包内水温，密度大于汽包内饱和水密度，低于汽包内水温，密度大于汽包内饱和水密度，从而使测量水位低于实际水位，因此在实际应用从而使测量水位低于实际水位，因此在实际应用中易产生难以确定的测量误差。中易产生难以确定的测量误差。n内置式平衡容器：内置式平衡容器：将平衡容器置于汽包内，将平衡容器置于汽包内，使其水使其水容器和参比水柱永远处于饱和环境下，容器和参比水柱永远处于饱和环境下，它它克服克服了参比水柱水温难以测量的不足，了参比水柱水温难以测量的不足，克服了环境温度克服了环境温度对单室平衡容器及参比水柱内水密度的影响，使对单室平衡容器及参比水柱内水密度的影响，使信号更稳定，测量的附加误差更小，补偿公式更信号更稳定，测量的附加误差更小，补偿公式更简单，结果更准确简单，结果更准确。第六十页，共64页。内置式平衡容器测量结构图内置式平衡容器测量结构图第六十一页，共64页。水位计算公式水位计算公式由于参比水与汽包内的水是处于相同温度和由于参比水与汽包内的水是处于相同温度和相同压力下的饱和水，相同压力下的饱和水，w w=c c，因此内置式，因此内置式平衡容器水位公式为：平衡容器水位公式为：第六十二页，共64页。汽压校正汽压校正第六十三页，共64页。n通常零水位定在汽包的中间位置，假设零通常零水位定在汽包的中间位置，假设零点定在离水侧取样口点定在离水侧取样口H H0 0米处，则汽包水位米处，则汽包水位公式为：公式为：nw w 为汽包内饱和水密度为汽包内饱和水密度,kg/m,kg/m3 3 ns s 为汽包内饱和汽密度为汽包内饱和汽密度,kg/m,kg/m3 3nH H 为汽包水位，为汽包水位，m mnPP差压信号，为差压信号，为P+P+与与P-P-的差值，的差值，kPakPanL L 为水位计量程为水位计量程,m ,m 第六十四页，共64页。