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智能电容式液位计在蒸汽锅炉中的应用

作时间:2016-05-10 10:22:15  来源:河钢宣钢设备能源部检修车间  作者:闫海峰
   

摘 要:在锅炉生产过程中,选择可靠性较强的测量仪表至关重要。智能电容器仪表适用于多种环境的液位测量,包括强腐蚀液体、高温液体、易结晶液体等,所以实用性较强。本文主要对智能电容式液位计在蒸汽锅炉中的应用进行分析,提出了一些建议。

1 汽包液位测量仪表在蒸汽锅炉中的应用分析
  锅炉生产是一个复杂的过程,其中涉及到多种环节,而且整个生产过程存在着一定的安全隐患,所以采取一定的保护措施至关重要。在锅炉生产蒸汽的过程中,主要对水进行加热,之后产生蒸汽,当蒸汽的温度以及压力达到一定程度后,将其输送至蒸汽管网中。在实际情况中,如果直接在锅炉中添加冷水,将会增加蒸汽的生产时间,所以为了更好地提高生产效率,主要在一级省煤器以及二级省煤器中对冷水进行处理,之后将其输送至汽包以及水冷壁中。对汽包中输出的蒸汽进行处理时,一般不能直接输送至蒸汽管网中,为了保障蒸汽效果,需通过一级过热器、二级过热器以及减温器进行调整,之后才能将蒸汽输送至蒸汽管网中。蒸汽中水汽分离过程主要在汽包中完成,蒸汽会从汽包上部分输出,在实际情况中,蒸汽中所含有的水量须维持在1/2 左右。在汽包中,液体表面并非呈现出静止状态,具有一定的复杂性,由于蒸汽和水混合,而且内部存在着一定压力,所以液面主要处于沸腾状态。因此,在这种情况下,对液位进行准确测量存在着较大困难。

        在蒸汽锅炉生产过程中,汽包液位稳定性与锅炉生产相应设备的安全运作有着紧密联系,而且汽包液位情况也能体现出锅炉汽水体系中物质的平衡关系,因此,准确把握汽包液位情况有着重要作用。在实际生产过程中,一般需配置多种液位测量装置,确保汽包液位的准确测量,以维持锅炉生产的安全性。在锅炉生产中,相关生产条例中有着严格的规定,对汽包液位进行了明确要求,规定了液位相应的波动范围,所以必须对液位进行有效控制。液位必须处于稳定状态,能满足锅炉生产要求,液位过高或者液位过低都会对锅炉生产的安全性造成重大影响。当汽包液位过高时,蒸汽中汽水分离过程就会受到较大影响,会导致饱和蒸汽的湿度不断提高,进而对汽轮机以及过热器的正常运作造成影响,出现设备结垢现象,并产生过热器爆管问题,降低机组的整体热效率。如果液位超出一定警戒值,很可能出现一些安全事故,最终给锅炉生产带来不利。当汽包液位过低时,锅炉的水循环体系就可能遭到破坏,并导致水冷壁出现过热问题,进而产生爆管现象,造成多种安全隐患。因此,合理应用汽包液位测量仪表对锅炉汽包液位进行测量有着重要作用,以往的汽包液位测量仪表虽然能够起到一定的测量作用,但是测量结果准确性不高,容易产生多种问题,所以技术人员可以用智能电容式液位计进行测量,能够取得较好效果。

2 智能电容式液位计在锅炉中的应用分析
  智能电容式液位计主要由三部分构成,包括电容探极、测量筒以及电容变送器。在测量筒方面,主要由不锈钢构成,具有一定的坚固性和简洁性,保温效果较好,在这些特性作用下,汽包中水的温度和压力就能与测量筒中取样水的温度和压力保持一致,这样能够较好保障测量参数的准确性。一般情况下,会在测量筒中心线位置设置相应的不锈钢棒,形成电容器的正负极。在实际应用中,需在中心探极处设置陶瓷绝缘保护套,确保电容器的两极处于绝缘状态,这样才能更好承受高温以及高压影响。
  如图1,显示的是智能电容式液位计测量原理图。从图中可知,电容器主要由两个绝缘导体构成,中间主要为被测液体。根据相应表达式可知,电容器中电容的大小和介电常数为正比关系,和两极正对面积为正比关系,和两极间距离为反比关系。在实际情况中,在形成探极后,两极间的距离较为稳定,可以作为定值,两极正对面积中底边长处于固定状态,在这种情况下,可以将各种定值作为介电常数中的比例系数,在这种情况下,可知电容和高度也为正比关系。在实际情况中,当介电常数维持稳定时,可以通过一定公式计算出电容式液位的测量值,如下:

智能电容式液位计测量原理图

在公式中,h 测指的是仪表测量的液位值;C 测量指的是电容器所测电容值;C 标空指的是标空定值;C 标满指的是标满定值;H 标高指的是探极长度。在实际情况中,当锅炉在运作时,汽包会承受较高的温度和压力,在这种情况下,介质介电常数很多容易发生变化,如果采用以往的电容式测量法进行操作,由于只适用于介电系数稳定的情况,所以难以保障测量的准确性。因此,可以采用具有液位测量自动补偿性能的智能电容式液位计进行测量操作。在实际情况中,这种智能电容式液位计测量筒中存在着三段同轴金属棒,并将其作为带电级,而轴套筒则可用作共用地极。在这种情况下,测量筒中共存在三个电容,其中一个探极为测量探极,另外两个探极对测量探极进行空值修正和满值修正,这样能较好保障测量出的汽包水位值具有一定的准确性。
因此,通过智能电容式液位计可以在多种环境下对汽包液位进行准确测量,以维持锅炉安全运作。

3 结束语
  在蒸汽锅炉生产过程中,汽包液位的稳定性与锅炉生产的安全性有着紧密联系,在这种情况下,对汽包液位进行测量有着重要作用。技术人员可以选择智能电容式液位计对汽包液位进行测量,以维持锅炉生产的正常运作。

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