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《汽包水位測量問題》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、差壓式水位表是利用比較水柱高度差值的原理來測量汽包水位的，測量時(shí)將汽包水位對應(yīng)的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)作為參比的平衡容器中保持不變水位對應(yīng)的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)進(jìn)行比較，比較的基準(zhǔn)點(diǎn)是水位表水側(cè)取樣孔的中心線，由于參比水柱的高度是保持不變的，測得的壓差就可以直接反映出汽包中的水位。參比水柱的高度就是平衡容器內(nèi)的水平面到水位表水側(cè)取樣孔的中心線。在平衡容器安裝完以后，參比水柱的高度就是一個(gè)定值，而用來測量差壓的差壓變送器的量程也應(yīng)等于參比水柱的高度。平衡容器一般采用單室型，是一個(gè)球型容器，容器側(cè)面水平引出一個(gè)管口接到汽包上的汽側(cè)取樣管，容器底部直接引出一個(gè)管口接到
2、差壓變送器的負(fù)壓側(cè)，進(jìn)入容器的飽和蒸汽不斷凝結(jié)成水，多余的凝結(jié)水沿取樣管流回汽包。因此在汽側(cè)取樣管在安裝時(shí)應(yīng)保持1：50的斜率向汽包側(cè)傾斜。為了避免汽包水位變化時(shí)，平衡容器內(nèi)的水位變化，容器內(nèi)的水面積原則上越大越好，對于現(xiàn)代化的差壓變送器，由于測量元件膜片的位移很小不會(huì)引起容器內(nèi)的水量較大變化，因此在一般情況下，平衡容器內(nèi)的水面面積在100cm2以內(nèi)就已經(jīng)能完全保證汽包水位測量的準(zhǔn)確性。ΔP×103=H·ρa(bǔ)－（A－h(huán)）·ρs－[H－（A－h(huán)）]·ρw=H（ρa(bǔ)－ρw）＋（A－h(huán)）(ρw－ρs)（1）式中H—汽水側(cè)取樣孔的距離，mmA—汽側(cè)取樣孔與
3、汽包正常水位的距離，mmh—汽包水位偏差正常水位的值，mmΔP—對應(yīng)汽包水位的差壓值，mmH2Oρs—飽和蒸汽的密度，kg/m3ρw—飽和水的密度，kg/m3ρa(bǔ)—參比水柱在平均水溫時(shí)的密度，kg/m3上式中，H和A都是常數(shù)；ρs和ρw是汽壓的函數(shù)，在特定汽壓下均為定值；ρa(bǔ)除了受汽壓影響外，還和平衡容器的散熱條件與環(huán)境溫度有關(guān)，當(dāng)汽壓和環(huán)境溫度不變時(shí)，其值也為定值，這時(shí)，差壓只是汽包水位的函數(shù)。3飽和蒸汽進(jìn)入平衡容器后不斷凝結(jié)成水，多余的水通過取樣管流回汽包。容器內(nèi)表層的水溫必然接近飽和溫度，平衡容器及其下部管道由于受環(huán)境的冷卻，因此隨著高度的下
4、降，參比水柱的溫度會(huì)很快下降到接近環(huán)境溫度。參比水柱的平均溫度會(huì)高于環(huán)境溫度，但遠(yuǎn)低于飽和溫度。至于參比水柱的平均溫度的確定方法和如何對汽包水位的測量進(jìn)行自動(dòng)修正，還需要進(jìn)行必要的試驗(yàn)和計(jì)算工作。目前已知國外廠商使用差壓水位表測量汽包水位時(shí)，對參比水柱的平均溫度是按常數(shù)考慮的，一般使用的常數(shù)為50或60℃。由于汽水壓力都是隨壓力改變的，因此在鍋爐啟動(dòng)過程中或變壓運(yùn)行過程中，同一汽包水位所產(chǎn)生的壓差是不同的，現(xiàn)以引進(jìn)型強(qiáng)制循環(huán)汽包鍋爐為例進(jìn)行分析：已知汽包內(nèi)徑1778mm，正常水位（NWL）在中心線下229mm，水位表汽側(cè)取樣孔在汽包中心線以上508
5、mm，水位表水側(cè)取樣孔在汽包中心以下762mm，因此H=508+762=1270mm，A=508+229mm=737mm，取Ta=50℃可以算出下表：不同壓力下的差壓值mmH2O汽包壓力水位mm010MPa19MPa+400337599730+2005377268040737853878-200937979952-400113711061026從表中數(shù)據(jù)可以看出，隨著壓力的升高，同樣汽包水位變化對應(yīng)的差壓變化減小，汽包水位變化±400mm，在0壓力的時(shí)候差壓變化為800mm水柱，而當(dāng)壓力上升到19Mpa時(shí)，差壓變化僅為396mm，而且水位越低，差壓
6、受壓力影響減小，這一問題給差壓水位表帶來很大誤差，因?yàn)檫@一誤差只來源于壓力的變化，而且是有規(guī)律變化，所以在差壓水位表的測量回路里引入壓力修正就可以將上述誤差完全修正。壓力修正的原理如下：根據(jù)式（1）A－h(huán)=[ΔP×103－H（ρa(bǔ)－ρw）]/(ρw－ρs)={[ΔP－H（ρa(bǔ)－ρw）/103]×103}/(ρw－ρ)令F1（X）=（ρa(bǔ)－ρw）/103F2（X）=103/（ρw－ρs）代入（2）得：A－h(huán)=[ΔP－H·FX1]·FX2h=A－[ΔP－H·FX1]·FX2（3）根據(jù)式（3）采用下面的修正回路就可以將汽包水位測量受壓力影響造成的誤差修正
7、。3修正回路中的兩個(gè)函數(shù)發(fā)生器FX1和FX2的參數(shù)可按下表設(shè)置汽壓Mpa（表）F1（X）=（ρa(bǔ)－ρw）/103F2（X）=103/（ρw－ρs）00.029631.0440432.90.166821.2389135.90.232041.3746368.90.286371.52347511.90.337861.70988314.90.391011.97424817.90.451372.431079計(jì)算過程中所用數(shù)據(jù)引子GB2624-81“流量測量節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)安裝和使用”計(jì)算時(shí)參比水柱平均溫度取50℃，如果參比水柱平均溫度為其他值，則表中FX1的數(shù)
8、據(jù)應(yīng)該重新計(jì)算。由于差壓變送器的精度已經(jīng)達(dá)到0.1級，而變送器和測量回路的可用率也已經(jīng)超過了99.9%，因此差壓水位表的測
