差壓法測量 鍋爐汽包水位的分析及應(yīng)用

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第51卷第2期石油化工自動(dòng)化Vo1．51。NO．22015年4月AUT0MAT10NINPETR()_CHEMICALINDUSTRYApril，2015差壓法測量鍋爐汽包水位的分析與應(yīng)用吳斌(中國石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司，北京100101)摘要：針對影響汽包水位測量的因素，分別介紹了單室平衡容器、雙室平衡容器和改進(jìn)型雙室平衡容器在差壓法測量中的應(yīng)用，通過比較說明了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。重點(diǎn)討論了改進(jìn)型雙室平衡容器與傳統(tǒng)差壓變送器相結(jié)合測汽包水位的方法，論述了該平衡容器的固有補(bǔ)償特性，通過

2、設(shè)計(jì)合適的平衡容器結(jié)構(gòu)參數(shù)，并在I)CS中建立壓力補(bǔ)償系統(tǒng)，可在一定程度上克服汽包“虛假水位”的影響，達(dá)到提高測量精度的目的，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了應(yīng)對平衡容器和測量管路做合理保溫。關(guān)鍵詞：汽包水位單室平衡容器雙室平衡容器壓力補(bǔ)償系統(tǒng)差壓法中圖分類號：TH816文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1007—7324(2015)02—0066—03汽包水位對于煉油裝置安全穩(wěn)定的運(yùn)行不溫度的影響，其內(nèi)部冷凝水的密度經(jīng)常變化，進(jìn)而可或缺，汽包水位過高或過低都會(huì)影響生產(chǎn)裝置造成P的變化，帶來測量誤差。為解決該問題，引的正常運(yùn)行。水位過高減小了蒸發(fā)的空間，

3、造成入雙室平衡容器差壓法。汽水分離的效果較差，使飽和蒸汽帶液過多，影響下游蒸汽驅(qū)動(dòng)設(shè)備(如汽輪機(jī))的正常運(yùn)行；水位過低有可能造成鍋爐干燒，大面積損壞水冷壁，甚至引發(fā)汽包爆炸，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。為實(shí)現(xiàn)對汽包水位的有效控制，避免水位劇烈波動(dòng)造成損失，一般煉廠都會(huì)采用三沖量的控制方式，但是實(shí)現(xiàn)精確控制的前提是能得到汽包水位的準(zhǔn)確值[1]。因此，如何提高測量精度就具有重大意義，筆者主要就差壓法在汽包水位測量圖1單室平衡容器測量系統(tǒng)示意中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。注：P——參比水柱密度；．0一汽包內(nèi)飽和蒸汽密度；1差壓法測汽包水位p—

4、—汽包內(nèi)飽和水密度；AP——變送器測得的差壓；H——汽包內(nèi)飽和水水位；L基準(zhǔn)杯口至連通器水平汽包水位的準(zhǔn)確測量一直是煉油裝置的難管中心線的距離；P——汽包壓力點(diǎn)之一，這是因?yàn)樵谄鼔毫ζx設(shè)計(jì)工作點(diǎn)時(shí)，飽和水和飽和水蒸氣的密度會(huì)發(fā)生變化，從3雙室平衡容器的應(yīng)用分析目前的鍋爐汽包水位測量中，雙室平衡容器配而導(dǎo)致“虛假水位”的問題，給測量帶來很大困差壓變送器的方法占絕大部分，該種測量方案是由難l2]。在設(shè)計(jì)過程中，一般設(shè)計(jì)兩套測量方案，單室平衡容器改進(jìn)而來。雙室平衡容器的結(jié)構(gòu)有以實(shí)現(xiàn)冗余測量：采用浮筒或者雙法蘭或者導(dǎo)波許多種，

5、但它們的測量原理基本相同，以兩種比較雷達(dá)；采用平衡容器配差壓變送器。由于平衡容典型的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行介紹。器配差壓變送器的方式經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，且能在一定程3．1雙室平衡容器度上克服“虛假水位”的問題，該方案一直應(yīng)用廣在實(shí)踐中應(yīng)用較多的平衡容器如圖2所示。泛。常用的平衡容器有單室平衡容器和雙室平其原理：汽包飽和蒸汽從凝汽室進(jìn)入，進(jìn)行熱交衡容器。換，生成飽和凝結(jié)水，凝結(jié)水聚積在凝汽室內(nèi)，產(chǎn)生2單室平衡容器的應(yīng)用分析的壓力傳遞到變送器的負(fù)壓側(cè)；倒T字形的連通單室平衡容器結(jié)構(gòu)簡單、易于制造和安裝，適用于精確度要求不太高的鍋爐汽包水位測量，典

6、型的采用單室平衡容器的測量系統(tǒng)如圖1稿件收到日期：2014—12—19，修改稿收到日期：2015一O1—21。所示。作者簡介：吳斌(1983一)，男，2008年畢業(yè)于北京化工大學(xué)控制理分析可知，在一定壓力下，l0和l0都是定值，論與控制工程專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)就職于中國石油工程建設(shè)公司但由于單室平衡容器的體積很小，很容易受到環(huán)境華東設(shè)計(jì)分公司，從事自動(dòng)控制設(shè)計(jì)工作，任工程師。學(xué)兔兔www.xuetutu.com第2期吳斌．差壓法測量鍋爐汽包水位的分析與應(yīng)用器將汽包內(nèi)飽和水經(jīng)過平衡容器與變送器正壓側(cè)相連，為了防止凝結(jié)水由蒸汽

7、側(cè)進(jìn)入汽包，從而出現(xiàn)水封的問題，一般連通器口應(yīng)比蒸汽取壓口略低。推導(dǎo)計(jì)算Ap的公式如下：十一P+Hgp+(L—H)gp(1)p—p+Lgj0w1(2)Ap—Hgp+(L～H)gp一Lgp1(3)式中：lD——凝結(jié)水的密度。圖3改進(jìn)型雙室平衡容器測量系統(tǒng)示意注：——水在環(huán)境溫度下的密度；——基礎(chǔ)杯口至負(fù)壓側(cè)水平引壓管中心線的距離3．2．1改進(jìn)型雙室平衡容器的測量原理改進(jìn)型平衡容器是通過飽和蒸汽不斷冷凝放熱的方法，使負(fù)壓側(cè)基準(zhǔn)杯的水溫等于汽包內(nèi)溫度，從而使基準(zhǔn)杯內(nèi)冷凝水的密度始終與汽包內(nèi)飽圖2普通雙室平衡容器測量系統(tǒng)示意和水的

8、密度相等。同時(shí)，為保證水平引壓管至變送式(3)中，一定工況下，P和p都是定值。但器正負(fù)壓側(cè)的垂直引壓管中水的密度等于環(huán)境溫度下水的密度，從而便于計(jì)算，敷設(shè)引壓管的水平由于平衡容器存在散熱，凝汽室內(nèi)水溫從上部到下部逐步降低，且不易確定溫度分布，導(dǎo)致』0不易段時(shí)，應(yīng)注意延伸足夠的距離，一般要求1m以上。推導(dǎo)