锅炉汽包液位测量在大型工厂中至关重要。汽包液位是一个极其重要的控制参数,是保证高质量蒸汽生产的重要保障,也直接关系到汽包的安全运行。

液位过高会导致汽包汽水分离,增加蒸汽携带的水分,降低蒸汽品质。严重时,水甚至会进入汽轮机,损坏汽轮机叶片。液位过低则会导致汽包内水量减少,水汽蒸发速度加快,导致蒸汽从下水管排出,最终可能造成汽包爆裂或爆炸。

因此,选择合适且安全的液位传感器来测量锅炉汽包液位至关重要。

Boiler Drum Level Measurement

为什么锅炉汽包水位测量如此重要?

在锅炉蒸发设备中,汽包是重要组成部分。锅炉的自然循环回路由汽包、上集箱、下集箱、引出管、下降管和水冷壁组成。汽包水位的控制方式会影响以下几个方面:

当汽包液位过高时,蒸汽空间减小,导致蒸汽中带水量增加,蒸汽品质下降。这是其中之一。其次,水位过高容易导致过热器管道积聚水垢,造成管道过热损坏。

以上两种情况都会在水位过高时发生。那么,当汽包充满水时会发生什么呢?

当汽包充满水时,蒸汽中会含有大量水分,对蒸汽管道造成严重的液压冲击。

汽包水位过高或过高,那么水位过低又会造成什么影响呢?
答案当然是否定的。

当滚筒内 水位 过低时,水循环会中断,水冷壁温度会超过正常范围并过热。如果水位过低到一定程度,就会出现严重的缺水,设备很可能严重损坏,甚至导致事故。

从以上内容可以看出,锅炉汽包水位过高或过低都会对锅炉的安全运行产生一定影响。在严重情况下,甚至会影响机组的安全运行。因此,控制锅炉汽包的液位至关重要。使用液位计进行液位测量也是必然之举。

液位数据看似无关紧要,实则非常重要。因此,无论在哪个行业,在 选择液位传感器 时都必须了解自身的工作条件,并根据工作条件选择合适的液位传感器。

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桶式液位测量现状

目前,从桶式液位测量的基本原理来看,广泛应用的桶式液位测量主要基于连接管式(静压式)和差压式两种原理。桶式液位测量仪器主要包括 差压式液位变送器、浮筒式液位变送器和导波雷达液位传感器。

差压式液位变送器 的测量原理是通过将液位高度的变化转换为压差的变化来测量液位。这种转换是通过平衡容器形成参考水柱来实现的。其精确液位测量的关键在于液位和压差之间的精确转换。

使用差压式变送器测量锅炉汽包液位时,必须考虑流体的某些物理特性。汽包内含有处于饱和状态的水和蒸汽两相混合物。水和蒸汽的密度随饱和温度或压力而变化。必须考虑水面上饱和蒸汽的密度以及汽包内饱和水的密度。

您可能可以参考:罗斯蒙特-锅炉汽包液位变送器校准

更多信息:使用差压式变送器测量液位

浮筒式液位变送器的工作原理基于浮力。

当液位为0时,浮子重力作用下扭管产生的扭矩最大,扭管的旋转角度为0°。

当液位逐渐上升至最高液位时,扭管在浮力作用下产生扭矩并旋转一定角度。变送器将该角度转换为4~20mA直流信号,该信号与被测液位成正比。

介质密度的变化会影响测量精度。机械振动也会导致读数不准确。

电接触式液位传感器属于连接管式液位传感器。其原理是利用锅炉水中电极对汽缸阻抗小、蒸汽中电极对汽缸阻抗大的特性来测量液位。

高压锅炉中锅炉水的电导率通​​常比饱和蒸汽高数万倍至数十万倍。因此,电接触式液位计的指示值受汽包压力变化的影响较小,且易于远程传输液位信号。

然而,其采样传感器的可靠性较差,电机机械密封容易泄漏,电极使用寿命较短,指示不连续,且需要一定的维护。

延伸阅读:高温液位传感器用调频连续波雷达

综上所述,由于滚筒内液位测量对象复杂、实际操作中存在诸多不确定因素以及测量误差较大,滚筒内液位传感器的测量结果往往存在较大偏差。

导波雷达液位测量是一种全新的测量技术,它克服了差压式、浮球式和电接触式等传统液位测量仪器的不足,是一种全新的液位测量装置。

导波雷达液位变送器

Guided wave radar level transmitter

导波雷达液位变送器采用导波雷达(GWR)技术,基于微波在介质表面的反射原理,通过探头实现液体和固体液位的连续测量。

导波雷达液位变送器 又称波导雷达液位传感器,可测量液位以及两种介质之间的界面。通过探头或电缆,实现液位接触式连续测量,例如同轴探头式导波雷达液位变送器。这与非接触式 超声波液位测量不同。导波雷达液位变送器常用于 储罐液位 测量,包括液体和固体。输出4~20mA/HART信号,用于生产过程中的液位测量和控制。

install for guided wave radar level transmitter

导波雷达液位变送器是一种基于时域反射法 (TDR) 原理的液位变送器。

电磁脉冲以光速沿钢缆或探头传播。当遇到被测介质表面时,导波雷达液位变送器的脉冲的一部分会被反射形成回波,并沿原路返回到脉冲发射器。发射器与被测介质表面之间的距离与脉冲的传播时间成正比。由此计算出液位高度。

导波雷达液位变送器 的优点包括:接触式测量、信号稳定、测量不受液体密度和电特性影响、免维护等。

然而,当导波雷达液位计测量高温高压液体时,由于空气极化,测量值会产生较大偏差。测量参考点(法兰)与被测介质表面之间的距离越大,由此产生的系统误差也越大。

1) 测量精度高

介质的密度和介电常数变化,以及雾气和泡沫,均不会影响测量结果。同时,介质在波导上的沉积和污垢对液位测量的影响也很小。这是因为波导中的信号传输不受液位波动和罐内障碍物等的影响,仪器接收到的反馈信号也相应更强。

此外,回波信号中检测到的干扰杂散信号极小,只需检测电磁波的传播时间即可。无需信号处理和鉴别,因此滚筒液位测量准确。

2) 测量和调整方便

由于电磁波恒定,编程配置时,只需现场输入测量范围等相关参数,无需迁移即可更改量程和进行现场校准,大大提高了仪器的调整效率。

同轴探头的更多优势

3) 安装成本低,维护方便

导波雷达液位变送器能耗低,两线传输方式大大节省了安装成本。

同时,探头与变送器之间的快速万向节使安装更加便捷,更有利于日后的维护。

延伸阅读:浮球液位传感器 – 单点和多点

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导波雷达液位变送器测量汽包液位

一种新型导波雷达液位变送器用于测量某设备汽包的液位。该液位计经认证可作为高温水(HW)和低温水(LW)容器的限位装置。符合EN12952-11和EN12953-9(TUV认证)标准。

采用GPC功能技术的导波雷达液位变送器。提高了导波雷达液位变送器在高温高压环境下的测量精度和可靠性。

GPC技术

在高温高压条件下,电磁波信号在介质上方(极化介质)蒸汽中的传播速度会降低。此时,雷达测得的液位值会降低。

采用气相自动补偿的导波雷达。导波雷达在距法兰(测量参考点)一定距离内产生参考反射,该反射沿探头杆变化。

常温常压下。电磁波在补偿参考端和液位反射面处有两个反射回波。此时测量结果准确。此时,参考距离(测量参考点到参考杆的距离)已校准。

在高压下,由于气体的极化效应,此时测量距离(测量参考点到液位的距离)与实际液位值存在较大偏差。如果不进行补偿,则测量值将出现较大误差。

通过转换参考反射来补偿测量值。

计算公式为:补偿距离 = 参考距离 × (测量距离/测量距离)。由此可以获得准确的实际液位值。

应用

锅炉房的汽包是蒸汽生产系统的主要部件。

利用重整器烟气段的高温余热和炉膛出口处重整器废气的高温余热,产生10.5MPa的高压蒸汽。

一部分蒸汽作为蒸汽分配参与反应过程,另一部分则送入高压蒸汽管网,以实现热能的综合利用,提高设备的运行效率。

由于传统测量方法无法很好地满足测量要求,因此需要选择其他产品进行替代。

鉴于汽包对锅炉设备的重要性,为了测量汽包液位,设计并使用了三种测量仪器:导波雷达液位变送器和差压式液位变送器。

以实例测量为例,在高温下,普通导波雷达(不带GPC)的测量误差高达18%,而带GPC的测量误差仅为2%。

带GPC的 导波雷达液位计在高温 下的测量数据相对稳定准确。

因此,它是导波雷达技术与GPC和先进信号处理技术的完美结合,使得带GPC的导波雷达液位计成为蒸汽和湍流沸腾条件下液位测量的理想解决方案。

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特色导波雷达液位变送器

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