CN102589652B - 汽包水位内装磁致液位计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型汽包水位内装磁致液位计，其特征是：浮子置于汽包内部实际液位中，可直接对汽包内的水位进行测量，是汽包水位测量的一次仪表，测量结果准确可靠。同时采用相应的密度补偿计算公式，对测量的结果进行补偿，减小了测量误差，提高了测量精度。

Description

汽包水位内装磁致液位计

技术领域

本发明涉及一种新型汽包水位内装磁致液位计，是锅炉汽包水位测量装置。属于锅炉配套产品。

背景技术

目前传统的汽包水位模拟量测量仪表均存在一定的问题和缺陷，不能可靠的、全工况的、准确的进行汽包水位测量。具体分析如下：

在高温高压汽包水位测量中，传统的模拟量水位测量仪表多采用差压测量原理的汽包水位单室平衡容器和汽包水位内装平衡容器。

汽包水位单室平衡容器(见图1)其结构是平衡罐3a为圆柱形、其左侧焊接汽侧取样管2a，下方焊接正压侧引出管4a；正压侧引出管4a和汽包a1的水侧取样管6a引出的负压侧引出管5a一起接至差压变送器7a，差压变送器7a的输出信号通过电缆8a连接至二次表9a。其缺点为：①平衡罐3a内水将沿正压侧引出管4a向下传热而使正压侧引出管4a内水温高于环境温度，从而使作为标尺的正压侧引出管4a和平衡罐3a中水柱密度存在着较大的，难以保证测量的准确性。②汽包1a内水是欠饱和的，其密度存在较大的不确定性，难以保证测量的准确性。③在特定的工况下(启、停炉阶段、带压放水时、锅炉保养时)，作为标尺的正压侧引出管4a和平衡罐3a中的水柱不能正确、及时地形成，对测量产生影响。④连到差压变送器的正压侧引出管4a和负压侧引出管5a，由于管路堵塞、泄露及环境影响等不确定因素，常常造成测量的不准确。

汽包水位内装平衡容器(见图2)其结构是冷凝罐4b为圆柱形其右侧焊接备用正压侧引出管5b；左侧焊接汽侧取样管3b，在汽包1b内与冷凝水引入管2b连接后，将冷凝水送至汽包内的平衡容器6b，形成的正压侧引出管9b和负压侧引出管8b均通过汽包水侧取样管7b引出至差压变送器10b，差压变送器10b的输出信号通过电缆11b连接至二次表12b。其缺点为：①在特定的工况下(启、停炉阶段、带压放水时、锅炉保养时)，作为标尺的平衡容器6b和正压侧引出管9b中的水柱不能正确、及时地形成，对测量产生影响。②同时，正压侧引出管9b和负压侧引出管8b，由于管路堵塞、泄露及环境影响等不确定因素，常常造成测量的不准确。

此外，现有其他的汽包水位模拟量仪表，如电容式液位计、射线液位计、磁致液位计等也均存在测量误差大、稳定性差、维护量大等问题，应用效果均不理想。具体分析如下：

传统的电容式液位计，(见图3)，汽包1c和测量筒5c通过汽侧取样管2c和水侧取样管7c连通，测量筒内电容传感器6c通过连接法兰4c与变送器3c连接。缺点为：①电容传感器6c易结垢，对测量结果将产生较大误差。②属于连通管式水位计，由于散热导致测量筒体内水的温度低于汽包内水的温度，从而产生较大的测量误差。

传统的射线液位计(见图4)，汽包1d和测量筒5d通过汽侧取样管2d和水侧取样管7d连通，测量筒***线测量探头6d通过连接法兰4d与变送器3d连接。其缺点为：①由于射线测量探头6d需要采用辐射源，不适宜安装和应用在工业现场。②传统的射线液位计属于连通管式水位计，由于散热导致测量筒体内水的温度低于汽包内水的温度，从而产生较大的测量误差。

传统的磁致液位计(见图5)，汽包1e和测量筒5e通过汽侧取样管2e和水侧取样管7e连通，波导管传感器6e通过连接法兰4e与变送器3e连接，磁性浮子8e安装在波导管传感器上。其缺点为：①、磁性浮子8e在高温条件下工作时易消磁；②、传统的磁致液位计属于连通管式水位计，由于散热导致测量筒体内水的温度低于汽包内水的温度，从而产生较大的测量误差。

综上所述，有必要研究出一种可应用于汽包高温、高压条件下的；全工况可投入的；准确、稳定、可靠的；可提供水位模拟量信号用于汽包水位调节和保护的新型汽包水位内装磁致液位计。

发明内容

为了克服现有水位计存在的缺点，本发明的目的是提供一种可应用于汽包高温、高压条件下的；可直接测量汽包水位的；全工况可投入的；采用密度补偿公式提高测量精度的；准确、稳定、可靠的；可提供水位模拟量信号用于汽包水位调节和保护的汽包水位内装磁致液位计。

本发明是通过以下技术方案实现的：如图6所示，由汽包1、下降管2、浮子3、连接杆4、上部止推弹簧5、三通6、检修法兰7、保温层8、筒体9、磁性部件10、波导管11、磁致变送器12、汽包压力测量仪表管13、汽包压力变送器14、保护套筒15、安装支架16、下部止推弹簧17、就地显示板18、电缆I19、电缆II20、二次表21、电缆III22等组成，其特征是：在汽包1顶部排气管上焊接三通6，筒体9通过检修法兰7和三通6向上的一路连通；在汽包内设置保护套筒15与安装支架16相连接，浮子3设置在保护套筒15内；浮子3通过连接杆4和筒体9内的磁性部件10连接；筒体9的外部设有保温层8；波导管11置于保温层8外并连接至磁致变送器12，二次表21通过电缆I19、电缆II20、电缆III22分别与汽包压力变送器14、磁致变送器12、就地显示板18相连接，汽包压力变送器14通过汽包压力测量仪表管13与汽包1连接；保护套筒15上下两端分别设置上部止推弹簧5和下部止推弹簧17用于限制浮子3的上下形成范围。图7为本发明的另一种实施方式，筒体9通过焊接与三通6连接。

本发明的有益效果是：

1、浮子3置于汽包1内部，直接对汽包1内的水位进行测量，是汽包水位测量的一次仪表，有益于测量结果的准确可靠。

2、本发明应用相应的密度补偿公式：

h=f(P)×H

其中：P为汽包压力；

f(P)为汽包压力的单值函数；

H为磁致变送器12测得的水位值；

h为补偿计算后的汽包水位值。

对不同工况下的测量值进行密度补偿计算，有益于提高***的测量精度。

附图说明

图1：汽包水位单室平衡容器结构示意图。

图2：汽包水位内装平衡容器结构示意图

图3：电容式液位计结构示意图。

图4：射线液位计结构示意图。

图5：磁致液位计结构示意图。

图6：本发明的结构示意图。

图7：本发明的另一种结构示意图。

图6图7中：1.汽包，2.下降管，3.浮子，4.连接杆，5.上部止推弹簧，6.三通，7.检修法兰，8.保温层，9.筒体，10.磁性部件，11.波导管，12.磁致变送器，13.汽包压力测量仪表管，14.汽包压力变送器，15.保护套筒，16.安装支架，17.下部止推弹簧，18.就地显示板，19.电缆I，20.电缆II，21.二次表，22.电缆III。

具体实施方式

如图6所示，汽包顶部设有对空排气管路或压力表管，可在原汽包顶部对空排气管路或压力表管处加装三通6安装测量筒8，浮子3设置在汽包内的与汽包连通的保护套筒15内，直接接触汽包内炉水，浮子3通过连接杆4和筒体9内的磁性部件10连接，波导管11于筒体保温层8外连接至磁致变送器12，二次表21通过电缆I19、电缆II20、电缆III22分别与汽包压力变送器14、磁致变送器12、就地显示板18相连接。图7为本发明的另一种结构示意图：筒体9通过焊接与三通6连接。

由于不同工况下汽包内炉水的密度不同，浮子悬浮在水中的体积不同，因此需要对波导管11感应磁性部件10的位置测得的水位值进行密度补偿计算可得出汽包水位值可进一步提高测量精度：

h=f(P)×H

其中：P为汽包压力；

f(P)为汽包压力的单值函数；

H为磁致变送器12测得的水位值；

h为补偿计算后的汽包水位值。

Claims (3)

1.一种汽包水位内装磁致液位计，由汽包(1)、下降管(2)、浮子(3)、连接杆(4)、上部止推弹簧(5)、三通(6)、检修法兰(7)、保温层(8)、筒体(9)、磁性部件(10)、波导管(11)、磁致变送器(12)、汽包压力测量仪表管(13)、汽包压力变送器(14)、保护套筒(15)、安装支架(16)、下部止推弹簧(17)、就地显示板(18)、电缆I(19)、电缆II(20)、二次表(21)、电缆III(22)组成，其特征是：在汽包(1)顶部排气管上焊接三通(6)，筒体(9)通过检修法兰(7)和三通(6)向上的一路连通；在汽包内设置保护套筒(15)与安装支架(16)相连接，浮子(3)设置在保护套筒(15)内；浮子(3)通过连接杆(4)和筒体(9)内的磁性部件(10)连接；筒体(9)的外部设有保温层(8)；波导管(11)置于保温层(8)外并连接至磁致变送器(12)，二次表(21)通过电缆I(19)、电缆II(20)、电缆III(22)分别与汽包压力变送器(14)、磁致变送器(12)、就地显示板(18)相连接，汽包压力变送器(14)通过汽包压力测量仪表管(13)与汽包(1)连接；保护套筒(15)上下两端分别设置上部止推弹簧(5)和下部止推弹簧(17)用于限制浮子(3)的上下行程范围。

2.根据权利要求1所述的汽包水位内装磁致液位计，其特征是：采用了相应的补偿计算公式，对测量的结果进行补偿：

h＝f(P)×H

其中：P为汽包压力；

f(P)为汽包压力的单值函数；

H为磁致变送器(12)测得的水位值；

h为补偿计算后的汽包水位值。

3.根据权利要求1所述的汽包水位内装磁致液位计，其特征是：筒体(9)通过焊接与三通(6)向上的一路连通代替权利要求1中筒体(9)通过检修法兰(7)和三通(6)向上的一路连通。

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