CN204694325U - 一种汽包水位检测装置 - Google Patents

Abstract

一种汽包水位检测装置，包括：二水平设置中空上、下圆柱，上、下圆柱一端插置在汽包内，另一端伸至汽包外通过支架固定，上圆柱设于汽包汽侧，下圆柱设于汽包液侧；光源，设置在下圆柱外侧开口端；二竖直设置中空左、右圆柱，左、右圆柱设于汽包内，左圆柱下端与下圆柱里侧开口端相连通，右圆柱上端与上圆柱里侧开口端相连通，在左圆柱与右圆柱相对一侧设有左云母片窗口和右云母片窗口，右云母片窗口上标设有水位刻度线，在左圆柱与下圆柱、右圆柱与上圆柱相连的通道内设有左反射镜面和右反射镜面；上圆柱外侧开口端设有摄像机。本实用新型利用光学原理直接观测汽包水位，结构设计合理巧妙，可实时直观地记录汽包水位的变化，大大减少了测量误差。

Description

一种汽包水位检测装置

技术领域

本实用新型涉及锅炉汽包测量技术领域，尤其涉及一种锅炉汽包水位检测装置。

背景技术

在我国火力发电占全国发电总量的75％左右，而火力发电离不开锅炉。锅炉是一种受压又直接受火的设备。对锅炉生产如果操作不合理，管理不善，处理不当，往往会引起事故。汽包水位是锅炉运行的重要参数，它直接影响锅炉运行的安全性和经济性。

锅炉运行的一项重要的安全性指标是保持锅炉汽包水位在正常范围内。汽包水位的变化会随着负荷、燃烧工况及给水流量的变化而变化。众所周知，水位急剧波动或水位过高会引起蒸汽严重带水，会造成受热面结盐，严重时会导致汽轮机叶片损坏、水冲击振动；水位过低会引起汽包排污系统失效，炉内进入蒸汽，甚至使下降管带汽，锅炉水循环的工况受到影响，从而造成炉管大面积的爆破。由于汽包水位测量和保护问题而造成的不良事故的情况经常有发生，火电厂运行的安全性受到严重影响。

锅炉运行中，通过水位测量系统来监视和保护汽包水位。当汽包水位不在正常运行范围时，报警系统将发出报警信号，立即启动保护系统，采取必要的保护措施，使水位恢复到正常值，以确保汽轮机和锅炉的运行安全。因此，锅炉汽包水位测量系统和保护系统是机组安全运行的极端重要的系统。

目前，从锅炉汽包水位测量的基本原理来看，广泛应用的主要是基于联通管式(重力式)、电接点式和差压式三种原理的锅炉汽包水位计。由于锅炉汽包水位对象的复杂性，以及联通管式、电接点式和差压式水位计的测量原理的固有特性，决定了汽包水位测量的复杂性，在实际运行中存在着许多不确定性因素和较大的测量误差，以至于多个汽包水位计之间常常有很大偏差，使运行人员无所适从，甚至酿成事故。

联通管式水位计结构简单，显示直观。其利用水位计中的水柱与汽包中的水柱在联通管处有相等的静压力，从而可以用水位计中的水柱高度来间接反映汽包中的水位。传统联通管式水位计的水位测量存在偏差和不确定性，其原因在于水位计测量管内水的密度和汽包内饱和水密度不一致。

电接点水位计是利用水的导电性，在有水或者无水状况下使两个接点间导通或者断开，把非电量的锅炉汽包水位变化转换为电信号。电接点汽包水位计的误差主要在于测量筒的安装误差和由于测量筒中介质温度的下降而导致的密度误差。

差压式水位计通过把水位高度的变化转换成差压的变化来测量水位。使差压式水位计能准确测量汽包水位的关键是水位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平衡容器形成参比水柱来实现的。差压式水位计测量误差必须经过汽包压力校正来进行补偿。但是由于参比水柱温度会受到环境温度或其它因素的影响，仍会对差压测量产生一定的误差。

联通管式、电接点式和差压式的锅炉汽包水位计，都是属于间接式水位测量仪，并且不可避免地存在测量误差。

经查，现有专利号为CN201220376525.1的中国实用新型专利《一种锅炉汽包水位测量装置》，该锅炉汽包水位测量装置的蒸汽保温套内分为正压室和负压室，正压室由正压管接头、凝结水漏盘、漏斗、弯管、堵盖和泄水管组成，正压管接头设在蒸汽保温套的左上端，凝结水漏盘设在蒸汽保温套的上部，漏斗设在水漏盘的下方，弯管设在漏斗的下方并与漏斗相通，弯管的另一端延伸到蒸汽保温套的外部，堵盖设在蒸汽保温套的底部，泄水管设在堵盖上并与蒸汽保温套相通；所述负压室由负压管接头、倒T型管和管接头组成。这种测量装置也是属于差压式汽包水位计，在测量精度上还不够理想。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理巧妙的汽包水位检测装置，利用光学原理来直接观测汽包水位，可实时直观地记录汽包水位的变化，大大减少了测量误差。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种汽包水位检测装置，其特征在于包括：

二个水平设置的中空的上、下圆柱，上、下圆柱的一端插置在汽包内，另一端伸出至汽包外通过支架固定，其中上圆柱设于汽包的汽侧，下圆柱设于汽包的液侧；

一光源，设置在下圆柱的外侧开口端，在下圆柱内设有将光源发出的光线变为平行光的第一透镜组；

二个竖直设置的中空的左、右圆柱，左、右圆柱设置在汽包内，其中位于里侧的左圆柱的下端与下圆柱的里侧开口端相连通，位于外侧的右圆柱的上端与上圆柱的里侧开口端相连通，在左圆柱与右圆柱相对的一侧分别设有透明可视的左云母片窗口和右云母片窗口，其中位于右圆柱上的右云母片窗口上标设有水位刻度线，在左圆柱与下圆柱相连通的通道内设有将光线进行反射至左云母片窗口的左反射镜面，在右圆柱与上圆柱相连通的通道内设有将透过右云母片窗口的光线进行反射的右反射镜面；

一摄像机，设置在上圆柱的外侧开口端，在上圆柱内设有将右反射镜面反射的光线进行透射到达摄像机的第二透镜组。

作为改进，所述上、下圆柱为钢质圆柱，在上、下圆柱上均安装有快关型电动球阀，快关型电动球阀的中间设有供光线通过的透光孔。

作为改进，所述汽包的侧部开设有上、下取样管孔，支架设置在汽包的外侧对应于上、下取样管孔的位置，上、下圆柱分别穿过上、下取样管孔用支架固定，并与支架密封焊接。

作为改进，所述上、下取样管孔中的上取样管孔对应于汽包的汽侧，高于汽包水位停炉保护动作值的位置，下取样管孔对应于汽包的液侧，低于汽包水位停炉保护动作值的位置，并有足够的裕量。

再改进，所述水位刻度线的零水位刻度线与汽包实际要求控制的水位线一致，水位刻度线上的水位刻度范围涵盖汽包水位停炉保护动作值，并留有足够的裕量。

再改进，所述水位刻度线的颜色为红色。

进一步改进，所述摄像机为数字摄像机。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：利用光学原理来直接观测汽包水位，不仅可以减小测量误差，而且直观；并且，由于采用了数字摄像技术，可以实时地、不间断地记录锅炉内部汽包水位的变化情况，可以避免其它的采用间接测量方法测量水位所导致的测量误差；不仅可以直观地监视水位，还可以长期保存、随时调取，为分析汽包水位变化、分析事故成因等提供第一手资料。本实用新型结构设计合理巧妙，与现有其他技术相比具有更高的测量精度、真实度，有效提高了锅炉运行的安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例的汽包水位检测装置，包括汽包1、二个水平设置的中空的上、下圆柱10、二个竖直设置的中空的左、右圆柱12、光源3以及摄像机6，其中上、下圆柱10和左、右圆柱12均采用钢质圆柱，上、下圆柱10的一端插置在汽包1内，另一端伸出至汽包1外通过支架9固定，其中上圆柱设于汽包1的汽侧，下圆柱设于汽包1的液侧，光源3设置在下圆柱的外侧开口端，在下圆柱内设有将光源3发出的光线变为平行光的第一透镜组7，左、右圆柱12设置在汽包1内，其中位于里侧的左圆柱的下端与下圆柱的里侧开口端相连通，位于外侧的右圆柱的上端与上圆柱的里侧开口端相连通，在左圆柱与右圆柱相对的一侧分别设有透明可视的左云母片窗口13和右云母片窗口14，云母片为耐高温、耐压的绝缘材料，非常适合锅炉汽包的内部环境，其中位于右圆柱上的右云母片窗口14上标设有水位刻度线，水位刻度线采用便于观察的鲜艳的红色，水位刻度线的零水位刻度线与汽包1实际要求控制的水位线一致，水位刻度线上的水位刻度范围涵盖汽包水位停炉保护动作值，并留有足够的裕量；在左圆柱与下圆柱相连通的通道内设有将光线进行反射至左云母片窗口13的左反射镜面11，在右圆柱与上圆柱相连通的通道内设有将透过右云母片窗口14的光线进行反射的右反射镜面11’，摄像机6为数字摄像机，摄像机6设置在上圆柱的外侧开口端，其数字摄像机镜头6正对上圆柱的开口，在上圆柱内设有将右反射镜面11’反射的光线进行透射到达数字摄像机镜头的第二透镜组5，在上、下圆柱10上均安装有快关型电动球阀4，安装快关型电动球4的目的为：因为汽包1内部环境为高压，万一汽包1内部的水位测量装置受压发生破裂，球阀可以迅速关断，防止汽包内的水流出，为了便于光线通过，在快关型电动球阀4的中间设有供光线通过的透光孔，快关型电动球阀4在在锅炉正常运行情况下全开，让光线通过，在汽包1的侧部开设有上、下取样管孔，支架9设置在汽包1的外侧对应于上、下取样管孔的位置，上、下圆柱10分别穿过上、下取样管孔用支架9固定，并与支架9密封焊接，上、下取样管孔中的上取样管孔对应于汽包1的汽侧，高于汽包水位停炉保护动作值的位置(水位高高限)，下取样管孔对应于汽包的液侧，低于汽包水位停炉保护动作值的位置(水位低低限)，并有足够的裕量。

这样，测试时，光源3发出的光线穿过快关型电动球阀4，通过第一透镜组7变为平行光，通过左侧反射镜面11反射后平行穿越左云母片窗口13，并到达带有水位刻度线的右云母片窗口14，光线再经过右侧反射镜面11’反射后，通过第二透镜组、快关型电动球阀4后，到达数字摄像机镜头6，这样，数字摄像机镜头6就可以清晰地、实时地观察并记录汽包1水位变化的真实情况。

Claims (7)

1.一种汽包水位检测装置，其特征在于包括：

二个水平设置的中空的上、下圆柱，上、下圆柱的一端插置在汽包内，另一端伸出至汽包外通过支架固定，其中上圆柱设于汽包的汽侧，下圆柱设于汽包的液侧；

一光源，设置在下圆柱的外侧开口端，在下圆柱内设有将光源发出的光线变为平行光的第一透镜组；

二个竖直设置的中空的左、右圆柱，左、右圆柱设置在汽包内，其中位于里侧的左圆柱的下端与下圆柱的里侧开口端相连通，位于外侧的右圆柱的上端与上圆柱的里侧开口端相连通，在左圆柱与右圆柱相对的一侧分别设有透明可视的左云母片窗口和右云母片窗口，其中位于右圆柱上的右云母片窗口上标设有水位刻度线，在左圆柱与下圆柱相连通的通道内设有将光线进行反射至左云母片窗口的左反射镜面，在右圆柱与上圆柱相连通的通道内设有将透过右云母片窗口的光线进行反射的右反射镜面；

一摄像机，设置在上圆柱的外侧开口端，在上圆柱内设有将右反射镜面反射的光线进行透射到达摄像机的第二透镜组。

2.根据权利要求1所述的汽包水位检测装置，其特征在于：所述上、下圆柱为钢质圆柱，在上、下圆柱上均安装有快关型电动球阀，快关型电动球阀的中间设有供光线通过的透光孔。

3.根据权利要求2所述的汽包水位检测装置，其特征在于：所述汽包的侧部开设有上、下取样管孔，支架设置在汽包的外侧对应于上、下取样管孔的位置，上、下圆柱分别穿过上、下取样管孔用支架固定，并与支架密封焊接。

4.根据权利要求3所述的汽包水位检测装置，其特征在于：所述上、下取样管孔中的上取样管孔对应于汽包的汽侧，高于汽包水位停炉保护动作值的位置，下取样管孔对应于汽包的液侧，低于汽包水位停炉保护动作值的位置，并有足够的裕量。

5.根据权利要求1所述的汽包水位检测装置，其特征在于：所述水位刻度线的零水位刻度线与汽包实际要求控制的水位线一致，水位刻度线上的水位刻度范围涵盖汽包水位停炉保护动作值，并留有足够的裕量。

6.根据权利要求5所述的汽包水位检测装置，其特征在于：所述水位刻度线的颜色为红色。

7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的汽包水位检测装置，其特征在于：所述摄像机为数字摄像机。