CN2819057Y - 一种电极式水位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电站等高温高压锅炉汽包水位测量的电极式水位计。本实用新型包括测量筒、汽相管、水相管、电极座、电极，测量筒上平行于电极高度等间距设有热电偶探头，最底端热电偶探头的高度在零水位线上，热电偶探头外设有热电偶保护套管。本实用新型提供一种能够测量水位计中水的温度的电极式水位计，通过换算得出锅炉汽包内水位的精确值。本实用新型能够精确地测量锅炉汽包水位，性能可靠，方案简便易行，造价低。

Description

一种电极式水位计

技术领域

本实用新型涉及一种电站等高温高压锅炉汽包水位测量的电极式水位计。

背景技术

众所周知，锅炉汽包水位这个参数是极其重要的安全运行的参数，汽包水位如果偏离正常，达到极值可造成停炉停机，甚至更大的生产事故。因此，对汽包水位的测量自有锅炉的那一天起就一直被有关学者所关注。但是，现行的锅炉水位计存在的主要问题是：1)电极式水位计显示的水位始终低于锅炉汽包的实际水位。电极式水位计是按照连通管原理测量水位，在液体密度相同的条件下，连通管各支管的液位处于同一高度。但是电极式水位计因受外界环境的影响，水位计内水的温度低于汽包内水的饱和温度，使水位计内水的密度比汽包中水的密度高，从而造成水位计水位低于汽包的实际水位，并且随着锅炉压力温度的升高，水位计指示值愈低于汽包真实水位。2)在额定汽压下，当汽包水位偏离零水位时，电极式水位计显示的水位变化值较汽包中的水位实际变化值要小。锅炉汽包水位升高时，水位计中水的散热面增加，水位计中水的温度将进一步降低，水位计中水的密度进一步加大，造成水位计显示的水位升高变化值小于汽包中水位的实际变化值；当汽包水位降低时，水位计中水的散热面减少，水位计中水的温度相对升高，水位计中水的密度相对降低，也造成水位计显示的水位降低变化值要比汽包中水位的实际水位变化值小。电极式水位计的误差为非定值，在不同工况下，其误差的变化有很大的差异。3)电极式水位计的固有误差，电极以一定间距安装在测量筒上，由此决定其输出信号是阶梯式，无法反映两电极间的水位和水位变化趋势，造成电极式水位计的固有误差。减少电极间的间距，可以减少电极式水位计的固有误差；但减少电极间的间距，也就是说增加测量筒开孔的个数，会影响测量筒的强度，增大风险。所以，减少电极间的间距是有限的，即电极式水位计的固有误差是无法消除的。4)差压水位计产生偏差的原因是由于环境温度难于准确修正，测量附加差压的形成具有随机性和附加差压量值的不确定性，使得差压水位计实测值不稳定、易大幅度飘移、0位必须频繁核对，在锅炉启动、升负荷较长时间内尤为明显，甚至完全失效，误差不确定性大、可信度低，必须参照其它基准表核对调整等。差压水位计测量不稳定，运行中0位易大幅度飘移(即“0飘”)的原因是：影响单室平衡容器参比水柱平均温度的因素很多，压力与环境温度准确修正技术难度大，当设定参数与实际不符时，修正误差较大；正负压脉冲管路稍有温差即产生无法估算的附加差压；差压水位计的轻微泄漏、管路滞留空气等亦会产生很大附加差压，将差压水位计人为“升格”监视基准表(主表)，是以压力与环境温度修正能达到理想化程度的纯理论性结论为前提的。差压水位计实际测量误差之所以被忽视，是因为没有配套能够准确测量的仪表与之比较，会使运行人员陷入“差压水位计显示可靠”误区，不利于事故水位诊断。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够测量水位计中水的温度的电极式水位计，通过换算得出锅炉汽包内水位的精确值。

本实用新型的目的是通过下述方案实现的：一种电极式水位计，包括测量筒、汽相管、水相管、电极座、电极，测量筒上平行于电极高度等间距设有热电偶探头，最底端热电偶探头的高度在零水位线上，热电偶探头外设有热电偶保护套管。

所述的热电偶探头沿测量筒圆周排布，插入测量筒内1/4直径深度。

本实用新型能够精确地测量锅炉汽包水位，性能可靠，方案简便易行，造价低。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型水位值计算原理图。

具体实施方式

一种电极式水位计，包括测量筒1，测量筒1上设有汽相管4和水相管5与锅炉汽包15连通，测量筒1底部设有排污管8，测量筒1上等间距设有一组电极座2，电极座上设有电极6，利用水和蒸汽的导电率的差异，将测量筒1上电极6电量输入电脑中可以指示水位的高度。测量筒1上平行于电极6高度等间距设有热电偶探头7，最底端热电偶探头7的高度在零水位线9上，热电偶探头7外设有热电偶保护套管3。所述的热电偶探头7沿测量筒1圆周排布，插入测量筒1内1/4直径深度，热电偶探头7测量的温度为测量筒等高度界面的平均温度。电极6测量的水位高度值为H₁，热电偶探头7将水位高度H₁对应的水的温度测量出来，并与零水位线上热电偶探头7的温度平均后输入电脑中。由于锅炉汽包15内气侧16压力与水位计10中汽侧11压力相同，已知压力和温度通过焓熵图表可得出水位计10内水的密度。汽包内饱和水的密度和饱和蒸汽的密度同样可以通过焓熵图查出。

根据图2，通过下述计算公式，可以得到汽包水位的真实值H及误差值。

$H=\frac{({\mathrm{\ρ}}_1-{\mathrm{\ρ}}^{\′\′})}{({\mathrm{\ρ}}^{\′}-{\mathrm{\ρ}}^{\′\′})}{H}_1---\left(1\right)$

式中ρ″为汽包15内气侧16饱和蒸汽的密度(kg/m³)

ρ′为汽包15内水侧14饱和水的密度(kg/m³)

ρ₁电极式水位计10测量筒内水侧13水的密度(kg/m³)

H为汽包15内水位值(也称实际水位)

H₁为电极式水位计10水位高度示值

电极式水位计的误差

$\mathrm{\Δh}=H_1-H=\frac{({\mathrm{\ρ}}_1-{\mathrm{\ρ}}^{\′})}{({\mathrm{\ρ}}_1-{\mathrm{\ρ}}^{\′\′})}H$

利用计算机及软件，将焓熵图表、计算公式(1)编成计算机程序，当输入电极式水位计内水的温度T、汽包压力、电极式水位计示值H₁，通过计算机程序运算，即时输出汽包水位的真实值H。

以汽包水位H作为基准，对差压式水位计的修正值进行修正，从而达到对差压式水位计的校对。改进后的差压式水位计能全量程、全工况准确测量汽包内真实水位，锅炉给水自动从点火就可全程投入。

Claims (2)

1、一种电极式水位计，包括测量筒(1)、汽相管(4)、水相管(5)、电极座(2)、电极(6)，其特征在于：测量筒(1)上平行于电极(6)高度等间距设有热电偶探头(7)，最底端热电偶探头(7)的高度在零水位线(9)上，热电偶探头(7)外设有热电偶保护套管(3)。

2、如权利要求1所述的电极式水位计，其特征在于：所述的热电偶探头(7)沿测量筒(1)圆周排布，插入测量筒(1)内1/4直径深度。

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