液位測(cè)量是工業(yè)生產(chǎn)一項(xiàng)重要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，因?yàn)槭艿綔y(cè)量介質(zhì)和儲(chǔ)存容器的制約，不同的工況條件需要用到不同的液位測(cè)量?jī)x表，這些基于不同測(cè)量原理制成的液位測(cè)量裝置，其測(cè)量效果的差異性也很明顯，因此可以按需分配，各顯其能。不同的工況要求對(duì)于儀表的測(cè)量要求也不盡相同：有的需要模擬量信號(hào)，有的需要開(kāi)關(guān)量信號(hào)；有的需要遠(yuǎn)程信號(hào)，有的能在現(xiàn)場(chǎng)反映示值即可。筆者在工作中，所接觸到的多的就是鍋爐，而鍋爐重要的就是水位。本文就是根據(jù)鍋爐液位測(cè)量的不同要求應(yīng)用不同的液位測(cè)量?jī)x表做一個(gè)簡(jiǎn)單的說(shuō)明。
一、測(cè)量方法介紹
彩色石英管液位計(jì)利用自然光在液體中折、反射原理，借助于紅、綠片，在測(cè)量時(shí)，使液相顯示綠色，氣相顯示為紅色。由于液氣相顯示反差大，指示鮮明清晰，所以對(duì)遠(yuǎn)距離操作和夜巡視更為有利。因此被廣泛用于石油、化工、電力、冶金等行業(yè)的各種透明液體容器和鍋爐上，如水、汽油、液化氣、液氨、丙烷、丙稀、芳烴、酸等油品和化工原料的液位測(cè)量。同時(shí)對(duì)于兩種不同介質(zhì)密度的界面測(cè)量，可選用三色界面石英管液位計(jì)。三色界面石英管液位計(jì)是利用浮力與比重差的原理而設(shè)計(jì)的，石英管中的小浮子懸浮于兩種介質(zhì)的分界部分，由于浮子呈黑色，上下部分液體顏色有異，所以顯示醒目。
將一根吹氣管插入至被測(cè)液體的低面，使吹氣管通入一定量的氣體，吹氣管中的壓力與管口處液柱靜壓力相等。g=ρ·g·h，用壓力計(jì)測(cè)量吹氣管上端壓力，就可以測(cè)量液位。
假設(shè)液體的密度保持不變，則測(cè)量液位和測(cè)量管內(nèi)的空氣壓力之間就存在著一種線性關(guān)系。
大氣壓力和測(cè)量管內(nèi)的壓力可以通過(guò)傳感器卡上的**壓力測(cè)量室同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。液位就是通過(guò)兩次信號(hào)之間的差異計(jì)算出來(lái)的。這種測(cè)量方法可以防止測(cè)量室可能發(fā)生的零點(diǎn)漂移，從而確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確。由于吹氣式液位計(jì)將壓力檢測(cè)電移至頂部，其使用維修都很方便，很適合于地下儲(chǔ)罐、深槽等場(chǎng)合。為了保證供氣量穩(wěn)定，流經(jīng)節(jié)流件的流體**壓力與節(jié)流件前的流體**壓力之比應(yīng)小于或等于臨界壓縮比。用吹氣法測(cè)容器液位的關(guān)鍵是要恒定吹氣的流量，否則便會(huì)產(chǎn)生誤差。有兩種方法可以恒定吹氣流量，一是用限流孔板，二是用恒差繼動(dòng)器。
2.2 投入式液位計(jì)
投入式液位計(jì)適用于無(wú)論是應(yīng)用于鍋爐液位測(cè)量還是用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測(cè)量，都具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，其精巧的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單的調(diào)校和靈活的安裝方式為用戶輕松地使用提供了方便。4～20mA、 0～5v、 0～10mA等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出方式由用戶根據(jù)需要任選。投入式液位計(jì)的不銹鋼傳感器帶有可伸長(zhǎng)的聚亞安酯外殼材料的電纜線，該投入式液位計(jì)可選擇帶有重錨的傳感器，這種投入式液位計(jì)應(yīng)用在有波動(dòng)或急流的液體環(huán)境中。
4、平衡容器的使用
4.1 單室平衡容器用于測(cè)量低壓容器的液位
4.2 雙室平衡容器用于測(cè)量鍋爐汽包水位的高度
雙室平衡容器是由正壓補(bǔ)償管、水杯、漏斗等零件焊接而成。工作過(guò)程中，飽和蒸汽因?yàn)槟Y(jié)而釋放的熱量同時(shí)對(duì)正壓補(bǔ)償管和負(fù)壓管加熱，并且平衡容器的外層保溫減少了熱量的損失，從而使正壓補(bǔ)償管內(nèi)水的重度在任何工況下都近似等于汽包（或受壓容器）內(nèi)水的重度；又由于正確的選用正壓補(bǔ)償管的高度，不論容器內(nèi)壓力如何變化，正壓補(bǔ)償管的壓力與負(fù)壓管的壓力變化值均相等，因此雙室平衡容器輸出的差壓不變，即低置水位指示的水位不變。一旦水位發(fā)生變化，則輸出的差壓也隨之變化，所以低置水位指示可以適時(shí)顯示容器內(nèi)的水位。為提高雙室平衡容器測(cè)量的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)中特別強(qiáng)調(diào)增大正壓容器的截面積（以保證杯內(nèi)水量的減少對(duì)水位影響較小。）
為防止其延伸到汽包之間的管線冬季發(fā)生凍結(jié)，應(yīng)在管線旁加裝伴熱裝置。
5、恒浮力式液位計(jì)
恒浮力式液位計(jì)包括：
�。�1）浮子鋼帶式液位計(jì)
�。�2）浮子杠桿式液位計(jì)
�。�3）浮子電磁式液位計(jì)
測(cè)量原理：利用浮子隨被測(cè)介質(zhì)液位的變化而浮動(dòng)，從而帶動(dòng)指示變化。
儀表特點(diǎn)：
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，指示部分和測(cè)量部分分離，衛(wèi)生安全。顯示器觀測(cè)角度任意可調(diào)，顏色對(duì)比鮮明，適合遠(yuǎn)距離觀測(cè)。使用壽命長(zhǎng)，在維護(hù)和保養(yǎng)上wuxu太多的時(shí)間和費(fèi)用。
6、電極式水位計(jì)
工作原理：利用水的導(dǎo)電性。當(dāng)被測(cè)容器中的水位上下變化時(shí)，連通器中的水位隨之變化，并且高度相等。被水浸沒(méi)的電極，自身的電路被導(dǎo)通，顯示器上水位一下的顯示點(diǎn)全部變亮。此種測(cè)量方法維護(hù)簡(jiǎn)便，顯示直觀。但是缺乏連續(xù)性。一般用于現(xiàn)場(chǎng)指示，或水位報(bào)警指示。
7、超聲波液位計(jì)
7.1 氣介式超聲液位傳感器
連續(xù)測(cè)量液位時(shí)，利用反射原理，發(fā)射換能器發(fā)出超聲脈沖，到達(dá)液面后反射回來(lái)由接收換能器接收，根據(jù)聲波往返時(shí)間，在已知聲速的條件下判斷液位（這實(shí)際上是超聲測(cè)距原理）。發(fā)射和接收可由同一換能器擔(dān)任，先由它發(fā)射，隨即轉(zhuǎn)為接收。
換能器裝在液面以上的氣體介質(zhì)中垂直向下發(fā)射和接收，稱為“氣介質(zhì)”。
7.2 液介式超聲液位傳感器
液介式用的換能器浸在液中，依靠液體傳聲，其聲速也受溫度影響，常用圖所示校正裝置。圖中1為浮子，它帶動(dòng)裝有反射靶2的擺桿3，可繞下端支點(diǎn)擺動(dòng)。擺桿上還裝有校正用的換能器4。
圖中的換能器5向上方發(fā)射超聲脈沖，并接收液面回波，根據(jù)它所測(cè)出的往返時(shí)間和前述校正裝置測(cè)得的平均聲速，可計(jì)算出液位。
8、插入式液位計(jì)
插入式液位計(jì)是一種新型的利用浮力和磁力特性測(cè)量液位的儀表 ， 它是由傳感器和二次顯示控制儀表組成的。它具有性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，體積小等特點(diǎn)，亦可實(shí)現(xiàn)對(duì)雙介質(zhì)介位的測(cè)量。傳感器輸出的液位電信號(hào)除現(xiàn)場(chǎng)指示外，直接可用于遠(yuǎn)傳二次顯示、液位報(bào)警、液位的自動(dòng)控制等。
二、CCPP鍋爐液位測(cè)量介紹
1、CCPP簡(jiǎn)介
2、汽包水位測(cè)量介紹
CCPP擁有2臺(tái)鍋爐，分別為1#和2#汽機(jī)提供蒸汽。鍋爐中的汽包水位是重點(diǎn)被測(cè)對(duì)象。
每臺(tái)鍋爐都具有1個(gè)高壓汽包，1個(gè)低壓汽包和1個(gè)除氧罐。
高壓汽包的水位現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表為2部雙色云母水位計(jì)，分別安裝在汽包的兩端。低壓汽包的水位現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表為2部紅綠雙色玻璃管液位計(jì)，分別安裝在汽包兩端。除氧罐的水位現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表為電磁式翻板液位計(jì)，安裝在其中部。現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表顯示是利用攝相頭對(duì)顯示液位拍攝傳遞至主控制室進(jìn)行顯示。
2.2 表盤水位顯示
3個(gè)容器均采用1組電接點(diǎn)水位計(jì)，以電信號(hào)傳遞至主控制室中的顯示盤，通過(guò)紅綠雙色顯示牌顯示水位。
2.3 水位變送器顯示
3個(gè)容器均采用橫河EJA差壓變送器通過(guò)比較正負(fù)端的差壓，顯示容器水位。然后通過(guò)DCS系統(tǒng)到達(dá)計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示。
3、提出問(wèn)題與不足
現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表：玻璃管液位計(jì)需要照明燈的照射，燈泡的需要定期更換，保證現(xiàn)場(chǎng)顯示。
云母液位計(jì)的可視性很差。
電接點(diǎn)水位計(jì)：電接點(diǎn)水位計(jì)由于接線端暴露在外，容易被人誤碰，導(dǎo)致線路虛接乃至電接點(diǎn)損壞。
變送器：由于汽包定期加藥除污垢，雜質(zhì)。致使變送器的測(cè)量管中帶有污垢，雜質(zhì)等。定期通過(guò)打開(kāi)排污門排污非常必要。由于鍋爐停爐，這使得在環(huán)境溫度很低的情況下變送器測(cè)量管中的水會(huì)結(jié)冰，體積膨脹，這樣會(huì)壓壞膜盒。所以需要在冬季對(duì)測(cè)量管提供持續(xù)伴熱。（電伴熱的伴熱帶在鍋爐運(yùn)行時(shí)會(huì)被測(cè)量管的高溫燙壞，所以建議使用蒸汽伴熱）。
結(jié)語(yǔ)
以上是對(duì)液位測(cè)量的簡(jiǎn)單介紹和鍋爐水位測(cè)量的介紹和一些建議。
鍋爐是工業(yè)和生活中普遍使用的動(dòng)力源。如果汽包水位控制不當(dāng)，會(huì)燒毀汽包甚至引起鍋爐爆炸。所以水位的監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)是十分重要的。正確地掌握水位測(cè)量的各種方法顯得非常必要。
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