差压式水位计的组成

单元三差压式水位计单元内容一、知识讲解

1、差压式水位计组成

2、平衡容器的工作原理3、差压式水位计汽包压力的自动补偿

4、差压式水位测量系统的安装（自学）

5、差压式水位计的安装注意事项

（自学）

二、归纳总结

三、作业1学时教学目标教学目标(1)能够正确的安装差压式水位计；(2)熟练的完成接线；(3)能够根据功能调试差压式水位计。(4)差压式水位计的组成；(5)差压式水位计的工作原理及特性(6)差压式水位计的的安装与调试教学重点难点重点难点差压式水位计方法；差压式水位计过程中遇到的问题4.3差压式水位计4.3差压式水位计锅炉汽包水位的特点，水位计相关知识，观看案例、动画、视频，总结水位计工作过程，针对汽包水位的特点，进行传感器选型。4.3差压式水位计一、差压式水位计的组成：

差压式水位计主要由水位－差压转换装置（又称平衡容器）、压力信号导管和差压显示仪表（差压计）三部分组成。4.3差压式水位计差压式水位计有三种测量方式：1、双法兰式液位测量双法兰式液位测量用于密闭容器液位检测，主要用于检测量程比较大的高塔，灌的液位，空冷塔液位，水冷塔液位检测等。2、单法兰式液位测量单法兰式液位测量用于敞口容器的液位检测，如水池液位检测等。3、平衡式差压液位测量平衡式差压液位测量适合应用于介质组分、温度、压力存在较大变化的容器，例如锅炉汽包水位测量。4.3差压式水位计二、平衡容器的工作原理：

差压式水位计是将水位的高低信号转换为差压信号来实现水位测量的。水位-差压转换容器（平衡容器）是仪表的感受部件。凝汽筒式平衡容器

双室平衡容器4.3差压式水位计二、平衡容器的工作原理：4.3差压式水位计平衡容器的工作原理：

（1）正压管是从平衡容器中引出，负压管是从汽包水侧连通管中引出。

（2）平衡容器的水面高度L是一定的。当水面要增高时，水便通过汽侧连通管溢流入汽包；要降低时，由蒸汽冷凝水来补充。因此当平衡容器中的水密度一定时，正压管压力为定值，负压管与汽包连通的，输出压力的变化反映了汽包水位的变化。平衡容器的输出差压为：4.3差压式水位计平衡容器的工作原理：结论：（1）平衡容器的结构一定、汽包压力一定及一定的条件下，平衡容器的输出差压与汽包水位H成线性关系。（2）汽包水位H越高，平衡容器输出差压越小。存在的问题：（1）由于平衡容器的向外散热，凝汽筒内凝结水温度由上至下逐步降低，且温度分布不易确定，因此很难确定。（2）汽包压力变化时，会引起发生变化，引起误差。4.3差压式水位计平衡容器的工作原理：

饱和水、干饱和蒸汽的密度与压力的关系图4.3差压式水位计平衡容器的改进：减小或消除此类误差的方法：(1)改进平衡容器的结构，以得到仅与水位有关的差压值。(2)对平衡容器的输出信号引入压力校正，即采用自动补偿运算装置。二、平衡容器的改进改进平衡容器的目的:

保证在正常水位H0时，水位指示（即输出差压）基本不随汽包压力变化，起到压力补偿的作用。电厂典型的三种改进方案：具有加热套的平衡容器、具有伸高冷凝室的平衡容器和内置式平衡容器。4.3差压式水位计1.具有加热套的平衡容器1-正压容器；2-加热套；3-凝结水漏盘；4-引压管；5-泄水管；6-下降管4.3差压式水位计(1)为了保证正压管中的水位始终恒定，加大了正压容器的截面积（一般要求正压容器的直径大于100mm），并在它的上方安装凝结水漏盘，使更多的凝结水不断流入正压容器，以稳定正压管中的水柱高度L。(2)由于蒸汽的加热作用，正压容器段的水温等于饱和温度。称为补偿段。(3)正压容器溢出的凝结水由泄水管流入下降管。泄水管与下降管相接处的高度应保证平衡容器内无水而下降管又不抽空，即泄水管内要保持一定高度的水。(4)负压管直接从汽包水侧引出。为了保证引压管垂直部分水的密度等于环境温度下水的密度ρ1，引压管的水平距离要大于1000mm。4.3差压式水位计2.具有伸高冷凝室的平衡容器（1）正压测：该平衡容器的伸高冷凝室所产生的大量凝结水，由凝结水收集盘收集后进入长臂管，再由短臂管口溢出，使正压管内充满向上流动的饱和水，由于溢流作用，形成了恒定的饱和水柱L作为正压侧。（2）负压测：负压侧仍由汽包水侧引出。（3）正、负引压管均具有足够的水平长度，以保证引压管水平段内的水温处于环境温度。

当汽包压力变化时，正压管和负压管内介质的密度同时发生变化，能有效克服汽包压力变化对水位测量的影响。2学时4.3差压式水位计

上述两种平衡容器均能较好地解决正常水位附近的压力自动补偿问题，但在高、低水位时仍有补偿过头及补偿不足的现象，此外环境温度变化对平衡容器内凝结水的密度的影响也不能消除。4.3差压式水位计3.内置式平衡容器目的：为了消除环境温度变化对密度凝结水密度ρ1的影响，可采用内置式平衡容器汽包运行过程中饱和蒸汽进入到冷凝罐中冷凝成饱和水回流到平衡罐中，参比水柱所形成的静压通过正压取样管引到差压变送器的正端，汽包内的水通过水侧取样管引到差压变送器的负端，这样差压变送器输出差压信号给DCS，在DCS中通过压力补偿计算得出汽包内的水位。1-汽包；2-内置平衡容器；3-灌水口；4-备用冷凝罐；5-阀门；6-引压管；4.3差压式水位计7264.3差压式水位计汽包内置水位平衡容器的优点：

（1）由于将平衡罐安装在汽包内，使平衡罐及引出管中的水的温度为汽包内饱和水的温度，其密度为饱和水的密度，这样在进行补偿计算时就有相对稳定的参数，可以准确计算出汽包水位。（2）由于在汽包的汽侧取样管上焊接有冷凝罐，可以及时向平衡罐中补充冷凝后的饱和水，可以保证在起炉不久就投入汽包水位，缩短锅炉点火后水位计的投运时间。（3）备用冷凝罐，内置式平衡罐出现意外后可将正压管与之相连，使水位计转换到外置式单室平衡容器继续工作，保证了水位测量的可靠性。4.3差压式水位计四、差压式水位计的汽包压力自动补偿1.自动校正原理由平衡容器的输出差压可得根据水蒸气图（表）可得如下经验公式4.3差压式水位计水位的压力校正原理框图4.3差压式水位计2.自动校正系统用温度、压力和差压3台变送器分别将引压管内水温、汽包压力和平衡容器的输出差压送至智能水位计（或DCS），在智能水位计（或DCS）内进行补偿运算后显示出汽包水位的数值。4.3差压式水位计3.汽包水位测量的优选逻辑为提高汽包水位控制和保护的可靠性，在水位测量中，必须采用三套独立的差压式测量系统，经汽包压力自动校正后，再经过三选中的优选逻辑才能作为水位监视和控制的信号使用，在水位保护中，为防止误动作和拒动作，必须采用三取二的逻辑提供保护信息4.3差压式水位计四、差压式水位测量系统（一）差压式水位测量系统的组成作用:差压式水位测量系统能把水位信号实时转化为4～20mA直流电流信号，以便于实现水位的自动控制和保护。差压式水位测量系统与具有逐步取代液位开关而承担保护功能的趋势。许多电厂的汽包、除氧器和高压加热器的水位高低保护信号均来自差压式水位测量系统。差压式水位测量系统主要由平衡容器、引压管、取源阀门、三阀组、差压变送器、压力变送器及DCS（或智能水位计）等组成.注意：在对差压变送器进行检修后，为保证平衡容器液面的恒定，在机组运行初期，对于除氧器水位、高加水位和凝汽器水位，均需通过手动灌水门向平衡容器灌水后，水位信号才能得到正确测量；对于汽包水位变送器，只有当机组运行一段时间后，待平衡容器中充满凝结水时，变送器信号才恢复正常。4.3差压式水位计1-平衡容器；2-取源阀门；3-负压阀；4-平衡阀；5-正压阀；6-三阀组；7-水位变送器；8-压力变送器4.3差压式水位计四、差压式水位测量系统（一）差压式水位测量系统的组成作用:差压式水位测量系统能把水位信号实时转化为4～20mA直流电流信号，以便于实现水位的自动控制和保护。差压式水位测量系统与具有逐步取代液位开关而承担保护功能的趋势。许多电厂的汽包、除氧器和高压加热器的水位高低保护信号均来自差压式水位测量系统。差压式水位测量系统主要由平衡容器、引压管、取源阀门、三阀组、差压变送器、压力变送器及DCS（或智能水位计）等组成.注意：在对差压变送器进行检修后，为保证平衡容器液面的恒定，在机组运行初期，对于除氧器水位、高加水位和凝汽器水位，均需通过手动灌水门向平衡容器灌水后，水位信号才能得到正确测量；对于汽包水位变送器，只有当机组运行一段时间后，待平衡容器中充满凝结水时，变送器信号才恢复正常。4.3差压式水位计（二）差压式水位测量装置的现场安装

1.差压变送器的连接方式一般情况下，差压变送器上标有H（高）和L（低）字样，前者表示高压侧，后者表示低压侧。三阀组与变送器连接后，人面对三阀组，若变送器左侧为H（高）、右侧为L（低），则称之为正安装；反之称为反安装。

2.正负取压管的连接方式一般情况下，与平衡容器（或汽侧）相连的取压管称为正压管（或高压侧），与水侧相连的取压管称为负压管（或低压侧）。正压管与差压变送器的高压侧相连，负压管与差压变送器的低压侧相连，称之为正安装；反之称为反安装。4.3差压式水位计当变送器零差压校验输出信号为4mA时：（1）若变送器和正负取压管之间采用正安装，则水位越高，变送器受到的差压越小，变送器输出的电流信号就越小，4mA对应满水位。（2）若变送器和正负取压管之间采用反安装，则水位越高，变送器受到的差压越大，变送器输出的电流信号就越大，20mA对应满水位。当变送器零差压校验输出信号为20mA时，以上情况正好相反。4.3差压式水位计3、平衡容器的安装

为了获得准确可靠的水位信号，在安装平衡容器时应注意以下几点：（1）每个平衡容器都应具有独立的取样孔。取样管应穿过汽包内壁隔层，管口应尽量避开汽包内水汽工况不稳定区，若不能避开，应在汽包内取样管上加装稳流装置。为防止积水或积汽，取样截止阀应横装且阀杆应处于水平位置。（2）平衡容器与汽包连接的取样管，至少应有1:100的坡度，汽侧取样管应向上向汽包方向倾斜，水侧取样管应向下向汽包方向倾斜。（3）双室平衡容器的疏水管应单独引至汽包水循环最快的下降管，并在疏水管上加装截止阀，疏水管的竖直长度应大于10m，以保证平衡容器内无水而又不至于抽空。若发生抽空现象时应关小截止阀的开度。该管路不做保温。

4.3差压式水位计（4