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鍋爐水液位計的原理特點和應(yīng)用選型
發(fā)布時間:2021-01-12 06:13:01??點擊次數(shù):1722次
摘要:介紹了鍋爐水計量的目的、方法,以及鍋爐常用鍋爐液位計的基本原理、特點和應(yīng)用場合。根據(jù)不同液位計的性能特點提出了液位計的選型原則。
鍋爐是各企業(yè)普遍使用的儲存設(shè)備,管理人員須對儲罐內(nèi)儲存的物料進(jìn)行監(jiān)控,掌握其液位、儲量和質(zhì)量等重要數(shù)據(jù),以進(jìn)行有效的管理。儲罐的液位計量十分重要,合理的液位可保證儲罐安全、可靠、高效地運行。管理人員都希望找到一種既價格便宜、使用壽命長、使用維護(hù)方便,又能滿足精度要求的實時在線測量裝置。
國內(nèi)外的許多研究機(jī)構(gòu)一直致力于液位計的研究,研制出了多種類型的液位計,從*初的浮球式,到磁翻板、差壓式、超聲波及雷達(dá)液位計等,但液位計的價格也節(jié)節(jié)攀升。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)各種液位計的特點、用戶的要求和經(jīng)濟(jì)性,合理選用液位計,達(dá)到*佳的性價比。
1、概述
1.1液位計分類
按儲罐液位測量原理來分類:有直接式液位測量儀表、差壓式液位測量儀表、浮力式液位測量儀表、電氣式液位測量儀表、超聲波式液位測量儀表、雷達(dá)液位測量儀表、放射性液位測量儀表等。
根據(jù)測量的介質(zhì)特性來分類:常用的液位計有重錘浮球式液位計、磁翻板液位計、雷達(dá)液位計、超聲波液位計、差壓液位計等。
1.2測量方法的選擇依據(jù)
通常根據(jù)測量要求來選擇液位測量方法。測量要求一般有以下幾方面:
(1)測量范圍、需要的精度及測量功能;
(2)測量儀所處的環(huán)境;
(3)被測介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和狀態(tài),如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、易凝固結(jié)晶和黏稠性、氣化性等;
(4)操作條件的變化,如介質(zhì)溫度、壓力、濃度的變化等;
(5)被測對象容器的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、容器內(nèi)的設(shè)備附件及各種進(jìn)出料口等。
選擇測量方法時,要注意以下幾點:
(1)工程儀表選型要有統(tǒng)一的考慮,盡可能減少品種規(guī)格,減少備品備件;
(2)工藝**商的具體要求;
(3)實際的工藝情況。
2、電廠常見液位計的性能特點
2.1重錘浮球式液位計
重錘浮球式液位計是利用物體在液體中浮力的原理來實現(xiàn)液位測量。這種液位計國外從20世紀(jì)30年代就開始使用,至今仍有比較高的市場占有率。
重錘浮球式液位計主要技術(shù)指標(biāo):
測量范圍:0~20m;
精度:±10mm。
重錘浮球式液位計特點:
(1)結(jié)構(gòu)簡單,觀測直觀。
(2)精度不高,只能做工業(yè)測量用。
(3)由于浮球隨著液位波動,對液位測量有一定誤差。適用于常壓儲罐,不適用于帶壓儲罐的液位測量。外浮頂罐也不宜采用此種液位計,因為容易受到風(fēng)的影響,使指針不停擺動,導(dǎo)致指示不穩(wěn)定。
2.2磁翻板液位計
磁翻板液位計根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當(dāng)儲罐中的液位升降時,液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降,浮子內(nèi)的永久磁鐵通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器,驅(qū)動紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180°,當(dāng)液位上升時翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色,當(dāng)液位下降時翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?,指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實際高度,從而實現(xiàn)液位清晰的指示。也可在本體管上加裝磁性開關(guān)或遠(yuǎn)傳變送器,輸出開關(guān)信號或模擬量信號。
磁翻板液位計主要技術(shù)指標(biāo):
測量范圍:0.30~10m;6m~10m之間可以采用一根式或者分段式,大于10m的建議使用分段式。
精度:±10mm(就地指示型)。
磁翻板液位計特點:
(1)適用于高溫、高壓和腐蝕性等場合,可就地顯示和遠(yuǎn)程控制。本體管采用無縫鋼管,連接管處采用拉孔焊接,內(nèi)部無劃痕。安裝方式可選擇側(cè)裝和頂裝,本體下端密封。
(2)指示新穎、醒目,測量范圍比較大。
2.3雷達(dá)液位計
雷達(dá)液位計是利用超高頻電磁波經(jīng)天線向被測容器的液面發(fā)射,當(dāng)電磁波碰到液面后反射回來,儀表檢測出發(fā)射波及回波的時差,從而計算出液面高度。
雷達(dá)液位計主要技術(shù)指標(biāo):
測量范圍:0~40m;
精度:±1mm。
雷達(dá)液位計特點:
(1)適用于大型立罐和球罐等測量。
(2)儀表精度分為工業(yè)測量級和計量級精度,可滿足不同測量和計量的要求。安裝簡單,但其下方不得存在遮擋物體,否則會影響微波的發(fā)射和接收,通常安裝在罐頂,價格高。
(3)被測介質(zhì)的相對介電常數(shù)、液位的湍流狀態(tài)、介質(zhì)中氣泡的大小,均會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。
2.4超聲波液位計
采用超聲波測量液位的方法很多,如脈沖回波法、共振法、頻差法以及聲衰減法等,其中應(yīng)用較廣泛的是脈沖回波法。脈沖回波法的基本工作原理是:聲波換能器由脈沖信號激勵發(fā)出超聲波,超聲波通過介質(zhì)傳播到達(dá)液面,形成反射波,反射波再經(jīng)介質(zhì)傳播返回到換能器,換能器把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號,由二次儀表測出從發(fā)射聲波到接收到信號所需的時間,再根據(jù)超聲波在介質(zhì)中傳播速度和換能器的安裝高度,計算出液位高度。
超聲波液位計主要技術(shù)指標(biāo):
測量范圍:0~50m;
精度:±1mm。
超聲波液位計特點:
(1)適用于液體、顆粒狀、粉狀物料以及黏稠性的、有毒的物料的料位測量。
(2)對腐蝕性介質(zhì)考慮選用防腐探頭。
(3)可用于壓力容器和常壓容器。
(4)不宜用于溫度變化較大的工藝過程。
(5)不適合揮發(fā)性很強(qiáng)的石油產(chǎn)品液位測量,液體表面的懸浮物及泡沫會影響聲波的反射強(qiáng)度。
(6)真空系統(tǒng)的儲罐不能用超聲波液位計。
2.5差壓液位計
壓強(qiáng)可以用液位高度和液體密度的乘積來表示。差壓液位計就是通過測量壓強(qiáng)來得到液位的。此外,還可測量介質(zhì)的質(zhì)量、體積和密度。早期由于靜壓變送器的測量精度比較低,受環(huán)境溫度影響比較大,所以差壓液位計并未被廣泛采用。近些年由于變送器和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,差壓液位計受到了一定程度的歡迎。
式中p-指示壓力;
ρ-介質(zhì)密度;
h-液位高度。
差壓液位計特點:
(1)安裝簡單,無可動部件,工作可靠,日常使用維護(hù)量小。
(2)測量介質(zhì)的密度、質(zhì)量精度較高,測量液位精度一般。
(3)大風(fēng)引起的氣壓變化會影響測量精度。
(4)不能用于測量介質(zhì)分層的儲罐液位。
(5)尤其適用于遠(yuǎn)傳信號和遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2.6電廠儲罐常用液位計性能比較
常用液位計性能比較如表1所示。
3 用戶需求
液位計是鍋爐必不可少的測量儀表。用戶對鍋爐液位監(jiān)控一般要求就地、遠(yuǎn)傳兩種。就地液位計安裝在現(xiàn)場,能夠直觀、醒目地看到液位,供巡檢時檢查或與DCS比對。用戶一般傾向于選用重錘浮球式液位計或者不帶遠(yuǎn)傳功能的磁翻板液位計。
遠(yuǎn)傳液位計通過液位變送器將液位的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號,遠(yuǎn)傳至操作控制室供二次儀表或計算機(jī)裝置進(jìn)行集中顯示、報警或自動控制。磁翻板液位計、雷達(dá)液位計、超聲波液位計和差壓液位計均可設(shè)置遠(yuǎn)傳功能,其中差壓液位計*適用于遠(yuǎn)傳。
4經(jīng)濟(jì)性
經(jīng)濟(jì)性是選用液位計時需考慮的一個重要指標(biāo)。重錘浮球式液位計和磁翻板液位計價格比較便宜,差壓式液位計比前兩種貴些;雷達(dá)液位計和超聲波液位計價格比較高。但是大量程下,差壓式液位計便宜,磁翻板液位計價格和雷達(dá)差不多,甚至有時候超過雷達(dá)液位計。
5結(jié)論
上述常用液位計均能滿足鍋爐液位測量要求,也均有使用。
對于就地液位計,一般可選用重錘浮球式或者不帶遠(yuǎn)傳功能的磁翻板液位計。重錘浮球式液位計顯示醒目,但存在一定的機(jī)械磨損。
對于遠(yuǎn)傳液位計,通常選用磁翻板液位計帶遠(yuǎn)傳和差壓式液位計。超聲波液位計和雷達(dá)液位計在技術(shù)上存在著相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢,但其價格昂貴,對使用環(huán)境要求較高。如果用戶要求計量精度高而投資又不受限制,則可以采用超聲波或者雷達(dá)液位計。
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