1、第10章 汽包水位测量,重量水位：将水位上、下联管间的测量段上的汽水混合物密度，折合成汽包工作压力下饱和水密度时相应的水位。,10.1 云母水位计,1 水位计结构水位计采用连通管原理制成。水位计的观察窗是用云母制作的，四周用螺栓紧固。,石英管式水位计,三窗式水位计,2 测量情况当水位计中水的密度等于饱和水密度时，水位计的水位即是重量水位。 水位计放置在汽包外，由于散热，使水位计中水柱温度低于饱和水温度。说明水位计的水位已不是重量水位，指示偏低h。,(h+h)Wg=h1g+hSg随着水位计中水的温度降低，1增大，h增大，即水位指示偏差增大。,10.2 差压式水位计,将汽包水位通过平衡容器转换为差
2、压信号，用差压计测量出差压的大小，求出水位的高低。 1 双室平衡容器 1）作用将水位变化转换为压差变化。 2）测量原理水位计标尺的分度为+H 0 -H正常水位H0时为“0”水位，高于正常水位时为正水位，低于正常水位时为负水位。,双室平衡容器,在正常水位(H0)时，差压方程：p0=L1g-(L-H0)Sg+H02g 在H水位时，差压方程：p=L1g-(L-H0-H)Sg+(H0+H)2g= L1g-(L-H0)Sg+H02g-H2g+HSg=p0-H(2-S)g在1、2、S为确定值时，p0为常数。p是汽包水位H的单值函数，随着水位增高，p减小。,3）分析 由于存在散热，正压室内水温由上至下逐步降
3、低，温度分布不易确定，1不易确定。 负压室受到正压室散热的影响，温度分布不易确定，2不易确定。因此，根据p测量水位就会产生误差。,2 平衡容器的改进1在本结构中可认为，正、负压室内的水温等于饱和水温。差压方程：p=LWg-(L-H0-H)Sg+(H0+H)Wg=(L-H0-H)(W-S)g,本改进较好地解决了水温受环境的影响。但也存在两个问题： 当汽包压力发生变化时，W-S会发生变化，引起p变化，产生水位测量误差。如，由图11-3曲线，在H0水位情况下，当汽包压力从8MPa降到4MPa时，（W-S)增大，因此，p0增大，指示水位降低。,在不同水位时，（L-H0-H）不同，W-S变化产生的p变化
4、不同，即水位测量误差不同。由于双室平衡容器的L总是大于H0，使汽包压力变化的影响存在，减小（L-H0)有助于降低汽包压力的影响。因此，进一步的改进就需要从平衡容器的结构、尺寸上进行。,3 平衡容器的改进2改进后的平衡容器结构如下。,1）差压信号 正常水位H0时：p0=(L-l)W+lag-H0W+(L-H0)Sg 水位+H时：p=(L-l)W+lag-（H0+H)W+(L-H0-H)Sg=p0-H(W-S)ga为室温、汽包压力下水的密度，受压力的影响很小。,2) 平衡容器结构尺寸确定需确定L与l值，降低结构尺寸对于水位测量的影响。要求：在正常水位H0下，当汽包压力从很小值变化至额定工作压力过程
5、中，平衡容器输出的差压p0保持不变。 在很小压力值（如0.5MPa)下：p05=(L-l)W5g+lag-H0W5g-(L-H0)S5ga为室温下水的密度，受压力影响很小，可认为是常数。下标5表示在0.5MPa压力下的参数值。 额定工作压力下：p0e(L-l)Weg+lag-H0Weg-(L-H0)Seg下标e表示额定压力下的参数值。根据要求，令p05=p0e （1）,平衡容器输出差压变化范围应满足差压计测量范围的要求，即在汽包压力最低情况下（W-S最大，p最大），水位最低时（水位与差压成反比），平衡容器输出差压最大。此差压最大值应等于差压计的差压测量上限pmax,有：pmax=(L-l)W5
6、g+lag-LS5g (2)联立求解式（1）和式（2）得式中：S=Se-S5;W=We-W5。,需注意： 上述的结构改造，只能使正常水位下的差压输出p0受汽包压力的影响大为减小； 在水位H（H0）时，差压输出p仍受汽包压力变化的影响。由p =p0-H(W-S)g可知，汽包压力变化时，(W-S)会变化，差压输出p仍会变化。为了进一步消除汽包压力变化对差压式水位计指示值的影响，可以进行汽包压力校正。,4 汽包水位信号的压力校正根据汽包压力与密度差之间的关系，利用汽包压力对差压输出信号进行校正计算，以校正由于汽包压力偏离额定值所带来的误差。对于平衡容器改进2（图11-4）的平衡容器，输出差压方程有：p =p0-H(W-S)g=L(W-S)g-l(W-S)g-H(W-S)g(H=H0H),根据图11-3的曲线，将密度差(a-W)、(W-S)近似表示为线性关系：(W-S)g=K1-K2p(a-W)g=K3-K4p将该两式代入上式得水位与汽包压力、差压之间的关系：,其中 K5=lK3+LK1； K6=lK4+LK2。K1、K2、K3、K4、K5、K6为常数。根据上式建立的测量系统为：,张玲芳等。电站锅炉汽包水位测量研究进展。自动化仪表，2008，29（6）：13，8. 刘吉川等。汽包水位测量新技木。中国电力，2006，39（3）：102104.,
