智能電容式液位計在蒸汽鍋爐中的應(yīng)用

閆海峰

摘 要：在鍋爐生產(chǎn)過程中，選擇可靠性較強的測量儀表至關(guān)重要。智能電容器儀表適用于多種環(huán)境的液位測量，包括強腐蝕液體、高溫液體、易結(jié)晶液體等，所以實用性較強。本文主要對智能電容式液位計在蒸汽鍋爐中的應(yīng)用進(jìn)行分析，提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：智能電容式液位計；蒸汽鍋爐；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.180

1 汽包液位測量儀表在蒸汽鍋爐中的應(yīng)用分析

鍋爐生產(chǎn)是一個復(fù)雜的過程，其中涉及到多種環(huán)節(jié)，而且整個生產(chǎn)過程存在著一定的安全隱患，所以采取一定的保護(hù)措施至關(guān)重要。在鍋爐生產(chǎn)蒸汽的過程中，主要對水進(jìn)行加熱，之后產(chǎn)生蒸汽，當(dāng)蒸汽的溫度以及壓力達(dá)到一定程度后，將其輸送至蒸汽管網(wǎng)中。在實際情況中，如果直接在鍋爐中添加冷水，將會增加蒸汽的生產(chǎn)時間，所以為了更好地提高生產(chǎn)效率，主要在一級省煤器以及二級省煤器中對冷水進(jìn)行處理，之后將其輸送至汽包以及水冷壁中。對汽包中輸出的蒸汽進(jìn)行處理時，一般不能直接輸送至蒸汽管網(wǎng)中，為了保障蒸汽效果，需通過一級過熱器、二級過熱器以及減溫器進(jìn)行調(diào)整，之后才能將蒸汽輸送至蒸汽管網(wǎng)中。蒸汽中水汽分離過程主要在汽包中完成，蒸汽會從汽包上部分輸出，在實際情況中，蒸汽中所含有的水量須維持在1/2左右。在汽包中，液體表面并非呈現(xiàn)出靜止?fàn)顟B(tài)，具有一定的復(fù)雜性，由于蒸汽和水混合，而且內(nèi)部存在著一定壓力，所以液面主要處于沸騰狀態(tài)。因此，在這種情況下，對液位進(jìn)行準(zhǔn)確測量存在著較大困難。

在蒸汽鍋爐生產(chǎn)過程中，汽包液位穩(wěn)定性與鍋爐生產(chǎn)相應(yīng)設(shè)備的安全運作有著緊密聯(lián)系，而且汽包液位情況也能體現(xiàn)出鍋爐汽水體系中物質(zhì)的平衡關(guān)系，因此，準(zhǔn)確把握汽包液位情況有著重要作用。在實際生產(chǎn)過程中，一般需配置多種液位測量裝置，確保汽包液位的準(zhǔn)確測量，以維持鍋爐生產(chǎn)的安全性。在鍋爐生產(chǎn)中，相關(guān)生產(chǎn)條例中有著嚴(yán)格的規(guī)定，對汽包液位進(jìn)行了明確要求，規(guī)定了液位相應(yīng)的波動范圍，所以必須對液位進(jìn)行有效控制。液位必須處于穩(wěn)定狀態(tài)，能滿足鍋爐生產(chǎn)要求，液位過高或者液位過低都會對鍋爐生產(chǎn)的安全性造成重大影響。當(dāng)汽包液位過高時，蒸汽中汽水分離過程就會受到較大影響，會導(dǎo)致飽和蒸汽的濕度不斷提高，進(jìn)而對汽輪機以及過熱器的正常運作造成影響，出現(xiàn)設(shè)備結(jié)垢現(xiàn)象，并產(chǎn)生過熱器爆管問題，降低機組的整體熱效率。如果液位超出一定警戒值，很可能出現(xiàn)一些安全事故，最終給鍋爐生產(chǎn)帶來不利。當(dāng)汽包液位過低時，鍋爐的水循環(huán)體系就可能遭到破壞，并導(dǎo)致水冷壁出現(xiàn)過熱問題，進(jìn)而產(chǎn)生爆管現(xiàn)象，造成多種安全隱患。因此，合理應(yīng)用汽包液位測量儀表對鍋爐汽包液位進(jìn)行測量有著重要作用，以往的汽包液位測量儀表雖然能夠起到一定的測量作用，但是測量結(jié)果準(zhǔn)確性不高，容易產(chǎn)生多種問題，所以技術(shù)人員可以用智能電容式液位計進(jìn)行測量，能夠取得較好效果。

2 智能電容式液位計在鍋爐中的應(yīng)用分析

智能電容式液位計主要由三部分構(gòu)成，包括電容探極、測量筒以及電容變送器。在測量筒方面，主要由不銹鋼構(gòu)成，具有一定的堅固性和簡潔性，保溫效果較好，在這些特性作用下，汽包中水的溫度和壓力就能與測量筒中取樣水的溫度和壓力保持一致，這樣能夠較好保障測量參數(shù)的準(zhǔn)確性。一般情況下，會在測量筒中心線位置設(shè)置相應(yīng)的不銹鋼棒，形成電容器的正負(fù)極。在實際應(yīng)用中，需在中心探極處設(shè)置陶瓷絕緣保護(hù)套，確保電容器的兩極處于絕緣狀態(tài)，這樣才能更好承受高溫以及高壓影響。

如圖1，顯示的是智能電容式液位計測量原理圖。從圖中可知，電容器主要由兩個絕緣導(dǎo)體構(gòu)成，中間主要為被測液體。根據(jù)相應(yīng)表達(dá)式可知，電容器中電容的大小和介電常數(shù)為正比關(guān)系，和兩極正對面積為正比關(guān)系，和兩極間距離為反比關(guān)系。在實際情況中，在形成探極后，兩極間的距離較為穩(wěn)定，可以作為定值，兩極正對面積中底邊長處于固定狀態(tài)，在這種情況下，可以將各種定值作為介電常數(shù)中的比例系數(shù)，在這種情況下，可知電容和高度也為正比關(guān)系。在實際情況中，當(dāng)介電常數(shù)維持穩(wěn)定時，可以通過一定公式計算出電容式液位的測量值，如下：

在公式中，h測指的是儀表測量的液位值；C測量指的是電容器所測電容值；C標(biāo)空指的是標(biāo)空定值；C標(biāo)滿指的是標(biāo)滿定值；H標(biāo)高指的是探極長度。在實際情況中，當(dāng)鍋爐在運作時，汽包會承受較高的溫度和壓力，在這種情況下，介質(zhì)介電常數(shù)很多容易發(fā)生變化，如果采用以往的電容式測量法進(jìn)行操作，由于只適用于介電系數(shù)穩(wěn)定的情況，所以難以保障測量的準(zhǔn)確性。因此，可以采用具有液位測量自動補償性能的智能電容式液位計進(jìn)行測量操作。在實際情況中，這種智能電容式液位計測量筒中存在著三段同軸金屬棒，并將其作為帶電級，而軸套筒則可用作共用地極。在這種情況下，測量筒中共存在三個電容，其中一個探極為測量探極，另外兩個探極對測量探極進(jìn)行空值修正和滿值修正，這樣能較好保障測量出的汽包水位值具有一定的準(zhǔn)確性。因此，通過智能電容式液位計可以在多種環(huán)境下對汽包液位進(jìn)行準(zhǔn)確測量，以維持鍋爐安全運作。

3 結(jié)束語

在蒸汽鍋爐生產(chǎn)過程中，汽包液位的穩(wěn)定性與鍋爐生產(chǎn)的安全性有著緊密聯(lián)系，在這種情況下，對汽包液位進(jìn)行測量有著重要作用。技術(shù)人員可以選擇智能電容式液位計對汽包液位進(jìn)行測量，以維持鍋爐生產(chǎn)的正常運作。

參考文獻(xiàn)：

[1]聶小敏.蒸汽鍋爐汽包水位的自動控制[J].能源與節(jié)能，2012（07）：56-57，96.

[2]郭榮祥，孟照陽，郝東波等.蒸汽鍋爐供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵的變頻節(jié)能設(shè)計與研究[J].制造業(yè)自動化，2015（06）：151-154.