電容式液位計在鍋爐汽包水位測量中的應用
2023年01月28日 10:09:43
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電容式液位計具有結構簡單、動態響應快、工作穩定性好以及能夠在惡劣環境(高溫、深冷、輻射、強振動等)中工作的特點，適用于車輛、石油化工等工業領域生產中液位的測量。鍋爐汽包液位是火力發電、石化工業等蒸汽系統極為重要的控制參數，汽包液位過高會影響汽水分離；汽包液位過低會造成水冷壁的損壞，嚴重時會導致爆炸。以往的雙色液位計雖直觀，但由于鍋爐加藥腐蝕和水汽沖蝕會使汽水分界模糊，電接點液位計和差壓式液位計隨散熱條件的不同，測量精度低。電容式液位計可根據液態、氣態介質的介電常數進行溫度、壓力補償，提高了測量精度。
鍋爐電容式液位計電容式液位計通過測量電容的變化來測量液面的高低。將液位計插入盛液容器內，液位計金屬棒作為電容的一個極，容器壁作為電容的另一極，兩電極間的介質即為液體及其上面的氣體。液體的介電常數ε1和液面上的介電常數ε2不同，若ε1＞ε2，則兩電極間總的介電常數值隨液位升高增大，因而電容量增大；反之，當液位下降，ε值減小，電容量也減小。所以，可通過兩電極間的電容量的變化來測量液位的高低。電容液位計的靈敏度主要取決于2種介電常數的差值，只有ε1和ε2恒定才能保證液位測量準確。電容液位計體積小，容易實現遠傳和調節，適用于具有腐蝕性和高壓介質的液位測量。
鍋爐電容式液位計主要特點：結構緊湊，安裝維護簡單，采用標準信號輸出形式，方便不同系統配置使用；聚四氟乙烯探極，適用于酸、堿等強腐蝕性液體及高溫環境，浸入液體的測量部分只用一條四氟軟線或四氟棒式探極作為傳感器，可靠性高；全密封鋁合金外殼及不銹鋼聯接件，對高溫壓力容器的液位測量與測量常溫常壓一樣簡單，且測量值不受被測液體的溫度、比重及容器的形狀、壓力的影響；配合YR9034A-0-GG-N可實現測量、輸出、電源三隔離，適應不同信號接地方式；過流、過壓、電源極性保護完善。
傳統的電容式物位計均采用模擬電路，由于被測介質介電常數的變化、雜散電容的干擾、溫度漂移、掛料等因素的影響，其應用范圍受到了限制。東輝DY系列鍋爐電容式液位計采用基于全數字化電容的測量方法，運用多參數補償技術，具有分辨力高、工作可靠、動態響應快、能在高溫、輻射和強烈振動等惡劣條件下工作等優點。鍋爐電容式液位計設計原理如圖1所示。
圖1 鍋爐電容式液位計設計原理
通過對中小型鍋爐傳統測量方式的改進，簡化了安裝方式，并解決了儀表在北方冬季不能正常測量，夏季計量漂移等問題。鍋爐電容式液位計安裝示意圖如圖2所示。
圖2 鍋爐電容式液位計安裝示意圖
鍋爐電容式液位計由于采用了*的電容式測量原理，克服了許多其他測量方法無法避免的缺點，如：不能實施全工況測量，在鍋爐啟停、排污、聯排等不穩定運行工況下，存在建立穩定差壓條件時間較長、恢復時間較長或根本不能建立差壓條件，需要人工干預的問題；在穩定工況條件下，由于受結構限制，不能解決因水溫造成的系統測量誤差的補償問題;在鍋爐缺、滿水等事故工況條件下，系統測量誤差過大的問題;結構復雜，靜密封點多，施工規模大并存在冬季保溫問題;測量時滯較長，不能即時反應鍋爐水位變化，測量信號調節質量差的問題;測量、輸出信號不準確，不能有效實行智能化、自動化控制等。該系列液位變送器安裝簡單，無需維護，性價比高，可替代傳統的電極式、、磁翻板式液位計。
鍋爐電容式液位計輸出1路標準4-20mA信號，該信號可直接送入汽包水位三沖量控制系統和YR-ASR200，調試方法和傳統差壓式液位計調試方法相同。
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