过程参数检测及仪表总结(4)

定义：按照国际标准和国家标准规定的技术条件设计定制使用的节流装置

取压装置：

角接取压分为环室取压和单独钻孔取压, 上、下侧压力在节流件前后端面处取出。 法兰取压装置 上、下侧压力在连接法兰上距节流件前后端面25.4mm处取出。 径距取压上、下侧压力在测量管段上距节流件前端面Ｄ和后 Ｄ处取出。

节流变压降流量计作原理：

1)在管道内装入节流件，流束将在节流件处形成局部收缩，使流速增大，静压力降低，于是在节流件前后产生压力差．

2) 在节流件一定；流体状态一定；管道工况一定；取压方式一定的条件下，管道流量与节流差压流量计的差压信号有确定的关系。 3）因此可通过测量差压来测流量。 C?22?pC标准孔板、喷嘴、文丘里管，?22常用的节流装置：1/4q圆喷嘴等。。3 节流变压降流量计的显?dqm???D2?1?pV4?示：显示仪表为差压计，不过按流量刻度 1??41??44 标准节流装置的管道条件：要求在节流件前2~4D处的管道截面上已基本形成典型的紊C?222?pC?阻力件不影响流速2q???D流速度分布，节流件下游的的正常恢复。 Vqm??d2?1?p44?11?? 1??44我国GB/T2624—93标准中规定的标准节流装置有： 角接取压标准孔板法兰取压标准孔板、D和1/2D取压标准孔板、角接取压标准喷嘴C、?2C?（2ISA19322?pq?d2??pq??dmV喷嘴）、长径喷嘴（D和取压）、经典文丘里管（入口圆筒段上取压和喉部取压）、文丘41/2D44?141??1??里喷嘴（上游角接取压和喉部取压）

角接取压标准孔板的适用范围：d≥12.5mm，50mm≤D≤1000mm， 0.2≤β≤0.75， ReD≥5×103（0.2≤β≤0.45）， ReD＞104（β＞0.45）。

法兰取压和径距取压标准孔板的适用范围：d≥12.5mm，50mm≤D≤1000mm，0.2≤β≤0.75，ReD≥1260β2D（D：m）。

流量公式

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流量公式中各量的单位为：体积流量qV—m3/s；质量流量qm——Kg/s；直径d或D—m；密度ρ1—kg/m3；差压Δp—Pa。

对于一定形式的标准节流装置，其流量系数α和流出系数C仅与β和雷诺数ReD有关。当

雷诺数大到一定值后，α和C就与雷诺数值无关，趋于一定值

七、液位测量

测量液位的方法1.浮力式2.静压式3.电气式4.声波式

根据锅炉汽包水位测量的重要性和测量技术的特点，锅炉汽包水位测量系统至少应满足下列基本要求：(1)准确性好。(2)可靠性高(3)维护性好

汽包水位沿其长度方向常常是不一致的，甚至会有很大偏差，其原因有以下几方面： 1、汽包安装条件的影响 2、下降管的影响3、燃烧偏差的影响

锅炉汽包水位测量对象的动态特性是指锅炉给水流量、蒸汽流量或燃烧率扰动时汽包水位变化的特性。

1.给水流量扰动造成给水流量与蒸汽流量不平衡时，汽包水位响应特性 2.蒸汽流量扰动时，汽包水位响应特性

当锅炉负荷急剧变化时，例如蒸汽流量快速增加，此时，汽包压力将随之快速降低，对应的饱和水温度降低，于是汽包水平面以下的水容积中的一部分水会汽化而生成汽泡，造成汽包水位抬高，由于炉水汽化造成的水位抬高速度快于汽水不平衡造成的水位下降速度，因而出现“假水位”现象。反之，当蒸汽流量快速减少时，汽包压力增加，由于对应的饱和水温度升高，使汽包水平面以下水容积中的一部分汽泡变成水，汽泡含量减

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少，造成水位先行降低的“假水位”现象。

危害：当“假水位”超过汽包水位紧急停炉水位值时，同样也会造成炉水被带入过热器，甚至汽轮机中，轻则造成蒸汽品质恶化、含盐量增加，重则进入主蒸汽管道和汽轮机的蒸汽中含水造成水冲击 。

汽包正常水位(Normal Water Level，NWL)是指锅炉正常运行过程中汽包中的水位应该保持的高度，一般称为汽包的零水位。 #

推荐新建锅炉应配置

1套就地水位计、3套差压式水位测量装置和3套电极式水位测量装置，这三种工

作原理共存的配置方式较为理想。

3套差压式水位测量装置用于汽包水位控制系统， 3套电极式水位测量装置用于汽包水位保护系统，

1套就地水位表因是无电源的，可以作为电源消失时的最后监视保证。

建议锅炉启动时应以电极式汽包水位测量装置为主要监视仪表，这种配置也能满足这种要求。

云母水位计：由于汽包内汽水界面不像一般储水容器中那样分明，所以汽包水位的测量目前都是测量汽包内的重量水位。

工作原理：此时，在汽包水位测量基准线开一导压口所引出的压力与假想运行状态时在该导压口处引出的压力是相同的,所引出压力的变化代表了水位的变化。

重量水位，即假想某一瞬时汽包出口与入口都封闭起来，汽侧中的水回到水一侧，水侧中的汽回到汽一侧，而且汽、水平静下来时的水位。

由于云母水位计温度低于汽包内温度，因此云母水位计的示值水柱高度低于汽包重量水位高度

误差原因： 云母水位计中的水的平均密度ρav不等于汽包内饱和水的密度时ρw ，使得液位计显示的液位不同于容器中的液位，影响因素主要在于：由于液位计中与被测容器中的液温有差别，另外与锅炉汽包压力的变化有关．

减小误差措施：常采用保温、加热、校正等手段．

云母水位计的特点：最大优点：直接反映汽包水位，直观，可靠，缺点：但只能就

地监视，并且液位显示不够清晰

双色水位计工作原理 ：改进了云母水位计结构，辅以光学系统，利用光从空气进入蒸汽或水产生不同的折射，使汽水分界面显示成红、绿两色的分界面，显示清晰，并有利于用工业电视等方式远传显示。

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具体方法：当红绿光以不同的角度进入到蒸汽空间，由于蒸汽与空气的光学性质相近，所以折射小，红光通过到影屏上显示，绿光不被显示。当红绿光以不同的角度进入到水空间，由于水棱镜的折射作用，绿光通过到影屏上显示，红光不被显示。结论：水位计中汽柱呈红色，水柱呈绿色。

电接点水位计工作原理：电接点水位计使利用汽包内汽、水介质的电阻率相差极大的性质来测量汽包水位。

电接点水位计由水位传感器和电气显示仪表组成。水位传感器就是一个带有若干个电接点的连通容器，利用其中汽、水导电性能的差别：被水淹没的电接点所在电路处于低电阻(相当于开关闭合)，因此被水接通的电接点位置可表示水位．显示电接点已被导通(即水位位置)的方法很多，最简单的如灯泡亮，也有用带放大器的发光二极管等．

特点：散热引起的误差比云母水位计小，但指示不连续，两电极间的距离就是仪表的不灵敏区。接点之间在高度上的间距不是均匀的，在正常水位附近要密一些。

双室平衡容器特点:温度补偿 给固定水柱增装了蒸汽保温室，使得固定水柱的温度达到了汽包内的汽水温度，因而消除了固定水柱非饱和状态时温度的影响。

误差原因

(1) 输出的信号差压与成负线性关系(压力不变时)。

(2) 汽包压力变化时，输出仍受压力的影响(水位不变时)。 (3) 不同水位时压力影响所产生的误差是不同的，在不变的情况下，汽包压力的变化所产生的输出误差为——————误差原因:汽包压力的变化

校正原理通：过引入汽包压力信号进行一定的校正计算，从而消除压力对测量影响的一种补偿方法

差压水位计工作原理：利用平衡容器将水位转换成差压信号，通过测量差压来得到水位。 水位—差压转换装置称为平衡容器，其结构形式如图所示，

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(a) 为简单平衡容器，(b)为双室平衡容器，(c)为结构补偿式双室平衡容器。

对图(a)中所示简单平衡容器，在图(b)所示的双室平衡容器中，给固定水柱增装了蒸汽保温室，使得固定水柱的温度达到了汽包内的汽水温度，因而消除了固定水柱非饱和状态时温度的影响。输出的信号差压与成负线性关系(压力不变时)。汽包压力变化时，输出仍受压力的影响(水位不变时)。不同水位时压力影响所产生的误差是不同的

双差压平衡容器采用双差压平衡容器的差压式水位测量系统的

优点是水位测量不再受汽包压力及环境温度等诸多因素影响。

缺点：

(1)平衡容器结构复杂。

(2)虽然不需要装设校正用压力变送器，但却要装设校正用差压变送器。差压变送器及其管路系统相对较复杂，测量可靠性差，容易产生附加误差。 结构补偿式平衡容器并没有消除汽包压力对输出的影响。l 的长度是经过设计确定的，只要适当选择l的长度就可以在一定水位上使得压力的影响减小到最低程度。

采用汽包水位的压力校正原理：差压水位的压力校正是指对简单平衡容器或双室平衡容器输出的差压信号，通过引入汽包压力信号进行一定的校正计算，从而消除压力对测量影响的一种补偿方法。

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