保持汽包水位在一定范围内是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件。汽包高水位直接影响汽水分离效果,增加饱和蒸汽的湿度和含盐量。当水位达到一定高度时,蒸汽会带水,水中的盐浓度远高于蒸汽,会使蒸汽品质变差,盐会在过热器管壁上结垢,导致过热器管烧坏爆裂,严重时甚至会导致水流入汽轮机。如果汽包水位过低,会破坏锅炉内蒸汽和水的自然循环,烧坏水冷壁管。严重缺水时也会发生爆管等事故。因此,汽包水位测量仪的应用是保证锅炉稳定安全运行的重要环节。
1.双色水位计
它是由连接器原理制成的。利用光学原理对锅炉水蒸气进行着色。蒸汽是红色的,水是绿色的。这个水位计属于锅炉的辅助设备,就地安装。水位直接观测,汽红、水绿、汽满红、水满绿,随水位变化自动连续。用于锅炉启停时监测汽包水位,正常运行时定期校准其他类型的水位计。双色水位计观察明显直观,但在实际运行中,由于锅炉加药腐蚀和水汽侵蚀,运行一段时间后,应时玻璃管内壁磨损严重,导致汽水边界不清。特别是现在普遍采用工业电视监控,由于光线变化对场景摄像头的影响,水位显示更加模糊。此外,由于水位计在汽包上,环境温度高,使得水位计的照明维护工作量明显增加。
2.差压水位计
根据流体静力学原理,通过测量可变水位和恒定水位之间的静压差,将压差值转化为水位值,再通过压差变送器将汽包水位转化为随水位不断变化的电信号,这是自动供水控制系统中的一个重要参数。
差压水位计在实际应用中存在的问题是,在测量锅炉汽包水位时,汽包压力的变化改变了水位与差压的关系,给测量带来很大的误差。目前,带汽包压力补偿的平衡容器测量方法应用广泛,但其精度仍然有限。由于平衡容器补偿装置的设计计算是建立在水位处于零水位的条件下,当运行中锅炉水位偏离零水位时,会引起测量误差。当蒸汽压力突然下降时,正压容器中的冷凝水蒸发,也会导致仪表指示异常。
这些都给锅炉运行带来很大的困难,特别是给水自动调节投入使用后,会产生错误动作,导致锅炉事故。差压水位计更适用于锅炉稳定运行时的水位测量,当运行参数变化较大时误差较大。
3.电接触式水位计
电接触式水位计根据蒸汽和水的不同电导率测量水位。高压锅炉中锅炉水的电导率一般比饱和蒸汽的电导率大几万到几十万倍。电接触式水位计由水位测量容器、电极、电极芯、水位指示灯和电源组成。电极安装在水位容器上,形成电极水位变送器。电极芯与水位测量容器的外壳绝缘。由于水的高导电性和低电阻,当触点被淹没时,电极芯和容器外壳之间的短路会点亮相应的水位指示器,反映滚筒内的水位。但由于蒸汽电导率低、电阻大,蒸汽中的电极没有电路,即水位指示灯不亮。因此,水位可以通过明亮的显示灯的数量来反映。利用饱和蒸汽与饱和蒸汽冷凝水电导率的差异,将锅炉无电水位的变化转化为电信号,由二次仪表远程显示水位。电接点水位计基本克服了汽包压力变化的影响,可用于锅炉启停和变参数运行。电接点水位计离汽包很近,所有的电信号都是从电极传输到二次仪表,所以这种仪表不仅延时小,而且误差小,不需要误差计算和调整,大大简化了仪表的维护和校准。
在实际应用中,电接点水位计的水位测量是间歇性的,必须正确选择与汽包连接的水位容器,以减小测量误差。
综上所述,双色水位计作为就地仪表,在锅炉启停时监测汽包水位,正常运行时定期校对其他类型水位计;差压水位计用于指示稳定参数运行中的水位,适用于供水的自动调节。电极式水位计更适用于参数可变的锅炉运行,具有较好的准确性,是差压式水位计测量的监测和补充。因此,这三种仪表一般同时用于锅炉汽包水位的测量。