雙室平衡容器在汽包水液位測量中的應用

李勝利 孟景花 宋建平 池占勝 唐莉(中國石油呼和浩特石化公司,內蒙古 呼和浩特 010070)

汽包的正常運行能提供下游品質合格的蒸汽，并避免產生結垢、爆管等現象，故汽包水位測量儀表是保證余熱汽包類設備穩定安全運行的重要環節，其中又以差壓式液位計分類中的雙室平衡容器在液位連續測量方面為典型范例。

1.汽包水液位的特點

1.1 水面不平穩

動能極大的汽水混合物沖擊使水面形成漩渦、液柱和波浪；汽包壓力的波動，則致使水冷壁中水沸騰的起始位置不斷發生變化。且水面各點液位分布不均，表現在汽包兩端水位低，而中部明顯的凸起。

1.2 汽水分界面不明顯

汽泡的密度由接近汽包底部處向接近水面處逐漸減小，汽水混合物的密度分布不線性。

1.3 汽包內加入有除垢藥品，致液面表面有泡沫存在

由以上可知：汽包水位是一個典型的較難實現的工藝參數，受到汽包溫度、壓力影響較多，實現準確測量有難度；同時也應知道，片面地追求幾臺液位計指示完全一致是錯誤的。

2.幾種測量汽包水液位的測量儀表應用

2.1 就地水位計

應用連通器原理制成，通過光學原理所顯示。在實際運行中，由于汽包鹽分腐蝕及水汽沖刷，連通器玻璃管內壁磨損，引起汽水分界不明顯。

2.2 差壓式水位計

根據液體靜力學原理，通過測量變動水位和基準水位之間的靜壓差，并通過外接差壓變送器將差壓信號轉換為相應的電信號來反映即時水位。雙室平衡容器就屬于這一類。

2.3 電極式水位計

利用飽和蒸汽與飽和蒸汽凝結水的電導率的差異將水位變化轉換為汽包液位區間的開關電信號。

由于汽包內各點水位不盡相同，測量易受干擾，準確穩定測量難度大，這些特點決定了在實際應用中，測量汽包水液位一般同時采用多種儀表測量，互相參考。

3.雙室平衡容器的測量原理

雙室平衡容器是在單室平衡容器的基礎上增加了參比水柱，并通過T字形連通器將汽包中動態的水位產生的壓強與參比水柱壓強相比較，得到汽包中的實際水位差壓值。

4.運行中遇到的實際問題

4.1 汽包未連續工作時，液位指示偏差較大

通過觀察發現，在汽包啟用、停止、排空時誤差較大，表現為和玻璃板參照數值指示偏差大，恢復時間較長，需要人為進行灌水。

4.2 保溫

對比裝置其他類型儀表，發現雙室平衡容器對保溫需求更高。究其原因，是雙室平衡容器對溫度變化敏感所致。當容器外部保溫較薄時，由于熱輻射作用凝汽室內無法維持和汽包內汽水混合物相同的近300度高溫，凝結水的速度會加快，自然對流狀態依然在進行，但已不能如實反映汽包內的動態平衡過程，測量的準確性大打折扣。建議將平衡容器本體和聯通管路均進行保溫，厚度和汽包本體保溫厚度一致。

4.3 安裝在外取熱汽包和蒸汽發生器的雙室平衡容器的安裝方式不同

根據安裝要求，雙室平衡容器的下放空要接至汽包的下降管上，以保證平衡本體和汽包內的工況一致。在正常工作時，溢流室中基本上沒有積水或少量的積水。而分餾汽包其實質是油漿蒸汽發生器，設備內沒有下降管。如果將其放空誤接入汽包的排污線中，當排污線的閥門動作，即將平衡容器內的壓力降為常壓，平衡容器內溫度和壓力急劇變化無法正常反映液位，只能選用不帶有下放空的雙室平衡容器或將下放空進行封堵。

4.4 液位故障值時的處理

可以在只投變送器正壓側閥門或者只投變送器負壓側閥門時，通過變送器表頭所指示差壓值來檢查變送器雙側受壓情況，以判斷表的遷移量是否準確。汽包投入運行前，雙室平衡容器的基準杯、導壓管都應灌滿水。如果參照前圖的安裝方式，當參比水柱側有水柱高度不足、凍凝或者堵塞的現象時，儀表指示將是0%以下；當測量水柱側有凍凝和堵塞的現象時，儀表指示將在100%以上。

4.5 泄漏點多

由于雙室平衡容器內部結構復雜，靜密封點多，且測量的汽水混合物的密度和壓力變化范圍較大，造成泄漏點較一般測量儀表多。如雙室平衡容器內部連通管與溢流室、基準杯與溢流室之間的滲漏、變送器的接頭滲漏或平衡閥內漏都將造成測量偏差。如果安裝前要按照規范要求做密封試驗，便能有效的克服此類影響。

4.6 臟污

T型連通器和汽包內部聯通，存在動態的交換過程；臟污對參比水柱的高度影響更大，繼而擴大測量的誤差。

5.結語

雙室平衡容器在汽包穩定運行時能夠較好的反映液位的變化，結合其他形式的液位測量儀表，可以達到保障汽包安全運行的目的。