智能電容式液位計在蒸汽鍋爐中的應用

閆海峰

摘 要：在鍋爐生產過程中，選擇可靠性較強的測量儀表至關重要。智能電容器儀表適用于多種環境的液位測量，包括強腐蝕液體、高溫液體、易結晶液體等，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用進行分析，提出了一些建議。

關鍵詞：智能電容式液位計；蒸汽鍋爐；應用

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用分析

鍋爐生產是一個復雜的過程，其中涉及到多種環節，而且整個生產過程存在著一定的安全隱患，所以采取一定的保護措施至關重要。在鍋爐生產蒸汽的過程中，主要對水進行加熱，之后產生蒸汽，當蒸汽的溫度以及壓力達到一定程度后，將其輸送至蒸汽管網中。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時間，所以為了更好地提高生產效率，主要在一級省煤器以及二級省煤器中對冷水進行處理，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行處理時，一般不能直接輸送至蒸汽管網中，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行調整，之后才能將蒸汽輸送至蒸汽管網中。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，液體表面并非呈現出靜止狀態，具有一定的復雜性，由于蒸汽和水混合，而且內部存在著一定壓力，所以液面主要處于沸騰狀態。因此，在這種情況下，對液位進行準確測量存在著較大困難。

在蒸汽鍋爐生產過程中，汽包液位穩定性與鍋爐生產相應設備的安全運作有著緊密聯系，而且汽包液位情況也能體現出鍋爐汽水體系中物質的平衡關系，因此，準確把握汽包液位情況有著重要作用。在實際生產過程中，一般需配置多種液位測量裝置，確保汽包液位的準確測量，以維持鍋爐生產的安全性。在鍋爐生產中，相關生產條例中有著嚴格的規定，對汽包液位進行了明確要求，規定了液位相應的波動范圍，所以必須對液位進行有效控制。液位必須處于穩定狀態，能滿足鍋爐生產要求，液位過高或者液位過低都會對鍋爐生產的安全性造成重大影響。當汽包液位過高時，蒸汽中汽水分離過程就會受到較大影響，會導致飽和蒸汽的濕度不斷提高，進而對汽輪機以及過熱器的正常運作造成影響，出現設備結垢現象，并產生過熱器爆管問題，降低機組的整體熱效率。如果液位超出一定警戒值，很可能出現一些安全事故，最終給鍋爐生產帶來不利。當汽包液位過低時，鍋爐的水循環體系就可能遭到破壞，并導致水冷壁出現過熱問題，進而產生爆管現象，造成多種安全隱患。因此，合理應用汽包液位測量儀表對鍋爐汽包液位進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，但是測量結果準確性不高，容易產生多種問題，所以技術人員可以用智能電容式液位計進行測量，能夠取得較好效果。

2 智能電容式液位計在鍋爐中的應用分析

智能電容式液位計主要由三部分構成，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的準確性。一般情況下，會在測量筒中心線位置設置相應的不銹鋼棒，形成電容器的正負極。在實際應用中，需在中心探極處設置陶瓷絕緣保護套，確保電容器的兩極處于絕緣狀態，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體構成，中間主要為被測液體。根據相應表達式可知，電容器中電容的大小和介電常數為正比關系，和兩極正對面積為正比關系，和兩極間距離為反比關系。在實際情況中，在形成探極后，兩極間的距離較為穩定，可以作為定值，兩極正對面積中底邊長處于固定狀態，在這種情況下，可以將各種定值作為介電常數中的比例系數，在這種情況下，可知電容和高度也為正比關系。在實際情況中，當介電常數維持穩定時，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標空指的是標空定值；C標滿指的是標滿定值；H標高指的是探極長度。在實際情況中，當鍋爐在運作時，汽包會承受較高的溫度和壓力，在這種情況下，介質介電常數很多容易發生變化，如果采用以往的電容式測量法進行操作，由于只適用于介電系數穩定的情況，所以難以保障測量的準確性。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確性。因此，通過智能電容式液位計可以在多種環境下對汽包液位進行準確測量，以維持鍋爐安全運作。

3 結束語

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

參考文獻：

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