專(zhuān)利名稱(chēng)：一種組合式鍋筒真實(shí)水位測(cè)量筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)、電站鍋爐鍋筒遠(yuǎn)傳水位測(cè)量用的電報(bào)型水位計(jì)、差壓型水位計(jì)共用的一種改進(jìn)的水位計(jì)一次感受件-一種組合式鍋筒真實(shí)水位測(cè)量筒。它適用于汽水兩相壓力容器和鍋爐鍋筒在額定工況下的真實(shí)水位測(cè)量，尤其適用于大型鍋爐鍋筒真實(shí)水位測(cè)量。
中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利號(hào)(ZL91100647.8)公開(kāi)的一種組合式汽包水位取樣裝置，其缺陷是相對(duì)于正常“O”水位基準(zhǔn)，或者水側(cè)取樣管中心基準(zhǔn)，電極水位計(jì)標(biāo)定刻度點(diǎn)位高度和與之對(duì)應(yīng)的電極座在主測(cè)量筒上的安裝高度是相同的，電極在測(cè)量筒體上的布置高度是按須檢測(cè)點(diǎn)水位的實(shí)際高度布置，電極座安裝高度不合理，它僅能提供鍋筒內(nèi)不夾帶汽泡的理論重度飽和水位訊號(hào)，而鍋爐在運(yùn)行條件下，尤其在額定工況下，鍋筒內(nèi)飽和水中夾帶大量汽泡，上述電極水位測(cè)量筒無(wú)法提供額定工況下的鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實(shí)水位訊號(hào)；差壓平衡容器的基準(zhǔn)管“O”正常水位高度不合理，差壓法測(cè)水位是通過(guò)比壓頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在額定工況下正?！癘”水位基準(zhǔn)理論重度水柱壓頭遠(yuǎn)大于鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的正常“O”真實(shí)水位壓頭，因而上述平衡容器輸出的差壓不能使差壓變送器檢測(cè)到“O”差壓，水位計(jì)顯示正?！癘”水位的目的。對(duì)于大型鍋爐，用上述水位計(jì)測(cè)得的理論重度水位，在額定工況下，不能滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，會(huì)造成降低主汽溫和再熱汽溫，影響熱效率和危及鍋爐安全生產(chǎn)。
本發(fā)明的任務(wù)是為鍋爐遠(yuǎn)傳水位測(cè)量用的電極型水位計(jì)，差壓型水位計(jì)提供一種共用的在額定工況下既消除室溫散熱引起的水柱密度誤差，又能消除飽和水中夾帶汽泡影響密度誤差，能較準(zhǔn)確、可靠、同步測(cè)量鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實(shí)水位的由一種電極真實(shí)水位測(cè)量筒和由一種KHo基準(zhǔn)管恒位帶多種保護(hù)平衡容器組合成的一種組合式鍋筒真實(shí)水位測(cè)量筒。
本發(fā)明的解決方案如下用一根不保溫的凝水汽泄水管引至保溫的低位下降管上，利用二者在運(yùn)行條件下水柱溫差導(dǎo)致的水柱密度差，使主測(cè)量筒1充滿(mǎn)從汽側(cè)連通管14導(dǎo)入的飽和汽，主測(cè)量筒1好比一個(gè)與鍋筒內(nèi)汽壓汽溫條件相同的小汽包，位于主測(cè)量筒1內(nèi)與鍋筒水側(cè)連通的內(nèi)筒體4中水柱被飽和汽連續(xù)加熱可視為不夾帶汽泡的飽和水，又稱(chēng)理論重度飽和水，在不同負(fù)荷或不同汽壓下，鍋筒內(nèi)某一夾帶汽泡的真實(shí)水位，內(nèi)筒體內(nèi)有許多個(gè)高度理論重度水位與之重量平衡，在額定工況下，鍋筒內(nèi)被測(cè)位的一個(gè)夾帶汽泡的真實(shí)水位，內(nèi)筒體4中僅有一個(gè)高度的理論重度水位與之重量平衡，根據(jù)這一特性，電極座在主測(cè)量筒上的布置高度按額定工況下，須檢測(cè)的鍋筒內(nèi)真實(shí)水位在內(nèi)筒體4相對(duì)應(yīng)的理論重度水位高度布置，電極水位計(jì)指示按須檢測(cè)的真實(shí)水位高度標(biāo)定，則在額定工況下，電極水位計(jì)顯示鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實(shí)水位高度，鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實(shí)水位用Hz表示，內(nèi)筒體內(nèi)理論重度水位用HL表示，在額定工況下，當(dāng)Hz與HL重量平衡時(shí)，令它們的高度關(guān)系為KHz=HL,K是一個(gè)小于1的系數(shù)，它與鍋爐容量，負(fù)荷大小，汽壓高低，汽水分離器型式，水位高低相關(guān)。鍋爐容量越大，負(fù)荷越大，汽壓越高，汽水分離器漏汽量越大，水位越偏離正?！癘”水位，K值越小，K=1～0.75。電極水位計(jì)刻度標(biāo)定是以正?！癘”水位距水側(cè)取樣管中心高度Ho為“O”，比Ho高用(+)比Ho低用(-)的偏差水位Δh進(jìn)行刻度的，Δhn的“n”表示以“O”為起點(diǎn)向上或向下的各順序點(diǎn)自然數(shù)，則電極水位計(jì)任意刻度點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的電極座在主測(cè)量筒上的安裝高度為K(Ho±Δhn)。
位于測(cè)量筒內(nèi)的基準(zhǔn)管5中水柱也被飽和汽連續(xù)加熱可視為不夾帶汽泡的理論重度飽和水柱，當(dāng)基準(zhǔn)管高度為KHo時(shí)，其基準(zhǔn)管5內(nèi)水柱用HLTO表示，稱(chēng)額定工況下理論重度當(dāng)量“O”水位，當(dāng)它與鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的正常“O”真實(shí)水位Hzo具有相同壓頭時(shí)，平衡容器輸出差壓為“O”，水位表顯示“O”正常水位，令KHo=HLTO，即KHzo=HLTO,K是一個(gè)小于1的系數(shù)，K=1～0.75鍋爐容量越大，負(fù)荷越大，汽壓越高，汽水分離器漏汽量越大，水位越偏離正?！癘”水位，K值越小，正?！癘”水位附近K有最大值。汽連絡(luò)管6，彎曲管3，橫截面積多倍于基準(zhǔn)管5橫截面積的貯過(guò)冷水付筒2，付筒2下部與基準(zhǔn)管5水相呈通道的管系及基準(zhǔn)管上部口溢水功能組成基準(zhǔn)管5在動(dòng)態(tài)條件下自動(dòng)恒位保護(hù)系統(tǒng)，汽連絡(luò)管6用于向付筒2因汽冷凝導(dǎo)致汽減少的連續(xù)補(bǔ)汽，彎曲管3用于當(dāng)鍋筒汽壓大幅度驟降，基準(zhǔn)管5飽和水汽化大量丟失，此時(shí)伴隨鍋筒水位急升，內(nèi)筒體4內(nèi)水位急升，水位超過(guò)彎曲管3頂端時(shí)，彎曲管3實(shí)施虹吸調(diào)內(nèi)筒體4內(nèi)水補(bǔ)充付筒2進(jìn)而維持基準(zhǔn)管5恒位，運(yùn)行條件下付筒2內(nèi)過(guò)冷水與基準(zhǔn)管5中飽和水位維持不等位重量平衡，遇汽壓中小幅度驟降，基準(zhǔn)管5內(nèi)飽和水汽化中等程度失水，付筒2“寬”容器對(duì)基準(zhǔn)管5“窄”容器通過(guò)水柱重量平衡維持基準(zhǔn)管5內(nèi)水位近似恒位，付筒2連續(xù)冷凝水以返虹方式補(bǔ)充基準(zhǔn)管5，多余水柱經(jīng)基準(zhǔn)管5上部口自溢恒位。內(nèi)筒體4下部引出變化水頭輸出管8，基準(zhǔn)管5下部引出的基準(zhǔn)水頭輸出管7之間輸出一個(gè)差壓(ΔP)，差壓水位轉(zhuǎn)換關(guān)系式有ΔP=-(HLTO-HL)(rw-rs)……(一)式中ΔP-輸出差壓HLTO-額定工況下理論重度當(dāng)量“O”水位，HL-變化理論重度水位rw-飽和水理論重度rs-飽和汽重度用KHzo代替HLTO用KHz代替HL則式(一)寫(xiě)成ΔP=-(KHzo-KHz)(rw-rs)……(二)式中Hzo-額定工況下正常“O”真實(shí)水位，Hz-額定工況下真實(shí)變化水位式(二)中前項(xiàng)和后項(xiàng)K取相同值，則式(二)寫(xiě)成ΔP=-K(Hzo-Hz)(rw-rs)……(三)為精確測(cè)定時(shí)，因后項(xiàng)K≤K前項(xiàng)，后項(xiàng)K寫(xiě)成K=K.k1K1=1～0.90，汽壓越高，水位越偏離正?！監(jiān)”水位，K1越小，則式(三)寫(xiě)成ΔP=-K(Hzo-K1Hz)(rw-rs)……(四)由于K1是一個(gè)當(dāng)汽壓為一定值時(shí)，是ΔP的函數(shù)，可以在二次儀表系統(tǒng)中進(jìn)行修正?？疾焓?三)式(四)可知通過(guò)測(cè)量差壓(ΔP)和汽壓(P)及使汽壓(P)函數(shù)化得rw-rs=f(P)，再通過(guò)對(duì)各種鍋爐在額定工況下鍋筒真實(shí)“O”水位與理論重度當(dāng)量“O”水位高度相關(guān)系數(shù)K的測(cè)定，以及偏離正?！癘”水位時(shí)，真實(shí)水位與理論重度水位高度相關(guān)修正系數(shù)K1的測(cè)定，式(三)、(四)方程式中僅剩下一個(gè)未知數(shù)(Hz)-真實(shí)變化水位，可見(jiàn)建立的KHo基準(zhǔn)恒位帶多種保護(hù)平衡容器物理模型和該物理模型數(shù)學(xué)表達(dá)式(三)、(四)，可以用差壓法求解在額定工況下鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實(shí)變化水位(Hz)。
本發(fā)明在額定工況下同時(shí)輸出電極、差壓真實(shí)水位訊號(hào)，可以有四種用途，其四種用途是電極、差壓真實(shí)水位計(jì)聯(lián)用；純電極指示真實(shí)水位測(cè)量筒；純電極報(bào)警保護(hù)真實(shí)水位測(cè)量筒；純差壓真實(shí)水位計(jì)用平衡容器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在額定工況下，既消除了室溫散熱引起的水柱密度誤差，又消除了鍋筒內(nèi)水位含汽率影響，使電極型水位計(jì)、差壓型水位計(jì)同步準(zhǔn)確、可靠測(cè)量鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實(shí)水位，對(duì)于大型鍋爐有極高的節(jié)能和安全意義。
本發(fā)明的實(shí)施例如附圖所示附

圖1是結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是A-A視圖。
附圖3是B-B視圖。
附圖4是付筒2與基準(zhǔn)管水頭輸出管7三通連接方式。
本發(fā)明有主測(cè)量筒1，付筒2，彎曲管3，內(nèi)筒體4，汽連絡(luò)管6，變化水頭輸出管8，基準(zhǔn)水頭輸出管7，汽側(cè)取樣管14，水側(cè)取樣管15，排泄管18，測(cè)量電極12，包括一種雙容器電極真實(shí)水位測(cè)量筒，有互相連通段橫斷面呈曲多邊形內(nèi)筒體4，在本實(shí)施例中可以有兩種方式，第一種是橫斷面呈曲多邊形，與主測(cè)量筒內(nèi)壁有較寬弧面緊貼多縱列接觸，一般是三縱列接觸的帶底變形管，如附圖2采用一根變形管制成，另一種是由多根變形管，一般是三根變形管與主測(cè)量筒內(nèi)壁有較寬弧面緊貼多縱列接觸，并行并列布置，如附圖3所示，互相連通段如附圖2所示橫斷面為曲多邊形一種帶底組合狀筒體組成。同以水側(cè)取樣管15中心為基準(zhǔn)，電極座在主測(cè)量筒1上的安裝高度是該電極座對(duì)應(yīng)的電極水位計(jì)標(biāo)定刻度點(diǎn)位高度的K倍，K=1～0.75。正?！癘”水位電極座在主測(cè)量筒上的安裝高度按KHo，正?！癘”水位以上的電極座按K(Ho+Δhn)高度安裝。正常“O”水位以下的電極座按K(Ho-Δhn)高度安裝鍋爐容量越大，K值越小，對(duì)于同一臺(tái)鍋爐，K是一個(gè)變量，正?！癘”水位附近，K有最大值，水位越偏離正?！癘”水位，K值越小。電極座沿內(nèi)外筒體近似弧面接觸的中心位的縱列主測(cè)量筒1上布置，測(cè)量電極12固定于安裝在主測(cè)量筒1周邊的電極座11上，穿越由電極座11主測(cè)量筒1壁，內(nèi)筒體4壁組成的同心封閉狀圓筒形通道伸入內(nèi)筒體4空間，各電極與筒體壁之間輸出電極水位訊號(hào)，電極縱列和電極設(shè)置數(shù)視需測(cè)量精度而定。
本發(fā)明還包括一種KHo基準(zhǔn)恒位帶多種保護(hù)平衡容器，主測(cè)量筒1旁并列有付筒2，一根彎曲管3的一端從內(nèi)筒體4的KHo高度附近引出，另一端進(jìn)付筒2上部且伸入其內(nèi)，其伸入高度要低于內(nèi)筒體4上引出端，彎曲管3頂端高度在鍋筒第二報(bào)警水位附近，一根汽連絡(luò)管6將主測(cè)量筒1與付筒2汽室連通，付筒2橫截面積多倍于基準(zhǔn)管5橫截面積，位于主測(cè)量筒1內(nèi)的基準(zhǔn)管5的高度，從水側(cè)取樣管15中心至基準(zhǔn)管上部管口高度為KHo,K=1～0.75，鍋爐容量越大，汽壓越高，汽水分離器漏汽量越大，K值越小。付筒2內(nèi)部空間高度與基準(zhǔn)管5的KHo高度近似相同，或略長(zhǎng)或略低都可以，變化水頭輸出管8，基準(zhǔn)水頭輸出管7分別在內(nèi)筒體4和基準(zhǔn)管5的下部一同垂直引出，也可以一同水平引出，垂直引出時(shí)，用一條水平狀連絡(luò)管，高度在水側(cè)取樣管15中心高度，將付筒2與基準(zhǔn)管5連通，如附圖1虛線(xiàn)所示。當(dāng)基準(zhǔn)水頭輸出管7變化水頭輸出管8一同水平引出時(shí)，引出高度在水側(cè)取樣管15中心高度，此時(shí)付筒2與水平狀基準(zhǔn)水頭輸出管7的連接方式可以有二種，一種是基準(zhǔn)水頭輸出管7分作二段，付筒2串接在基準(zhǔn)水頭輸出管7上，如圖1的連接方式，另一種是付筒2底部用一短管13與基準(zhǔn)水頭輸出管7三通方式連通，如附圖4所示。變化水頭輸出管8接變化水頭脈沖管10，基準(zhǔn)水頭輸出管7接基準(zhǔn)水頭脈沖管9，二脈沖管輸出接差壓變送器或差壓水位計(jì)。當(dāng)單獨(dú)作差壓平衡容器使用時(shí)，內(nèi)筒體4可以是一根管狀帶底筒，彎曲管3的內(nèi)徑一般是水側(cè)取樣管內(nèi)徑的1/3左右。
附圖中1主測(cè)量筒 2付筒 3彎曲管 4內(nèi)筒體5基準(zhǔn)管 6汽連絡(luò)管 7基準(zhǔn)水頭輸出管8變化水頭輸出管 9基準(zhǔn)水頭脈沖管10變化水頭脈沖管 11電極座 12測(cè)量電極13短管 14汽側(cè)取樣管 15水側(cè)取樣管16下降管 17鍋筒 18排泄管
權(quán)利要求
1．一種組合式鍋筒真實(shí)水位測(cè)量筒，有主測(cè)量筒(1)、彎曲管(3)、內(nèi)筒體(4)、汽連絡(luò)管(6)、基準(zhǔn)水頭輸出管(7)、變化水頭輸出管(8)、排泄管(18)、汽側(cè)取樣管(14)、水側(cè)取樣管(15)，其特征在于包括1)一種雙容器電極真實(shí)水位測(cè)量筒，有測(cè)量電極(12)，其特點(diǎn)在于同以水側(cè)取樣管(15)中心為基準(zhǔn)，電極座(11)在主測(cè)量筒(1)上的安裝高度是該電極座對(duì)應(yīng)的電極水位計(jì)標(biāo)定刻度點(diǎn)位高度的K倍，K=1～0.75。2)一種KHo基準(zhǔn)恒位帶多種保護(hù)平衡容器，有付筒(2)，其特點(diǎn)在于基準(zhǔn)管(5)上端管口離水側(cè)取樣管(15)中心高度是正?！錙″水位高度Ho的K倍，K=1～0.75,K1=1～0.90差壓水位轉(zhuǎn)換式有如下二種表達(dá)式ΔP=-K(Hzo-Hz)(rw-rs) ……(一)ΔP=-K(Hzo-K1Hz)(rw-rs)……(二)
2．一種雙容器電極真實(shí)水位測(cè)量筒，有主測(cè)量筒(1)、內(nèi)筒體(4)、水側(cè)取樣管(14)、汽側(cè)取樣管(15)、排泄管(18)、測(cè)量電極(12)，其特征在于同以水側(cè)取樣管(15)中心為基準(zhǔn)，電極座(11)在主測(cè)量筒(1)上的安裝高度是該電極座對(duì)應(yīng)的電極水位計(jì)標(biāo)定刻度點(diǎn)位高度的K倍，K=1～0.75。
全文摘要
本發(fā)明由一種雙容器電極真實(shí)水位測(cè)量筒和由一種KHo基準(zhǔn)管恒位帶多種保護(hù)平衡容器兩項(xiàng)子發(fā)明組合而成,兩項(xiàng)子發(fā)明也可獨(dú)立使用,用于鍋爐在額定工況下同時(shí)提供電極真實(shí)水位訊號(hào)和差壓真實(shí)水位訊號(hào),使電極型水位計(jì)和差壓型水位計(jì)能同時(shí)準(zhǔn)確可靠測(cè)量鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實(shí)水位。
文檔編號(hào)F22B37/78GK1216824SQ9711887
公開(kāi)日1999年5月19日 申請(qǐng)日期1997年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月5日
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