差压法测量锅炉汽包水位分析和应用.pdf

第51卷 第 2期 石 油 化 工 自 动 化 Vo1．51。NO．2 2015年 4月 AUT0MAT10N IN PETR()_CHEMICAL INDUSTRY April，2015 差压法测量锅炉汽包水位的分析与应用 吴斌 (中国石油工程建设公司 华东设计分公司，北京 100101) 摘要 ：针对影响汽包水位测量的因素，分别介绍了单室平衡容器、双室平衡容器和改进型双室平衡容器在差压法测量中的应 用，通过比较说明了各自的优缺点。重点讨论了改进型双室平衡容器与传统差压变送器相结合测汽包水位的方法，论述了该平 衡容器的固有补偿特性，通过设计合适的平衡容器结构参数，并在 I)CS中建立压力补偿系统，可在一定程度上克服汽包 “虚假 水位”的影响，达到提高测量精度的目的，同时强调了应对平衡容器和测量管路做合理保温。 关键词 ：汽包水位 单室平衡容器 双室平衡容器 压力补偿系统 差压法 中图分类号：TH816 文献标志码：B 文章编号：1007—7324(2015)02—0066—03 汽包水位对于炼油装置安全稳定的运行不 温度的影响，其内部冷凝水的密度经常变化，进而 可或缺，汽包水位过高或过低都会影响生产装置 造成P的变化，带来测量误差。为解决该问题，引 的正常运行。水位过高减小了蒸发的空间，造成 入双室平衡容器差压法 。 汽水分离的效果较差，使饱和蒸汽带液过多，影 响下游蒸汽驱动设备 (如汽轮机)的正常运行；水 位过低有可能造成锅炉干烧 ，大面积损坏水冷 壁，甚至引发汽包爆炸，造成人员伤亡和财产损 失。为实现对汽包水位的有效控制，避免水位剧 烈波动造成损失 ，一般炼厂都会采用三冲量的控 制方式，但是实现精确控制的前提是能得到汽包 水位的准确值[1]。因此，如何提高测量精度就具 有重大意义，笔者主要就差压法在汽包水位测量 图1 单室平衡容器测量系统示意 中的应用进行了分析 。 注 ：P——参比水柱密度；．0一 汽包内饱和蒸汽密度； 1 差压法测汽包水位 p——汽包内饱和水密度 ；AP——变送器测得的差压； H——汽包内饱和水水位 ；L 基准杯 口至连通器水平 汽包水位的准确测量一直是炼油装置 的难 管中心线的距离；P—— 汽包压力 点之一，这是 因为在汽包压力偏离设计工作点 时，饱和水和饱和水蒸气的密度会发生变化，从 3 双室平衡容器的应用分析 而导致 “虚假水位”的问题，给测量带来很大困 目前的锅炉汽包水位测量中，双室平衡容器配 难l2]。在设计过程 中，一般设计两套测量方案， 差压变送器的方法 占绝大部分，该种测量方案是由 以实现冗余测量 ：采用浮筒或者双法兰或者导波 单室平衡容器改进而来。双室平衡容器的结构有 雷达 ；采用平衡容器配差压变送器。由于平衡容 许多种，但它们的测量原理基本相同，以两种比较 器配差压变送器的方式经济实惠，且能在一定程 典型的结构为例进行介绍。 度上克服 “虚假水位”的问题，该方案一直应用广 3．1 双室平衡容器 泛 。常用的平衡容器有单室平衡容器和双室平 在实践中应用较多的平衡容器如图2所示。 衡容器 。 其原理：汽包饱和蒸汽从凝汽室进入 ，进行热交 2 单室平衡容器的应用分析 换，生成饱和凝结水，凝结水聚积在凝汽室内，产生 单室平衡容器结构简单、易于制造和安装， 的压力传递到变送器