雙室平衡容器在汽包水液位測(cè)量中的應(yīng)用

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

汽包的正常運(yùn)行能提供下游品質(zhì)合格的蒸汽，并避免產(chǎn)生結(jié)垢、爆管等現(xiàn)象，故汽包水位測(cè)量?jī)x表是保證余熱汽包類設(shè)備穩(wěn)定安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，其中又以差壓式液位計(jì)分類中的雙室平衡容器在液位連續(xù)測(cè)量方面為典型范例。

1.汽包水液位的特點(diǎn)

1.1 水面不平穩(wěn)

動(dòng)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(dòng)，則致使水冷壁中水沸騰的起始位置不斷發(fā)生變化。且水面各點(diǎn)液位分布不均，表現(xiàn)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(nèi)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(gè)典型的較難實(shí)現(xiàn)的工藝參數(shù)，受到汽包溫度、壓力影響較多，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量有難度；同時(shí)也應(yīng)知道，片面地追求幾臺(tái)液位計(jì)指示完全一致是錯(cuò)誤的。

2.幾種測(cè)量汽包水液位的測(cè)量?jī)x表應(yīng)用

2.1 就地水位計(jì)

應(yīng)用連通器原理制成，通過(guò)光學(xué)原理所顯示。在實(shí)際運(yùn)行中，由于汽包鹽分腐蝕及水汽沖刷，連通器玻璃管內(nèi)壁磨損，引起汽水分界不明顯。

2.2 差壓式水位計(jì)

根據(jù)液體靜力學(xué)原理，通過(guò)測(cè)量變動(dòng)水位和基準(zhǔn)水位之間的靜壓差，并通過(guò)外接差壓變送器將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)來(lái)反映即時(shí)水位。雙室平衡容器就屬于這一類。

2.3 電極式水位計(jì)

利用飽和蒸汽與飽和蒸汽凝結(jié)水的電導(dǎo)率的差異將水位變化轉(zhuǎn)換為汽包液位區(qū)間的開(kāi)關(guān)電信號(hào)。

由于汽包內(nèi)各點(diǎn)水位不盡相同，測(cè)量易受干擾，準(zhǔn)確穩(wěn)定測(cè)量難度大，這些特點(diǎn)決定了在實(shí)際應(yīng)用中，測(cè)量汽包水液位一般同時(shí)采用多種儀表測(cè)量，互相參考。

3.雙室平衡容器的測(cè)量原理

雙室平衡容器是在單室平衡容器的基礎(chǔ)上增加了參比水柱，并通過(guò)T字形連通器將汽包中動(dòng)態(tài)的水位產(chǎn)生的壓強(qiáng)與參比水柱壓強(qiáng)相比較，得到汽包中的實(shí)際水位差壓值。

4.運(yùn)行中遇到的實(shí)際問(wèn)題

4.1 汽包未連續(xù)工作時(shí)，液位指示偏差較大

通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，在汽包啟用、停止、排空時(shí)誤差較大，表現(xiàn)為和玻璃板參照數(shù)值指示偏差大，恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，需要人為進(jìn)行灌水。

4.2 保溫

對(duì)比裝置其他類型儀表，發(fā)現(xiàn)雙室平衡容器對(duì)保溫需求更高。究其原因，是雙室平衡容器對(duì)溫度變化敏感所致。當(dāng)容器外部保溫較薄時(shí)，由于熱輻射作用凝汽室內(nèi)無(wú)法維持和汽包內(nèi)汽水混合物相同的近300度高溫，凝結(jié)水的速度會(huì)加快，自然對(duì)流狀態(tài)依然在進(jìn)行，但已不能如實(shí)反映汽包內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程，測(cè)量的準(zhǔn)確性大打折扣。建議將平衡容器本體和聯(lián)通管路均進(jìn)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(fā)生器的雙室平衡容器的安裝方式不同

根據(jù)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(nèi)的工況一致。在正常工作時(shí)，溢流室中基本上沒(méi)有積水或少量的積水。而分餾汽包其實(shí)質(zhì)是油漿蒸汽發(fā)生器，設(shè)備內(nèi)沒(méi)有下降管。如果將其放空誤接入汽包的排污線中，當(dāng)排污線的閥門(mén)動(dòng)作，即將平衡容器內(nèi)的壓力降為常壓，平衡容器內(nèi)溫度和壓力急劇變化無(wú)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?qū)⑾路趴者M(jìn)行封堵。

4.4 液位故障值時(shí)的處理

可以在只投變送器正壓側(cè)閥門(mén)或者只投變送器負(fù)壓側(cè)閥門(mén)時(shí)，通過(guò)變送器表頭所指示差壓值來(lái)檢查變送器雙側(cè)受壓情況，以判斷表的遷移量是否準(zhǔn)確。汽包投入運(yùn)行前，雙室平衡容器的基準(zhǔn)杯、導(dǎo)壓管都應(yīng)灌滿水。如果參照前圖的安裝方式，當(dāng)參比水柱側(cè)有水柱高度不足、凍凝或者堵塞的現(xiàn)象時(shí)，儀表指示將是0%以下；當(dāng)測(cè)量水柱側(cè)有凍凝和堵塞的現(xiàn)象時(shí)，儀表指示將在100%以上。

4.5 泄漏點(diǎn)多

由于雙室平衡容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，靜密封點(diǎn)多，且測(cè)量的汽水混合物的密度和壓力變化范圍較大，造成泄漏點(diǎn)較一般測(cè)量?jī)x表多。如雙室平衡容器內(nèi)部連通管與溢流室、基準(zhǔn)杯與溢流室之間的滲漏、變送器的接頭滲漏或平衡閥內(nèi)漏都將造成測(cè)量偏差。如果安裝前要按照規(guī)范要求做密封試驗(yàn)，便能有效的克服此類影響。

4.6 臟污

T型連通器和汽包內(nèi)部聯(lián)通，存在動(dòng)態(tài)的交換過(guò)程；臟污對(duì)參比水柱的高度影響更大，繼而擴(kuò)大測(cè)量的誤差。

5.結(jié)語(yǔ)

雙室平衡容器在汽包穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)能夠較好的反映液位的變化，結(jié)合其他形式的液位測(cè)量?jī)x表，可以達(dá)到保障汽包安全運(yùn)行的目的。