專利名稱：一種組合式鍋筒真實水位測量筒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)、電站鍋爐鍋筒遠傳水位測量用的電報型水位計、差壓型水位計共用的一種改進的水位計一次感受件-一種組合式鍋筒真實水位測量筒。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水位測量，尤其適用于大型鍋爐鍋筒真實水位測量。
中國發(fā)明專利號(ZL91100647.8)公開的一種組合式汽包水位取樣裝置，其缺陷是相對于正?！癘”水位基準，或者水側取樣管中心基準，電極水位計標定刻度點位高度和與之對應的電極座在主測量筒上的安裝高度是相同的，電極在測量筒體上的布置高度是按須檢測點水位的實際高度布置，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，而鍋爐在運行條件下，尤其在額定工況下，鍋筒內(nèi)飽和水中夾帶大量汽泡，上述電極水位測量筒無法提供額定工況下的鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實水位訊號；差壓平衡容器的基準管“O”正常水位高度不合理，差壓法測水位是通過比壓頭來實現(xiàn)的，在額定工況下正?！癘”水位基準理論重度水柱壓頭遠大于鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的正常“O”真實水位壓頭，因而上述平衡容器輸出的差壓不能使差壓變送器檢測到“O”差壓，水位計顯示正?！癘”水位的目的。對于大型鍋爐，用上述水位計測得的理論重度水位，在額定工況下，不能滿足生產(chǎn)工藝要求，會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)明的任務是為鍋爐遠傳水位測量用的電極型水位計，差壓型水位計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，能較準確、可靠、同步測量鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實水位的由一種電極真實水位測量筒和由一種KHo基準管恒位帶多種保護平衡容器組合成的一種組合式鍋筒真實水位測量筒。
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，利用二者在運行條件下水柱溫差導致的水柱密度差，使主測量筒1充滿從汽側連通管14導入的飽和汽，主測量筒1好比一個與鍋筒內(nèi)汽壓汽溫條件相同的小汽包，位于主測量筒1內(nèi)與鍋筒水側連通的內(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，又稱理論重度飽和水，在不同負荷或不同汽壓下，鍋筒內(nèi)某一夾帶汽泡的真實水位，內(nèi)筒體內(nèi)有許多個高度理論重度水位與之重量平衡，在額定工況下，鍋筒內(nèi)被測位的一個夾帶汽泡的真實水位，內(nèi)筒體4中僅有一個高度的理論重度水位與之重量平衡，根據(jù)這一特性，電極座在主測量筒上的布置高度按額定工況下，須檢測的鍋筒內(nèi)真實水位在內(nèi)筒體4相對應的理論重度水位高度布置，電極水位計指示按須檢測的真實水位高度標定，則在額定工況下，電極水位計顯示鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實水位高度，鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實水位用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Hz與HL重量平衡時，令它們的高度關系為KHz=HL,K是一個小于1的系數(shù)，它與鍋爐容量，負荷大小，汽壓高低，汽水分離器型式，水位高低相關。鍋爐容量越大，負荷越大，汽壓越高，汽水分離器漏汽量越大，水位越偏離正常“O”水位，K值越小，K=1～0.75。電極水位計刻度標定是以正?！癘”水位距水側取樣管中心高度Ho為“O”，比Ho高用(+)比Ho低用(-)的偏差水位Δh進行刻度的，Δhn的“n”表示以“O”為起點向上或向下的各順序點自然數(shù)，則電極水位計任意刻度點位對應的電極座在主測量筒上的安裝高度為K(Ho±Δhn)。
位于測量筒內(nèi)的基準管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，當基準管高度為KHo時，其基準管5內(nèi)水柱用HLTO表示，稱額定工況下理論重度當量“O”水位，當它與鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的正?！癘”真實水位Hzo具有相同壓頭時，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是一個小于1的系數(shù)，K=1～0.75鍋爐容量越大，負荷越大，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。汽連絡管6，彎曲管3，橫截面積多倍于基準管5橫截面積的貯過冷水付筒2，付筒2下部與基準管5水相呈通道的管系及基準管上部口溢水功能組成基準管5在動態(tài)條件下自動恒位保護系統(tǒng)，汽連絡管6用于向付筒2因汽冷凝導致汽減少的連續(xù)補汽，彎曲管3用于當鍋筒汽壓大幅度驟降，基準管5飽和水汽化大量丟失，此時伴隨鍋筒水位急升，內(nèi)筒體4內(nèi)水位急升，水位超過彎曲管3頂端時，彎曲管3實施虹吸調(diào)內(nèi)筒體4內(nèi)水補充付筒2進而維持基準管5恒位，運行條件下付筒2內(nèi)過冷水與基準管5中飽和水位維持不等位重量平衡，遇汽壓中小幅度驟降，基準管5內(nèi)飽和水汽化中等程度失水，付筒2“寬”容器對基準管5“窄”容器通過水柱重量平衡維持基準管5內(nèi)水位近似恒位，付筒2連續(xù)冷凝水以返虹方式補充基準管5，多余水柱經(jīng)基準管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，基準管5下部引出的基準水頭輸出管7之間輸出一個差壓(ΔP)，差壓水位轉換關系式有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)寫成ΔP=-(KHzo-KHz)(rw-rs)……(二)式中Hzo-額定工況下正?！癘”真實水位，Hz-額定工況下真實變化水位式(二)中前項和后項K取相同值，則式(二)寫成ΔP=-K(Hzo-Hz)(rw-rs)……(三)為精確測定時，因后項K≤K前項，后項K寫成K=K.k1K1=1～0.90，汽壓越高，水位越偏離正常”O(jiān)”水位，K1越小，則式(三)寫成ΔP=-K(Hzo-K1Hz)(rw-rs)……(四)由于K1是一個當汽壓為一定值時，是ΔP的函數(shù)，可以在二次儀表系統(tǒng)中進行修正?？疾焓?三)式(四)可知通過測量差壓(ΔP)和汽壓(P)及使汽壓(P)函數(shù)化得rw-rs=f(P)，再通過對各種鍋爐在額定工況下鍋筒真實“O”水位與理論重度當量“O”水位高度相關系數(shù)K的測定，以及偏離正?！癘”水位時，真實水位與理論重度水位高度相關修正系數(shù)K1的測定，式(三)、(四)方程式中僅剩下一個未知數(shù)(Hz)-真實變化水位，可見建立的KHo基準恒位帶多種保護平衡容器物理模型和該物理模型數(shù)學表達式(三)、(四)，可以用差壓法求解在額定工況下鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實變化水位(Hz)。
本發(fā)明在額定工況下同時輸出電極、差壓真實水位訊號，可以有四種用途，其四種用途是電極、差壓真實水位計聯(lián)用；純電極指示真實水位測量筒；純電極報警保護真實水位測量筒；純差壓真實水位計用平衡容器。
本發(fā)明的優(yōu)點是在額定工況下，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、差壓型水位計同步準確、可靠測量鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實水位，對于大型鍋爐有極高的節(jié)能和安全意義。
本發(fā)明的實施例如附圖所示附

圖1是結構示意圖。
附圖2是A-A視圖。
附圖3是B-B視圖。
附圖4是付筒2與基準管水頭輸出管7三通連接方式。
本發(fā)明有主測量筒1，付筒2，彎曲管3，內(nèi)筒體4，汽連絡管6，變化水頭輸出管8，基準水頭輸出管7，汽側取樣管14，水側取樣管15，排泄管18，測量電極12，包括一種雙容器電極真實水位測量筒，有互相連通段橫斷面呈曲多邊形內(nèi)筒體4，在本實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。同以水側取樣管15中心為基準，電極座在主測量筒1上的安裝高度是該電極座對應的電極水位計標定刻度點位高度的K倍，K=1～0.75。正?！癘”水位電極座在主測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?！癘”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，對于同一臺鍋爐，K是一個變量，正?！癘”水位附近，K有最大值，水位越偏離正常“O”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量筒1上布置，測量電極12固定于安裝在主測量筒1周邊的電極座11上，穿越由電極座11主測量筒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，電極縱列和電極設置數(shù)視需測量精度而定。
本發(fā)明還包括一種KHo基準恒位帶多種保護平衡容器，主測量筒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警水位附近，一根汽連絡管6將主測量筒1與付筒2汽室連通，付筒2橫截面積多倍于基準管5橫截面積，位于主測量筒1內(nèi)的基準管5的高度，從水側取樣管15中心至基準管上部管口高度為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)部空間高度與基準管5的KHo高度近似相同，或略長或略低都可以，變化水頭輸出管8，基準水頭輸出管7分別在內(nèi)筒體4和基準管5的下部一同垂直引出，也可以一同水平引出，垂直引出時，用一條水平狀連絡管，高度在水側取樣管15中心高度，將付筒2與基準管5連通，如附圖1虛線所示。當基準水頭輸出管7變化水頭輸出管8一同水平引出時，引出高度在水側取樣管15中心高度，此時付筒2與水平狀基準水頭輸出管7的連接方式可以有二種，一種是基準水頭輸出管7分作二段，付筒2串接在基準水頭輸出管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，基準水頭輸出管7接基準水頭脈沖管9，二脈沖管輸出接差壓變送器或差壓水位計。當單獨作差壓平衡容器使用時，內(nèi)筒體4可以是一根管狀帶底筒，彎曲管3的內(nèi)徑一般是水側取樣管內(nèi)徑的1/3左右。
附圖中1主測量筒 2付筒 3彎曲管 4內(nèi)筒體5基準管 6汽連絡管 7基準水頭輸出管8變化水頭輸出管 9基準水頭脈沖管10變化水頭脈沖管 11電極座 12測量電極13短管 14汽側取樣管 15水側取樣管16下降管 17鍋筒 18排泄管
權利要求
1．一種組合式鍋筒真實水位測量筒，有主測量筒(1)、彎曲管(3)、內(nèi)筒體(4)、汽連絡管(6)、基準水頭輸出管(7)、變化水頭輸出管(8)、排泄管(18)、汽側取樣管(14)、水側取樣管(15)，其特征在于包括1)一種雙容器電極真實水位測量筒，有測量電極(12)，其特點在于同以水側取樣管(15)中心為基準，電極座(11)在主測量筒(1)上的安裝高度是該電極座對應的電極水位計標定刻度點位高度的K倍，K=1～0.75。2)一種KHo基準恒位帶多種保護平衡容器，有付筒(2)，其特點在于基準管(5)上端管口離水側取樣管(15)中心高度是正?！錙″水位高度Ho的K倍，K=1～0.75,K1=1～0.90差壓水位轉換式有如下二種表達式ΔP=-K(Hzo-Hz)(rw-rs) ……(一)ΔP=-K(Hzo-K1Hz)(rw-rs)……(二)
2．一種雙容器電極真實水位測量筒，有主測量筒(1)、內(nèi)筒體(4)、水側取樣管(14)、汽側取樣管(15)、排泄管(18)、測量電極(12)，其特征在于同以水側取樣管(15)中心為基準，電極座(11)在主測量筒(1)上的安裝高度是該電極座對應的電極水位計標定刻度點位高度的K倍，K=1～0.75。
全文摘要
本發(fā)明由一種雙容器電極真實水位測量筒和由一種KHo基準管恒位帶多種保護平衡容器兩項子發(fā)明組合而成,兩項子發(fā)明也可獨立使用,用于鍋爐在額定工況下同時提供電極真實水位訊號和差壓真實水位訊號,使電極型水位計和差壓型水位計能同時準確可靠測量鍋筒內(nèi)夾帶汽泡的真實水位。
文檔編號F22B37/78GK1216824SQ9711887
公開日1999年5月19日 申請日期1997年11月5日 優(yōu)先權日1997年11月5日
發(fā)明者成文章 申請人:成文章