冶金鍋爐常用汽包液位計(jì)類型及應(yīng)用

鍋爐汽包液位計(jì)是鍋爐的重要附屬設(shè)備，主要有雙室平衡容器、雙色液位計(jì)、彩色石英管液位計(jì)、云母水位計(jì)及電接點(diǎn)水位計(jì)等液位計(jì)，目前常用的鍋爐水位計(jì)是雙色液位計(jì)、彩色石英管液位計(jì)及電接點(diǎn)水位計(jì)，本文主要講述他們的計(jì)原理，主要優(yōu)缺點(diǎn)，一般選擇與應(yīng)用。

鍋爐汽包液位計(jì)是鍋爐的重要附屬設(shè)備，汽包液位過(guò)高會(huì)直接影響汽水分離效果，容易造成過(guò)熱器和汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢，引起過(guò)熱器爆管，機(jī)組熱效率降低。因鍋爐里的水在高溫時(shí)汽化，水和汽損耗較大，要不斷地補(bǔ)充水，才能使鍋爐的水位保持一定高度，當(dāng)水位高到一定程度，蒸汽就會(huì)帶水，可能引起破壞性事故。水位過(guò)低，鍋爐有爆炸的危險(xiǎn)。汽包液位計(jì)在實(shí)際運(yùn)行中存在諸多因素，屬于儀表中比較難處理的一類。

1、雙色液位計(jì)

（1）磁敏電子雙色液位計(jì)，主要用于鍋爐設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)液位測(cè)量與控制。選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼及進(jìn)口電子元件制造，顯示部位采用高亮度LED 雙色發(fā)光管，組成柱狀顯示屏，通過(guò)LED 光柱的紅綠變化來(lái)檢測(cè)所測(cè)液位的高低；顯示亮度高，可視距離遠(yuǎn)，標(biāo)尺清晰，顯示角度大，產(chǎn)品更具系列化，智能化。全過(guò)程測(cè)量防雨防雷，防腐防爆，可耐高溫、高壓，高密封、防泄漏、無(wú)盲區(qū)，顯示醒目，讀數(shù)直觀，且測(cè)量范圍磊，適用于各種塔、罐、槽球形容器及鍋爐等設(shè)備的介質(zhì)液位測(cè)量。選配限位開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)液位上、下限報(bào)警和控制；選配液位變送器，可將液位信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流4～20mA 模擬未準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測(cè)、指示、記錄與控制，亦可與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)直接通信。

（2）雙色液位計(jì)原理該類型的儀表都有一個(gè)容納浮球的腔體（稱為主體管或外殼），腔體通過(guò)法蘭或其他接口與容器組成一個(gè)連通器。儀表腔體內(nèi)的液面與容器內(nèi)的液面是相同的高度，所以腔體內(nèi)的浮球會(huì)隨著容器內(nèi)液面的升降而升降，此時(shí)并不能看到液位，所以在腔體外面裝一個(gè)翻柱顯示器，因?yàn)橹圃旄∏驎r(shí)，在浮球沉入液體與浮出部分的交界處安裝了磁鋼，與浮球隨液面升降時(shí)，其磁性透過(guò)外殼傳遞給翻柱顯示器，推動(dòng)磁翻柱翻轉(zhuǎn)180°。由于磁翻柱是由紅、白兩個(gè)半圓柱合成的圓柱體，所以翻轉(zhuǎn)180°后，朝向翻柱顯示器外的會(huì)改變顏色（液面以下紅色、以上白色），兩色交界處即是液面的高度。

（3）為擴(kuò)大使用范圍，可根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求增加液位變送裝置，以輸出多種電信號(hào)（如電阻信號(hào)、電壓信號(hào)或電流信號(hào)）。其中4～20mA 電流信號(hào)是比較常用的一種。比如在監(jiān)測(cè)液位的同時(shí)，磁控開關(guān)信號(hào)可用于對(duì)液位進(jìn)行控制或報(bào)警；在翻柱液位計(jì)的基礎(chǔ)上增加4～20mA 變送傳感器，在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)液位的同時(shí)，將液位的變化通過(guò)變送傳感器、線纜及儀表傳到控制室，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制。

（4）安裝方式。垂直安裝，跟隨速度≤0.08m/s，浮子材料可選304、PTFE/304 外村PTFE、鋁、鈦LED 顯示器，可選低亮型，高亮型，霧狀散光型三種，主導(dǎo)管材料可選304、1Cr18Ni9Ti、316L、304 內(nèi)襯PTFE、鈦、PP 或PTFE（聚四氟乙烯），可根據(jù)不同使用地點(diǎn)斟酌。

（5）雙色液位計(jì)可結(jié)合工業(yè)電視輔助。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、緊湊、堅(jiān)固可靠壽命長(zhǎng)。無(wú)維護(hù)工作量，能長(zhǎng)年在戶內(nèi)外安裝使用。遠(yuǎn)傳一體化結(jié)構(gòu)，使工業(yè)自動(dòng)化管理變得輕松方便。電子發(fā)光雙色顯示，適宜在光線暗的場(chǎng)所中應(yīng)用，夜間觀察更醒目。目前有廠家采用獨(dú)特的進(jìn)口霧狀散光型LED 發(fā)光管，顯示效果穿透性強(qiáng)、清晰不刺眼，供工業(yè)攝像頭遠(yuǎn)程清晰監(jiān)控。還可選配直流4～20mA 液位變送器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離集中測(cè)量與控制。

（6）缺點(diǎn)。工業(yè)電視輔助測(cè)量系統(tǒng)是由石英管液位計(jì)、攝像頭和顯示器組成，其本身就需要人工參與及受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響（如反吹）等。鍋爐運(yùn)行時(shí)看不見真實(shí)液位，所見的液位一定是假液位。這是為防止石英體受氣蝕而采取的降溫措施造成的內(nèi)外容器液體密度差形成的，誤差達(dá)可視結(jié)果的25%。

2、彩色石英管液位計(jì)（以下簡(jiǎn)稱彩色液位計(jì)）

利用自然光在液體中的折、反射原理，測(cè)量時(shí)借助紅、綠片，使液相顯示綠色，氣相顯示為紅色。由于液氣相顯示反差大，指示鮮明清晰，所以對(duì)遠(yuǎn)距離操作和夜巡視更為有利。如果帶LED 光源則顯示會(huì)更清晰，因此廣泛用于石油、化工、電力、冶金等行業(yè)的各種透明液體容器和鍋爐上，如水、汽油、液化氣、液氨、丙烷、丙烯、芳烴、酸等油品和化工原料的液位測(cè)量。

對(duì)于兩種不同介質(zhì)密度的界面測(cè)量，可選用三色界面石英管液位計(jì)。三色界面石英管液位計(jì)是利用浮力與比重差的原理而設(shè)計(jì)的，石英管中的小浮子懸浮于兩種介質(zhì)的分界部分，由于浮子呈黑色，上下部分液體顏色有異，所以顯示醒目，從而解決了一直困擾在石油化工生產(chǎn)過(guò)程中兩種混合介質(zhì)界面分辨不清的難題，是目前國(guó)內(nèi)外非常理想的直讀式液位計(jì)。根據(jù)《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第156 條規(guī)定，鍋爐遠(yuǎn)程控制水位計(jì)必須有兩個(gè)獨(dú)立的同時(shí)運(yùn)行中必須保證一個(gè)直讀水位計(jì)正常工作。可見直讀式水位計(jì)在汽包液位中占據(jù)相當(dāng)重要的位置。

UGS（UNS）系列彩色石英管液位計(jì)，它成功地克服了普通板式液位計(jì)笨重、密封面積大、易滲漏、顯示不清晰、近距離不易判斷的缺點(diǎn)。液、氣相顯示清晰、無(wú)盲區(qū)、密封性能好、耐高溫耐高壓、防黏稠、重量輕、壽命長(zhǎng)且無(wú)泄漏。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，無(wú)需電源、防爆。材料是特制的99.99%SiO2 透明石英管，變形點(diǎn)在1077℃，軟化點(diǎn)1730℃，膨脹系統(tǒng)數(shù)5.5×10-7。經(jīng)特殊工藝處理后具有耐高溫、高壓和優(yōu)良的機(jī)械特性。因汽包壓力或水溫過(guò)高或水質(zhì)問(wèn)題，對(duì)石英管有一定腐蝕性，另外石英管液位計(jì)制作廠家較多，質(zhì)量不一，根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)，石英管液位計(jì)會(huì)出現(xiàn)石英管爆裂，使用一定時(shí)間后石英管模糊不清的問(wèn)題。

3、電接點(diǎn)水位計(jì)

電接點(diǎn)液位計(jì)由多個(gè)電極按不同高度排列構(gòu)成，當(dāng)水位達(dá)到（或低于）某個(gè)電極時(shí)，電極間的導(dǎo)電率發(fā)生改變，從而檢出水位是否達(dá)到這個(gè)電極所在的位置。多個(gè)電極組合就構(gòu)成電接點(diǎn)液位計(jì)，特點(diǎn)是逐點(diǎn)指示液位，各點(diǎn)互不關(guān)聯(lián)，壞掉幾個(gè)點(diǎn)不影響其他點(diǎn)的顯示，可靠性極高。所以在顯示、報(bào)警、聯(lián)鎖保護(hù)回路中經(jīng)常用到，在大型鍋爐中是必備設(shè)備。缺點(diǎn)是分段顯示，沒(méi)有精度可言，損壞率極高，由于電極在水中腐蝕或結(jié)垢，一般半年左右就必須更換。存在假水位和誤報(bào)警的現(xiàn)象，鍋爐中的水經(jīng)常處于翻滾狀態(tài)，水汽混合物對(duì)電接點(diǎn)式水位計(jì)形成誤顯示和誤報(bào)警現(xiàn)象。密封點(diǎn)多、導(dǎo)線多，維護(hù)工作量大。這些缺點(diǎn)都是其測(cè)量原理本身存在的先天不足，無(wú)法改進(jìn)，不適宜做液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。