汽包平衡容器说明书
双室平衡容器在汽包液位测量中的应用
双室平衡容器在汽包液位测量中的应用汽包液位作为锅炉运行的一个极其重要的监控参数，它的准确度直接影响锅炉的正常运转。
本文介绍一种测量汽包液位的装置即双室平衡容器，通过一个实例剖析它的组成结构、工作原理。
根据它的特性，调试与其匹配的差压变送器，对生产中的一些常见故障进行分析，并提出解决方案，为企业的安全生产提供了一份保障。
关键字：汽包液位双室平衡容器变送器的调试故障分析1、边燕梅（1980-），女，汉族，山西人，大学，山西公信安全技术有限公司，助理工程师，从事卫生评价与检测。
2、刘瑞英（1981-），女，汉族，山东人，研究生，山西电力职业技术学院，讲师。
1.引言锅炉是化工生产中重要的动力设备，汽包液位是锅炉运行中的一个重要监控参数，它反映了锅炉负荷与给水的平衡关系。
锅炉运行中，通过锅炉汽包水位测量系统来监视和控制汽包水位。
汽包水位过高会直接影响汽水分离的效果，使饱和蒸汽湿度增大，容易造成过热器和汽轮机通流部分结垢，引起过热器爆管，机组热效率降低，当水位高到一定程度，蒸汽就要带水，可能引起破坏性事故；水位过低会造成锅炉水循环的破坏，影响省煤器运行，容易使水全部汽化烧坏锅炉甚至爆炸。
这就要求汽包液位在一定范围内，适应各种工况的运行。
因此，锅炉汽包水位测量系统是机组安全运行的极端重要的系统。
2.双室平衡容器的简介及工作原理利用双室平衡容器测量汽包液位是目前一种比较理想的测量手段。
它的工作原理到底是什么呢，我们通过一个例子进行详细介绍。
下面的结构示意图为山西福龙煤化有限公司10万吨/年甲醇工程中，锅炉房工段中测量汽包液位使用的就是双室平衡容器。
2.1.简介双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。
主要结构如图1所示：在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分。
这里结合各主要部分的功能特点，将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器。
2.2工作原理通过前面的介绍可以知道，凝汽室、基准杯及其底部位于容器内部的导压管中的介质温度与汽包中的介质温度是相等的。
双室平衡容器的工作原理
3。
双室平衡容器的工作原理3。
1。
简介双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。
它的主要结构如图1所示.在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分,为了区别于单室平衡容器,故称为双室平衡容器。
为便于介绍，这里结合各主要部分的功能特点，将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器，另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。
3.2.凝汽室理想状态下,来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热，形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。
3。
3.基准杯它的作用是收集来自凝汽室的凝结水，并将凝结水产生的压力导出容器，传向差压测量仪表—-差压变送器（后文简称变送器）的正压侧。
基准杯的容积是有限的，当凝结水充满后则溢出流向溢流室.由于基准杯的杯口高度是固定的,故而称为基准杯。
3.4.溢流室溢流室占据了容器的大部分空间，它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水，并将凝结水排入锅炉下降管，在流动过程中为整个容器进行加热和蓄热，确保与汽包中的温度达到一致。
正常情况下,由于锅炉下降管中流体的动力作用,溢流室中基本上没有积水或少量的积水。
3.5.连通器倒T字形连通器，其水平部分一端接入汽包，另一端接入变送器的负压侧。
毋庸置疑,它的主要作用是将汽包中动态的水位产生的压力传递给变送器的负压侧，与正压侧的(基准）压力比较以得知汽包中的水位。
它之所以被做成倒T字形，是因为可以保证连通器中的介质具有一定的流动性,防止其延伸到汽包之间的管线冬季发生冻结。
连通器内部介质的温度与汽包中的温度很可能不一致,致使其中的液位与汽包中不同，但是由于流体的自平衡作用，对使汽包水位测量没有任何影响。
3。
6.差压的计算通过前面的介绍可以知道，凝汽室、基准杯及其底部位于容器内部的导压管中的介质温度与汽包中的介质温度是相等的，即γw=γ`w，γs=γ`s。
故而不难得到容器所输出的差压。
本文以东方锅炉厂DG670-13。
双室平衡容器
一、结构及工作原理：在正常工况下，锅炉汽包内的水位无法直接测量，为此多采用引出管测量法。
但其弊病是引出管与汽包的温度差异大，故水的密度与汽包内差异大，从而造成一定的测量误差。
采用双室平衡容器是因为其在工作过程中，饱和蒸汽在室中凝结释放热量，对其中正压补偿管和负压补偿管加热，并且平衡容器外层加以足够的保护层。
减少了热量损失，使平衡容器的温度接近于汽包内的温度。
从而使正压补偿管及负压管内水的密度在任何工况下都近似等于汽包内水的密度；又由于正确的选择正压补偿管的高度，在汽包水位一定时,使汽包内的压力无论如何变化，正压补偿管的压力与负压管的压力变化值均相等，因此双室平衡容器输出的差压不变，即低置水位表指示的水位不变。
一旦汽包内水位发生变化，则平衡容器输出的差压也随之线性变化，所以低置水位指示可以适时显示汽包内的水位。
二、安装注意事项1、锅炉汽包引出的水汽管中心距应与平衡容器相同；2、平衡容器与锅炉汽包的压力等级应相同；3、平衡容器与锅炉汽包连接法兰尺寸或焊接各接口管规格应对应；4、注意：本平衡容器安装前必须对锅炉管道进行气吹，防止杂质进入平衡容器，而发生严重事故。
5、将平衡容器的汽水接口分别与汽包隔绝阀门外侧焊接，保证其垂直安装。
由于双室平衡容器较重，所以底部需用槽钢支撑，且支撑面应光滑。
以防止设备因热力膨胀产生位移而损坏。
6、双室平衡容器的疏水管应单独引至汽包水循环最快的下降管（靠近疏水管处加装截止阀），其垂直长度应大于10 m，以保证平衡容器内无水而又不至于抽空。
如发生抽空现象时关小截止阀的开度。
该管路不做保温。
7、双室平衡容器的正负压取压管路应在水平方向引出1m后向下敷设，以保证取压管内的水温等于环境温度。
8、安装完毕后，各汽水取样管、取样阀门、连通管、筒体应做保温处理，筒体顶部不做保温。
9、引到差压变送器的两根导压管路应平行敷设，共同保温，并根据现场需要加伴热防冻。
加蒸汽伴热管时应与导压管隔离。
双室平衡容器
1、双室平衡容器概述汽包水位是锅炉及其控制系统中最重要的参数之一，双室平衡容器在其中充当着不可或缺的重要角色。
但是由于一些用户对于双室平衡容器及其测量补等方面缺少全面的必要的了解或者疏漏，致使应用中时有错误发生，甚至形成安全隐患。
例如胜利油田胜利发电厂一期工程，该工程投入运行早期其汽包水位测量系统的误差竟达70-90mm，特殊情况下误差将会更大(曾因此造成汽包满水停机事故)。
迄今为止，据不完全了解，目前仍有个别用户存在一些类似的问题或者其它问题。
汽包水位是涉及机组安全与和运行的重要参数和指标，因此不允许任何人为的误差。
为使用户能够更好地掌握双室平衡容器在汽包水位测量中的应用，谨撰此文。
不足之处，请不吝指正。
2、双室平衡容器工作原理双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。
它的主要结构如图1所示。
在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分，为了区别于单室平衡容器，故称为双室平衡容器。
为便于介绍，这里结合各主要部分的功能特点，将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器，另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。
图1 双室平衡容器结构示意图①凝汽室理想状态下，来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热，形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。
②基准杯它的作用是收集来自凝汽室的凝结水，并将凝结水产生的压力导出容器，传向差压测量仪表-差压变送器的正压侧。
基准杯的容积是有限的，当凝结水充满后则溢出流向溢流室。
由于基准杯的杯口高度是固定的，故而称为基准杯。
③溢流室溢流室占据了容器的大部分空间，它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水，并将凝结水排入锅炉下降管，在流动过程中为整个容器进行加热和蓄热，确保与汽包中的温度达到一致。
正常情况下，由于锅炉下降管中流体的动力作用，溢流室中基本上没有积水或少量的积水。
④连通器倒T字形连通器，其水平部分一端接入汽包，另一端接入差压变送器的负压侧。
汽包平衡容器带压冲洗流程
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平衡容器
平衡容器是对于锅筒水位和压力进行缓冲的装置，作用类似于电工上的电容器，隔直过交，但是平衡容器是“过直隔交”，即用于消除锅筒内水位及压力小的波动对真实水位的不利影响。
故称为平衡容器，实际就是锅筒水位值的均值器。
双室平衡容器汽包水位测量及其补偿系统的应用摘要：本文以实践为基础，剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。
重点论述了补偿系统的建立方法与步骤，同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。
关键词：水位测量汽包水位双室平衡容器补偿１.摘要本文以实践为基础，剖析了双室平衡容器的工作原理与特性。
重点论述了补偿系统的建立方法与步骤，同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。
2.前言汽包水位是锅炉及其控制系统中最重要的参数之一，双室平衡容器在其中充当着不可或缺的重要角色。
但是由于一些用户对于双室平衡容器及其测量补等方面缺少全面的必要的了解或者疏漏，致使应用中时有错误发生，甚至形成安全隐患。
例如胜利油田胜利发电厂一期工程，该工程投入运行早期其汽包水位测量系统的误差竟达70～90mm，特殊情况下误差将会更大（曾因此造成汽包满水停机事故）。
迄今为止，据不完全了解，目前仍有个别用户存在一些类似的问题或者其它问题。
汽包水位是涉及机组安全与和运行的重要参数和指标，因此不允许任何人为的误差。
为使用户能够更好地掌握双室平衡容器在汽包水位测量中的应用，谨撰此文。
不足之处，请不吝指正。
3.双室平衡容器的工作原理3.1.简介双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。
它的主要结构如图1所示。
在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分，为了区别于单室平衡容器，故称为双室平衡容器。
为便于介绍，这里结合各主要部分的功能特点，将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器，另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器。
3.2.凝汽室理想状态下，来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热，形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。
双室平衡容器的工作原理
3。
双室平衡容器的工作原理3。
1.简介双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。
它的主要结构如图1所示。
在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个双室平衡容器分隔成上下两个部分，为了区别于单室平衡容器，故称为双室平衡容器.为便于介绍,这里结合各主要部分的功能特点,将它们分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器，另外文中把双室平衡容器汽包水位测量装置简称为容器.3。
2。
凝汽室理想状态下，来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热,形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。
3。
3.基准杯它的作用是收集来自凝汽室的凝结水，并将凝结水产生的压力导出容器,传向差压测量仪表-—差压变送器(后文简称变送器)的正压侧。
基准杯的容积是有限的,当凝结水充满后则溢出流向溢流室。
由于基准杯的杯口高度是固定的，故而称为基准杯。
3。
4。
溢流室溢流室占据了容器的大部分空间，它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水，并将凝结水排入锅炉下降管，在流动过程中为整个容器进行加热和蓄热,确保与汽包中的温度达到一致.正常情况下，由于锅炉下降管中流体的动力作用,溢流室中基本上没有积水或少量的积水。
3.5。
连通器倒T字形连通器,其水平部分一端接入汽包，另一端接入变送器的负压侧.毋庸置疑，它的主要作用是将汽包中动态的水位产生的压力传递给变送器的负压侧,与正压侧的(基准）压力比较以得知汽包中的水位.它之所以被做成倒T字形，是因为可以保证连通器中的介质具有一定的流动性,防止其延伸到汽包之间的管线冬季发生冻结.连通器内部介质的温度与汽包中的温度很可能不一致，致使其中的液位与汽包中不同，但是由于流体的自平衡作用，对使汽包水位测量没有任何影响.3。
6。
差压的计算通过前面的介绍可以知道，凝汽室、基准杯及其底部位于容器内部的导压管中的介质温度与汽包中的介质温度是相等的，即γw=γ`w,γs=γ`s。
故而不难得到容器所输出的差压.本文以东方锅炉厂DG670—13。
双室平衡容器汽包水位计算
锅炉汽包水位补偿(双室室平衡容器)
一、测量原理：炉汽包水位测量原理图如图2所示。
差压式水位表和汽包水位之间的关系如下所示：
ΔP=[(A-h))*ρa+(H-（A－h)*ρw]-[(A-h)*ρs+(H-(A-h))*ρw] =(A-h)*(ρa-ρs) (1)
式中：H………水侧取样孔与平衡容器的距离，mm;
A………平衡容器与汽包正常水位的距离，mm;
h………汽包水位偏离正常水位的值，mm;
ΔP………对应汽包水位的差压值，mmH2O;
ρs………饱和蒸汽的密度，kg*103=/m3;
ρw………饱和水的密度，kg*103=/m3;
ρa………参比水柱的密度，kg*103=/m3;
上式中，H、A和B都是常数；ρw、ρs是汽压的函数，在特定汽压下均为定值；平衡容器内汽水的密度ρa与其散热条件和环境温度有关。
在锅炉启动过程中，水温略有升高，压力也同时升高，这两方面的变化对ρa的影响基本上抵消，可以近似认为ρa是恒值。
根据（1）有如下：
h = A-ΔP *(ρa-ρs) (2)
令F1(X)=(ρa-ρs)
二、补偿逻辑框图：
三、F1(X)参数表：。
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专利产品
证书号：第935394号
TPH—A（B）（C）型
差压式水位计（平衡容器）
使用说明书
铁岭铁光仪器仪表有限责任公司
TIELINGTIE GUANG INSTRUMENT&APPARATUS CO．，LT
目录
一、概述------------------------------------------------------------------
二、工作原理---------------------------------------------------------
三、技术参数-------------------------------------------------------------
四、温度变送器-----------------------------------------------------------
五、制造--------------------------------------------------------------------
六、安装-----------------------------------------------------------------
七、运行---------------------------------------------------------------------
八、供货范围--------------------------------------------------------------
九、定货须知---------------------------------------------------
一、概述
TPH-A（B）（C）型差压式液位计是铁岭铁光仪器仪表有限责任公司根据市场需求开发生产的一种液位计。
广泛应用于电厂、化工厂、冶金等行业的锅炉汽包、储罐、储槽等水位监视，与其它水位计相比，具有适用压力范围广，运行泄漏点少，可靠性高，显示水位准确，远距离集控室监视等特点。
平衡容器分为三种形式：
1、TPH-A型单室平衡容器，见图1。
2、TPH-B型双室平衡容器，见图2。
3、TPH-C型室温型单室平衡容器，见图3、图4。
TPH-C型室温型单室平衡容器为专利产品。
TPH—C室温型单室平衡容器与其它结构平衡容器相比，具有下列优点：
a)参比水柱的密度进行了温度补偿测量准确，测量精度高，可以进行大量程
测量。
b)平衡容器为室温（不打保温），不向外部散热因此节约能源。
c)当汽包接近满水时，由于其参比水柱的密度远大于汽包饱和水的密度，因
此产生的差压值不趋近于零，克服了差压变送器本身零点易漂移的问题。
二、工作原理
差压式水位计是采用差压原理，测量出平衡器中的静压力与容器中实际水位的静压力（随水位升降而变化）的差压值。
通过差压变送器将差压值转变成电流信号传输到集控室计算机上进行水位监视。
本仪表采用压力变送器测量压力对汽包内饱和水、汽密度进行补偿。
TPH-C型室温型单室平衡容器为专利产品。
其特征如下：
目前单室平衡容器的参比水柱密度是人为设定的、估计的，不能测量温度进行密度补偿，因此测量水位是不精确的。
差压式水位计是测量锅炉汽包等水位的主表，用于水位自动调节，停炉保护，显然参比水柱密度误差大会导致测量不准确，不利于电力锅炉安全运行。
TPH-C型室温型单室平衡容器由于平衡容器位置下移，冷凝水充满了平衡容器，汽水热交换在容器前进行，因此平衡容器内水温上下均与室温一致，参比水柱水的密度上下相同，对其温度补偿，确定参比水柱密度。
对汽包内饱和汽、水密度进行压力补偿，确定饱和汽、水密度。
测量水位的精度更高更准确。
各种型号平衡容器的水位显示值按下式计算（双向显示）：
h=[H(ρ-ρQ )-0.102×103△P]/(ρS -ρQ )-H 0 式中：h — 汽包水位显示值、单位mm 。
H — 水、汽连管中心距、单位mm 。
ρ— 平衡容器内水的密度、单位kg/m 3。
ρQ — 汽包内饱和汽密度、单位kg/m 3。
ρ
S —— 汽包内饱和水密度、单位
kg/m 3。
△P — 测量的差压值、单位Pa 。
0.102×103—单位换算常数。
H 0— 汽包水连管至零（正常）水位距离、单位mm 。
信号输出导线
截止阀排污管显示仪表
排污管
汽包水联管
平衡器水联管
单室平衡器
差压变送器汽包三阀组
汽联管
图1、 单室平衡容器水位计结构图
信号输出导线
截止阀排污管显示仪表
排污管
汽包水联管
平衡器水联管
双室平衡器差压变送器汽包三阀组汽联管
图2、 双室平衡器液位计结构图
以上密度按GB/T2624确定密度进行补偿，亦可按近似公式补偿。
本产品无截面含汽率修正，我们认为汽包内水的截面含汽是汽包内水位的一种虚假水位现象，其对玻璃板水位计、电接点水位计、差压水位计测量真实水位产生影响相同。
三、技术参数
1. 工作压力：0—22MPa 。
2. 工作温度：0—375℃。
3. 汽、水连管焊接接口规格：∮28X4 （或按用户要求制造）。
4. 导压管焊接接口规格：∮16X3 （或按用户要求制造）。
5. 汽、水连管中心距：按用户要求制造。
汽连管
汽连管
四、温度变送器、差压变送器
1.TPH-C型室温型单室平衡容器配置一体化温度变送器，接口M27X2,插入深
度100mm，直径12mm，量程0-200℃。
24VDC,二线制输出4-20mA标准信号。
（或按用户要求提供热电阻、热电偶测温元件）
2.差压变送器量程选择应等于（或略大于）0.00981H。
单位：kPa。
（H—水、汽连管中心距、单位mm）
五、制造
平衡容器按GB150-98《钢制压力容器》标准制造，容器材料采用20G/GB5310(亦可按用户要求选材)。
六、安装
将安装所需阀门、平衡器、差压变送器、三阀组、连接管等准备好，按图1
（单室平衡器），图2（双室平衡器），图3、图4（室温型单室平衡器）结构图安装即可。
将差压变送器、压力变送器及一体化温度变送器的信号线接到集控室计算机上。
七、运行
1．关闭三阀组的两侧截止阀，打开气、水联管截止阀。
2．打开三组阀的中间平衡阀，用电流表测量差压变送输出电流，由于此时差压值为零，电流输出应为4mA。
否则调整差压变送器零点。
3．打开三阀组的两侧截止阀，关闭三组阀上的平衡阀，系统进入工作状态。
八、供货范围
1、平衡容器。
2、一体化温度变送器（TPH-C型室温型单室平衡容器配置）。
3、其它协议供货。
九、订货须知
用户需提供下列参数：
1、型号。
2、介质工作压力。
3、水、汽连管外径及壁厚（若法兰连接需提供法兰标准号、公称压力、公称直
径、密封面型式）。
4、材质。
5、导压接管外径及壁厚。
6、汽、液连管中心距。
7、其他要求。