电厂常见液位测量方式的分析
液位测量方法
液位测量方法嗨，朋友！你有没有想过，在那些大大的油罐里、高高的水塔里，人们是怎么知道里面的液体到底有多高的呢？这就涉及到液位测量方法啦，这可是个超级有趣又相当实用的事儿呢。
我有个朋友叫小李，他在一家炼油厂工作。
有一次我去他那儿玩，看到那些巨大的油罐，我就好奇地问他：“小李啊，你咋知道这油罐里的油有多少呢？”他就笑着跟我说：“这就得靠液位测量呀。
”液位测量的方法有好多呢。
先来说说直接测量法吧。
这就像是拿把尺子直接去量东西一样直白。
在一些小型的、比较敞口的容器里，你就可以用这种简单粗暴的方法。
比如说，你家有个小水缸，你想知道水有多少，直接拿根带刻度的棍子插进去，看看水淹到哪儿了，这不就知道液位了嘛。
可是，这种方法在那些大型的、封闭的容器里就不好使了。
你能想象拿根大长棍子去捅油罐吗？那可太危险啦！这时候呢，就有了另一种方法——静压式液位测量。
这就好比你站在水里，水越深，你感受到的压力就越大。
在容器里的液体也是这样的。
在容器底部装一个压力传感器，液体的压力就会作用在这个传感器上。
根据物理学里的公式，就可以算出液位的高度啦。
我记得小李跟我说，他们厂里有些地方就用这种方法。
不过呢，这种方法也有小缺点。
要是液体的密度有变化，或者容器不是那种规规矩矩的形状，那测量结果可能就有点偏差了。
就像你本来以为按一个标准身材做的衣服能适合所有人，结果来了个身材特别奇特的，那衣服肯定不合身啦。
还有一种液位测量方法叫超声波液位测量。
这个可就有点高科技的感觉了。
它就像蝙蝠探路一样，发射超声波出去，超声波碰到液面就反射回来。
通过测量超声波往返的时间，就能算出液位的高度。
我当时就跟小李打趣说：“这是不是就像跟液面打电话，看看信号往返的时间啊？”小李被我逗得哈哈大笑。
这种方法的好处是不用接触液体，比较安全，而且精度也还不错。
但是呢，要是容器里有很多干扰的东西，比如说雾气、灰尘啥的，就可能影响超声波的传播，就像你打电话的时候有很多杂音，听不清对方说啥一样。
液位测量方法与实践
加强操作人员培训，提高操作技能，减小人为因 素导致的误差。同时，建立严格的读数规范和操 作流程，确保测量结果的准确性和可靠性。
06 总结与展望：提高液位测 量准确性和可靠性
本次项目成果总结
1 2 3
成功研发出高精度液位传感器
本次项目成功研发出具有高精度、高稳定性的液 位传感器，有效提高了液位测量的准确性。
和可靠性，满足更加复杂的应用需求。
ห้องสมุดไป่ตู้
不断提升自身专业能力
01
深入学习液位测量相关理论知识
不断学习和掌握液位测量领域的最新理论知识，为研发更加先进的液位
测量技术打下坚实基础。
02
积极参与液位测量项目实践
通过参与实际项目，不断积累实践经验，提高解决实际问题的能力。
03
关注行业动态与技术发展趋势
密切关注液位测量行业的最新动态和技术发展趋势，及时调整研发方向，
应用
超声波液位计适用于各种腐蚀性、粘稠性、易结晶等复杂液 体的液位测量。它具有非接触式测量、精度高、维护方便等 优点。
雷达液位计原理及应用
原理
雷达液位计采用微波雷达技术进行液位测量。它向液面发射微波信号，并接收从 液面反射回来的回波信号，通过测量微波的传播时间计算液位高度。与超声波液 位计相比，雷达液位计具有更强的抗干扰能力和更高的测量精度。
液位测量重要性
液位是工业生产过程中的重要参 数之一，准确的液位测量对于保 证生产安全、提高生产效率、节 约能源等具有重要意义。
液位测量应用领域
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石油化工
石油化工行业中的储罐、反应 釜等设备需要进行液位测量， 以确保生产过程的顺利进行。
电力行业
液位检测原理
液位检测原理
液位检测原理是通过测量液体的高度来判断液位的位置。
常见的液位检测原理包括浮子式液位检测、电容式液位检测、阻抗式液位检测、压力式液位检测等。
其中，浮子式液位检测利用浮子的浮力原理，通过测量浮子的位置来确定液位的高度。
当液位上升或下降时，浮子也会随之相应地上升或下降，从而改变浮子与液位检测装置之间的传感器电路，完成液位监测。
电容式液位检测是利用电容变化来测量液位高度。
通过在液体中安装两个电极，液体的介电常数随着液位的变化而改变，从而导致电容变化。
测量电容的变化，就可以确定液位的高度。
阻抗式液位检测是利用电流通过液体时的阻抗变化来检测液位。
将电流通过液位上升或下降的位置，液体的阻抗值也会相应地改变。
通过测量电流与液体之间的阻抗，就可以判断液位的高度。
压力式液位检测利用液体的压力变化来测量液位高度。
通过在液体中安装一个压力传感器，液体的压力随着液位的变化而改变。
测量液体压力的变化，就可以确定液位的高度。
以上就是液位检测的一些常见原理，不同的液位检测原理适用于不同的场景和需求，可以根据实际情况选择合适的液位检测原理。
浅谈电厂高压加热器液位测量与水位控制 温鑫
浅谈电厂高压加热器液位测量与水位控制温鑫摘要：高压加热器水位控制系统作为主要的辅助设备，其对锅炉的给水进行加热通过省煤器直至供给汽包，给水温度的恒定，直接关系到锅炉的热效率。
某电厂全部机组采用的加热器型式为卧式表面凝结型换热器，结合某电厂为例，对电厂高压加热器液位测量与水位控制进行了论述分析。
关键词：高压加热器；液位测量；水位控制1加强电厂高压加热器水位控制的意义电厂高压加热器运行时保持一定的水位，对其安全、经济运行非常重要。
水位过低会使蒸汽进入疏水冷却段，使疏水温度升高，影响下一级加热器的抽汽流量，使加热器性能恶化，机组效率下降。
水位过高使更多的传热管子浸没在水中，加热面积减少，使给水温度降低，影响加热器效率。
加热器在过高水位运行，可能造成水倒冲到汽缸内，引起水冲击，危及汽轮机运行的安全，因此必须对电厂高压加热器水位加强控制。
2电厂高压加热器的分析结合某电厂对高压加热器进行分析，其是电厂给水回热系统的主要设备，某电厂高压加热器均为同一家电气设备厂生产，结构基本相同。
加热器所输入的加热蒸汽均来自汽轮机各中间级抽出，因压力不同，由高压至低压分置8级。
除第4段抽出的蒸汽至除氧器（除氧器属于混合式加热器），其余各级加热器均属于表面式加热器。
1-3号为高压加热器，5-8为低压加热器。
高压加热器在给水管系方面配有进水阀、出水阀和旁路阀，某电厂高压加热器的给水侧配有大旁路，进口为一只电动三通阀，出口为一电动截止阀，三通阀的采用使操作更加简便。
大旁路的采用使高压加热器解列时同时切除三台，不能有单独的高压加热器运行。
在抽汽管系方面每个加热器都配有从汽轮机某级来的电动截止阀和气动的抽汽逆止门，可起到双重保护，防止汽机突然甩负荷时引起抽汽管系的冷凝水或加热器内水位过高使汽轮机本体进水，导致叶片损坏或大轴弯曲、汽轮机超速等。
是汽轮机防进水保护的重要设备。
在加热器疏水方面每个加热器都配有两种疏水门，一种是控制加热器中疏水逐级自流的正常调节门；一种是事故疏水门，其疏水直接排向高低压侧凝汽器。
福清核电稳压器及容控箱的液位计选型与运行分析
压计（ 差压 变送 器 ） 。
一
般 采 用 平衡 容器 来 实 现 液 位—— 差 压 的
（） ４ 电感 式液 位计 。利 用 液体 高度 对 电感 的
影 响 ， 过测 量 电感量 变化 来测 量液 位 。 通
转化。 采用 平衡容 器 的差压 式液 位仪 表 的工 作原
理是 ： 用被测 液 柱高度 与保 持 液位 不变 的平 衡容
力差 Ａ ＝ 。Ｐ＝ ２Ｈ Ｐ Ｈ， Ｐ Ｐ一 ２ｐｇ — 。 于是 稳压 器液 位 高度 ｇ
ｈ （ Ａ ）ｐ 。 里 ， ｖ 蒸汽 压力 ，ｚ ＝ ｐ Ｈ— Ｐ ／ 这 ｇ Ｐ是 ｐ是参 考
空 。当容 控箱 内水位 过高 ， 到水 位计 上部 接 口 达 时 。 考 液柱 将 会灌 入 被 测量 液 体 ， 时 水 位 计 参 此 差 压式 变送 器 （ 图２ 两 端都 是 被测 量 液 体 ， Ｐ 见 ） Ａ 为“ ” 即液位 计显 示为 “ ｒ 。 ０． ０ ｍ” ａ
切 监视 。
（ ） 翻板 式液 位计 。 ７磁 利用 液体 高度 升降 ， 通 过浮 子带 动磁 翻板 翻转 ， 示液 位 。 显 （ ） 声波 液位计 。利 用超 声 波传 至液 面后 ８超
反射 ， 据接 收探 头处测 出的超 声波 从反 射 到接 根
收的 时间 以及 液 体 中的声速 ， 求得 液位 。
各种液位计优缺点
常用液位计方式有以下几种：连通器式液位计、超声波液位计、电容式液位计、雷达液位计、磁性浮子液位计、磁致伸缩型液位计、静压式液位计、伺服式液位计;测量物位的有超声波物位计和放射性物位计等。
从测量原理上来说可以分为接触式测量与非接触式测量、压力式原理测量等。
下面就介绍上述的各种液位计的功能与缺点。
1、连通器式液位计：应用最普通的玻璃液位计结构简单、价廉、直观，适于现场使用：缺点：易破损，内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。
2、超声波液位计：是由微处理器控制的数字物位仪表。
在测量中脉冲超声波由传感器(换能器)发出，声波经物体表面反射后被同一传感器接收，转换成电信号。
并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离。
无机械可动部分，可靠性高，安装简单、方便，属于非接触测量，且不受液体的粘度、密度等影响精度比较低。
缺点：超声波液位计测试容易有盲区。
不可以测量压力容器，不能测量易挥发性介质。
3、电容式液位计：采用测量电容的变化来测量液面的高低的。
它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。
两电极间的介质即为液体及其上面的气体。
由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如：ε1>ε2，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。
反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。
所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。
缺点：电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。
被测液体的介电常数不稳定会引起误差。
电容式液位计一般用于调节池、清水池测量。
(注：液化气是否会对测量造成影响未知待确定)4、雷达液位计：采用发射—反射—接收的工作模式。
雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式如下：D=CT/2(D：雷达液位计到液面的距离C：光速T：电磁波运行时间) 雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。
差压液位变送器液位测量的误差分析 变送器常见问题解决方法
差压液位变送器液位测量的误差分析变送器常见问题解决方法随着工业生产的自动化、智能化程度的提高，为了适应市场需标，掌控自动化过程的仪表的技术也在不断提高，包括了生产过程中的液位计的测量、监测与掌控，目前在在全国各大发电企业中，这种现象特别明显，发电厂中对于液位的测量与监视，紧要集中于水位的掌控，水位是否合理与精准，对于机组运行的自动化设备的稳定与安全运行是特别紧要的。
例如凝汽器水位、锅炉汽包液位、加热器水位、除氧器水位等。
比如在机组刚启动过种中，各种液位测量值变化的幅度和频率相对较大，会给运行人员的操作起到误导做用及影响自动化投入率。
所以，对热工调试人员来说，正确调试和投运设备就显得特别紧要了。
目前在发电企业的生产中，常用的液位计包括了差压式液位变送器、电容式液位计、投入式液位计、浮子式液位计、超声波液位变送器等等。
本文重点对于差压液位变送器和电容式液位计在液位测量过程中碰到问题进行分析与讨论，针对碰到的问题提出了相应的解决方案，通过生产厂家的实在案例介绍了差压液位变送器在投入运行后相关的一系列情况。
2. 差压式液位变送器2.1 工作原理差压变送器工作原理就是把液位不断变化的高度差变化成压力差，再通过二次转换，变成4—20mA 模拟信号远传到CRT，供运行人员监视。
跟据下图，实在分析、写出公式。
依据压力计算公式可得如下计算式：P+=gL P— =2gH+1（L—H）g所以，得出正负压侧差压计算式如下：P= P+ — P— =gL—〔2gH+1（L—H）g〕=gL ﹙—1 ﹚— gH ﹙ 2—1 ﹚L：正负压侧取压点之间的距离。
：正压侧测量管内冷凝水密度。
2：被测量容器内水的密度﹙机组正常运行时﹚。
1：被测量容器内蒸汽的密度﹙机组正常运行时﹚。
H：被测量水位的高度。
**********************************所以，用上面的差压式液位变送器测量水位，相对精度较高，有利于机组在正常工况下进行水位调整，有利于热工掌控投自动。
液位测量原理
液位测量原理
液位测量原理是通过不同的方式来确定液体的高度或深度。
以下是一些常见的液位测量原理：
1.浮力原理：根据浮力原理，测量液体高度的传感器可以测量液体中的浮子的浮力，进而确定液体的高度。
这种原理常用于液位开关或液位计。
2.压力原理：利用液体的静压原理，通过测量液体表面上方液体的压力来确定液体的高度。
这种原理常用于压力式液位计。
3.超声波原理：超声波液位传感器发射声波，然后测量声波从液面反射回来所用的时间，利用声波传播速度和时间的关系计算出液体的高度。
这种原理常用于非接触式液位计。
4.电容原理：通过测量液体与平行板电容器之间的电容值来确定液体的高度。
电容值与液体高度成正比，可以通过改变电容值来确定液位高度。
5.磁致伸缩原理：通过液体中的磁场感应器和测量装置之间的磁耦合来确定液体的高度。
液位变化时，磁场感应器会发生变化，从而可以得到液位的变化。
这些原理在不同的应用和场景中被广泛使用，可以根据具体需求选择合适的液位测量原理。
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电厂常见液位测量方式的分析
【摘要】通过分析电厂中常见的液位测量原理和方式，对比几种测量方式的优缺点，为以后电厂液位测量方式优化及设备选型提供一定的参考。
【关键词】液位；测量；分析；参考
1.前言
目前，电厂自动化要求越来越高，为此一些重要的液位测量的准确性和稳定性就显得至关重要，关系到整个机组的稳定运行。
通过对以往机组和正在建造中机组的了解，我们可以知道对于电厂内容器液位测量主要采用的方式有：差压式液位变送器、隔离型变送器中的远传型、导波雷达液位计及磁伸缩液位计等来测量。
以下通过对一些常见的测量方式进行分析和比较：
2.差压式液位变送器测量
以凝汽器水位为例，介绍差压式变送器测量水位。
凝汽器水位是电厂中的重要的测量信号，直接影响机组的稳定运行。
此液位刚好是测量容器的液位，同时又有它的特殊性，是真空状态下的液位。
目前很多凝汽器水位测量装置采用差压变送器测量水位的方式，但采用差压测量方式的装置也有两种。
一种是用仪表管把正负压侧直接连接到真空容器上进行液位测量，详见附图1。
另一种是通过双室平衡容器再把变送器正负压侧连接在双室平衡容器上进行液位测量的常规压力液位测量，详见附图2。
真空容器液位的测量原理的，具体以凝汽器液位测量为例来说明。
通过图1（fig .1）可以看出，液位变送器的正压侧仪表管接在凝汽器底部为水侧，负压侧仪表管接在凝汽器顶部汽侧。
由图1可以看出差压变送器测得的差压为：
△P=P+-P-=P凝汽器+P液H+P液H2- P凝汽器= P液H +P液H2 式（1-1）
为得到实际水位值P液H，消除由仪表管路安装位置引起的静压误差P液H2。
将差压变送器零点迁移至P液H2，通过DCS修正量程范围来补偿这一部分静压。
从而得到凝汽器实际水位值。
该水位测量方法虽安装简单、投用方便，无需单独注水管路等优点。
但在实际应用中，由于运行工况的变化，易使汽侧导压管内产生凝结水，虽然在导压管最低点安装了集水罐，并定期对集水罐进行排水，但是仍然引起变送器负压侧压力增大，变送器差压减小，造成水位测量出现误报，影响该保护的投入。
同时由于是真空容器，只要正负压侧任何阀门有微漏，都将造成液位的失准，况且对于
这种情况做严密性试验也不一定能查出来.在加上频繁的变送器投入操作使系统阀门的严密性更无法保证，使用寿命缩短，势必更进一步影响水位测量和真空系统的严密性。
图1
而图2这种加装平衡容器的测量方式，测量原理和图1的这种测量原理基本一样的，都是变送器的正压侧为水侧，负压侧为汽侧。
只是中间多了一个双室平衡容器。
同时在平衡容器顶部增加了一路灌水管路，这样初次投用就很方便灌水，投用也较为方便。
这种测量方式相比上面那种就避免了汽侧导压内产生凝结水而定期排水。
可见这种测量方式比上面那种测量方式减少了日常维护次数。
但和上面那种测量方式差不多，如果有哪个阀门微漏都会影响到变送器测量。
图2
3.隔离型变送器中的远传型
由于隔离型变送器用的比较少，也比较少见。
所以首先简单介绍下隔离型变送器的构造及测量原理。
我们知道普通型差压变送器的测量膜盒为一个，它直接感受被测介质的压力或差压；而隔离型的测量膜盒接受到的是一种稳定液（一般为硅油）的压力，而这种稳定液是被密封在两个膜片中间，直接接受被测压力的膜片为外膜片，原普通型膜盒的膜片为内膜片，当外膜片接受的压力信号通过硅油的传递原封不动的传递到了内膜的普通膜盒上，从而可以测出外膜片所感受到的压力。
隔离型变送器通常做成法兰式安装，即在被测设备上开口使变送器安装后它的感应膜片是设备壁的一部分，这样它不会取出被测介质。
以上便是隔离型变送器的测量原理。
隔离型变送器有远传型和一体式型之分。
我们这里介绍的便是远传型。
远传型即外膜盒与测量膜盒之间用加强毛细管连接，一般毛细管为3～5米，这样外膜盒装在设备上，内膜盒及变送器可以安装在便于维护的安装支架上。
如图3所示。
图3
通过此种水位测量方式的使用，可见这种测量方式与普通的差压型变送器测量相比，这种测量方式中间少了许多环节，这样便可以减少漏点对测量的影响。
不管是日常维护和投用都比较简单，并且投用好后很少出现问题。
但是由于此种测量方式，中间都是法兰连接，这就要求法兰连接处的密封性一定要好。
通过实际应用的体会，法兰最好是用进口和变送器一起配供的，这样就不会有什么问题。
同时隔离型差压变送器的制作复杂，材质要求也较高，所以它的价格通常是普通型的3～4倍。
4.导波雷达测量
导波雷达作为水位测量也是最近几年刚刚开始的，首先现对其测量原理及测量方式进行介绍。
测量原理，导波雷达是一种基于时域反射测量（TDR）原理、智能型、两线制连续液位变送器。
沿着浸入过程介质的探杆，引导低功率毫微秒脉冲。
当脉冲抵达所测量的物料表面时，部分能量被反射并返回变送器，并将产生脉冲和反射脉冲之间的时差换算成距离，以此来计算总液位或界面位置。
该测量方式是在原凝汽器水位测量的引出管上加装测量筒，导波雷达液位变送器装在测量筒上，如图4所示。
图4
该种测量方式加装了测量筒，测量筒水位与凝汽器水位一致，设备直接测量水位，无需通过差压换算，减少了测量误差，减少日常维护量。
同时加装测量筒也可以减少容器内液体变化带来的干扰；同时阀门减少，泄露点减少，确保了系统的严密性。
5.磁伸缩式液位计
此种液位计主要用在高温加热器的液位测量上，此种测量方式比较少见，现把其测量原理介绍如下：
磁伸缩液位计由三部分组成：探测杆，电路单元和磁翻板液位计组成。
测量时，电路单元产生电流脉冲，该脉冲沿着磁致伸缩线向下传输，并产生一个环形的磁场。
在磁翻板液位计内配有浮子，浮子随液位的变化而上下移动。
由于浮子内装有一组永磁铁，所以浮子同时产生一个磁场。
当电流磁场与浮子磁场相遇时，产生一个“扭曲”脉冲，或称“返回”脉冲。
将“返回”脉冲与电流脉冲的时间差转换成脉冲信号，从而计算出浮子的实际位置，测得液位。
此种测量方式的突出表现为测量探杆在磁翻板的浮筒外，对于用在高温高压容器上测量液位比较好，同时和磁翻板水位计零点一致，这就避免了水位修正，确保了就地水位和CRT画面水位完全一致，更加方便运行过程中的水位监控。
6.优缺点
以上便是电厂中几种常见的水位测量方式，通过每种水位计的介绍，可见各有其优缺点。
对于一些敞口容器来说，水位测量就简单的测量方式就用差压变送器来测量，这种是最为传统的测量方式，价格便宜，安装也较为方便。
对于真空容器来说，我们大家都知道这对于系统的严密性很高。
采用差压变送器来测量对于系统的严密性要求就比较高，在以往电厂中采用差压变送器作为测量的实例来看效果不是很好。
在采用导波方式来测量后，这种测量方式的稳定性，准确性有了大大提高，效果很好，只是其价格较高，使用不是很广泛。
对于高温高压容器
来说，如果直接测量对于测量设备的耐高温、耐高压的要求就比较高，一般都是采用差压变送器来测量，这种测量准确性、稳定性可以，就是高温、高压下水的密度有所变化，这就需要进行密度修正，这样就比较麻烦了。
对此我们采用新型的磁伸缩液位计来测量就达到了很好的效果，由于独有的安装方式和测量方式既满足了高温高压的要求，也避免了修正问题。
7.结束语
通过以上几种液位计的对比，可见各种液位测量方式都有其适用的最佳条件。
所以选用何种液位计测量，主要还是根据实际情况来定，既能满足测量准确性的要求，又有价格方面的优势。
参考文献：
[1]姜晓光《热电厂压力容器液位测量方式探讨》控制网2008-05-15.
[2]孙长生等《浙江省火电厂锅炉汽包水位测量问题分析及改进》2010年第10期.
杨勇（1981-）男，大学本科，助理工程师，主要从事电力工程调试工作。