锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制锅炉的汽包水位是指锅炉水的蒸汽与水的分界面高度，也是锅炉稳定可靠运行的重要参数之一。
正确地测量与控制锅炉汽包水位，既能保证锅炉的安全稳定运行，又能提高锅炉的热效率和经济性。
常用的锅炉汽包水位测量方法主要有以下几种：（1）机械式水位计机械式水位计是最早被广泛使用的一种水位测量仪器。
其原理是通过压力传感器将锅炉汽包的水压力转换为机械指针位移的方式进行水位测量。
其主要优点是结构简单，操作方便，但在测量精度和可靠性上有较大的局限性。
由于锅炉水位在燃烧过程中会受到各种因素的影响，如水位波动、气泡干扰等，因此机械式水位计容易受到误差影响，需要经常进行校准和调整。
电极式水位计是一种通过测量锅炉水位电阻的变化来进行水位测量的仪器。
其工作原理是利用锅炉水和蒸汽之间的导电性差异，通过电极将电信号传导到控制室的仪表中进行分析处理，从而实现对锅炉水位的实时监测。
电极式水位计具有响应速度快、稳定性好等特点，适用于高温高压工作环境。
但是需要定期维护，清理或更换探头以确保准确度。
超声波式水位计利用超声波在水蒸汽中传播的速度和反射的特性来进行水位测量。
其优点是可以实现无接触、高精度、高稳定性和多参数监测的目的。
超声波受到锅炉温度，压力和气体含量等因素的影响。
需要进行较多的校准工作，但是其灵活性允许安装位置的改变，是目前较为先进的水位测量仪器。
（1）开环控制开环控制是简单且直观的一种控制方式。
其原理是依靠向水泵或调节阀门等执行器不断输入调节信号，来使得锅炉水位保持在设定范围内。
但是该方式存在着控制精度低、响应时间长等缺陷，不适用于对水位要求高且需精度较高的场合。
闭环控制是一种通过反馈的方式实现对水位控制的方法。
其原理是依靠传感器对锅炉水位进行实时监测，将监测到的实际水位信号与设定水位信号进行比较并通过反馈机制来调节控制阀或泵等执行器，使得锅炉水位稳定在设定范围内。
闭环控制具有控制精度高，抗扰性强等特点，适用于锅炉水位要求精确的场合。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包水位测量与控制是保证锅炉运行安全和正常的重要环节。
正确的水位测量和控制可以有效地避免锅炉水位过高或过低，从而保护锅炉的正常运行和工作人员的安全。
在锅炉中，汽包水位是指锅炉内部的水位高度，它的高低直接影响到锅炉的正常工作。
一般来说，过高的水位会导致汽包水溢出，增加锅炉的运行压力，甚至可能造成锅炉爆炸的危险。
而过低的水位则容易引起锅炉的干燥烧坏，甚至可能损坏锅炉设备。
准确地测量和控制汽包水位对于锅炉的安全和稳定运行至关重要。
测量汽包水位可以使用多种方法，常见的有机械水位计、电容式水位计和超声波水位计等。
机械水位计是一种传统的测量方法，它通过一个玻璃管来显示水位高度。
机械水位计的优点是结构简单，使用可靠，但缺点是无法实时监测水位变化，并且受到高温、高压等因素的限制。
电容式水位计通过测量电容的变化来确定水位高度，具有较高的灵敏度和精度，可以实时监测水位变化，但成本较高。
超声波水位计则是通过发射超声波信号并测量信号的回波时间来确定水位高度，具有非接触、无污染等优点，但对环境影响较大。
控制汽包水位可以通过调节给水和排水量来实现。
一般来说，给水与排水的平衡是保持汽包水位稳定的关键。
如果水位偏高，可以增大排水量或减小给水量来调整；如果水位偏低，可以减小排水量或增大给水量来调整。
还可以通过调节汽包内部的排气阀和进水阀来控制汽包水位的变化。
在进行汽包水位测量和控制时，需要注意以下几点：应定期检查和校准水位计的准确性，确保其正常工作。
应设置安全水位，即在正常运行范围内，确保锅炉的安全。
要经常监测和记录锅炉的水位变化，并及时采取措施调整，确保锅炉水位的稳定。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包是锅炉中储存水溶解气体的容器，用以减轻锅炉系统中的压力变化。
汽包内的水位控制是保障锅炉正常运行的重要环节，因此需要实时测量汽包水位并进行控制。
本文将介绍锅炉汽包水位的测量原理和控制方法。
一、测量原理（一）测量方法目前常用的汽包水位测量方法主要有以下几种：1. 水位计法。
水位计法是指通过读取水位计所示的高度差来确定汽包内的水位。
水位计一般采用激光、声波、浮子等原理进行测量。
这种方法使用方便，但需要经常进行维护和校准。
2. 微波法。
微波法是利用微波射频信号与水位之间的关系来测量汽包水位。
这种方法具有高精度、不受温度、压力等因素的影响，但价格较高。
3. 压力变送器法。
压力变送器法是利用汽包内的压力和水位之间的关系来确定水位。
这种方法精度较高，但需要进行定期校准和维护。
（二）测量误差锅炉汽包水位测量误差会受到以下因素的影响：1. 测量方法。
不同的测量方法测量误差不同。
2. 测量设备。
测量设备的精度和稳定性也会影响测量误差。
3. 温度和压力变化。
锅炉操作过程中，汽包内的温度和压力都会发生变化，这些变化也会影响测量误差。
（三）安全措施为保障锅炉运行安全，需要在设计和操作时采取以下措施：1. 在汽包上方安装喷淋装置。
当水位过高时，喷淋装置可以迅速淋水降低汽包水位。
2. 安装多个水位传感器。
这样即使一个传感器出现问题，其他传感器也能够发挥作用。
3. 常规维护与检修。
定期检查、维护水位控制设备，确保其正常运转并定期检查检修控制系统。
二、水位控制方法（一）PID控制器PID控制器是目前常用的汽包水位控制器。
PID控制器通过比较设定值和反馈值之间的差异，算出控制量，并对水位进行调整，使其接近设定值。
1. 比例（P）控制。
比例控制调整量与反馈量成比例，响应速度较快。
2. 积分（I）控制。
积分控制根据反馈值和设定值之差的积累量进行调整，可以消除稳态误差。
3. 微分（D）控制。
微分控制响应速度较慢，但可有效消除过冲现象。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包是锅炉系统中一个非常重要的部件，它主要起到水蒸气分离和收集的作用。
而锅炉汽包水位的测量和控制则是锅炉运行的关键环节之一，影响着锅炉的安全性、经济性和运行稳定性。
1、压力法水位测量原理压力法水位测量是锅炉汽包水位测量中最常用的方法。
其原理是根据在流体中的静力学原理，测量压力头与液位高度之间的关系来确定液位高度的位置。
当锅炉汽包内水位越高，水柱所产生的压力头就越大。
为了测量水位高度，需要在锅炉汽包内外分别安装两个压力表，它们分别称为高压表和低压表。
高压表的作用是测量锅炉汽包内的蒸汽压力，而低压表则用于测量锅炉汽包内的水柱压力头。
当锅炉汽包内水位高度变化时，对应的液位高度也会改变，造成高压表和低压表的读数发生变化。
根据它们的差值可以计算出液位高度的位置。
这种方法机构简单，测量精度高，但同时还存在一些问题，如压力表的灵敏度难以保证，压力口防腐保温有难度等。
电导法水位测量是通过在锅炉汽包内部安装一对电极，利用电极与液位之间的导电性差异来测量水位高度的位置。
当电极位于液面上方时，两极之间没有导电现象；当电极位于液面下方时，电极间的导电现象则明显增加。
通过测量两极之间的电导差异，即可判断液位高度的位置。
电导法水位测量的优点是机构简单、维修方便，而且应用广泛。
唯一的缺点是电极会受到水垢、污物等物质的影响，导致测量偏差或完全失效。
超声波法水位测量是利用超声波的传播时间来测量液位高度的位置。
当锅炉汽包内水位高度缩短时，超声波在空气和水之间传播的时间也会变短，从而可以推算出液面的高度。
超声波法水位测量的优点是测量范围广、抗干扰能力强。
缺点是对于非标准形状的汽包，测量精度可能会有所下降。
锅炉汽包水位控制是保证锅炉正常运行和安全的重要措施之一。
当锅炉汽包内的水位处于正常水平时，锅炉的燃烧热效率可以得到充分发挥。
但是如果水位过高或太低，锅炉的运行就会受到极大影响，甚至引发爆炸等灾难性后果。
1、锅炉汽包水位过高的原因及控制方法（1）进水量过大或汽发量过小。
第五章 锅炉汽包水位的测量
第三节
差压式水位计
一、水位—差压转换原理 它是静压式液位测量仪表，在汽包水位、高加 水位、除氧器水位测量中都能得到应用。 水位—差压转换装置又称平衡容器，形成恒定 的水静压力，并与被测水位形成的水静压力相互比 较，输出二者的差值。
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二、简单平衡容器
设a—P+侧水柱的密度； s—汽包内饱和蒸汽的密度； w—汽包内饱和水的密度； H—汽包水位。
液位测量
第一节 第二节 第三节 第四节
水位测量的基本知识 就地水位计 差压式水位计 电接点水位计
第一节
水位测量的基本知识
一、水位的概念 以设备或者容器的底面作为参考平面时，气体 和测量液体间的界面与参考平面间的高度。
二、锅炉汽包水位测量的意义 为水位自动调节系统提供水位信号，及时调节 过高或过低的水位，以避免蒸汽品质变坏或水循环 恶化，以免造成严重事故。
5、优缺点及适用场合 ①优点： 指示最准确，可靠性高。 ②缺点： 只能就地读取数据，不能实现信号的远传，无 法作为水位自动调节系统的输入信号。 ③适用场合： 做于电接点水位计和差压式水位计的校验仪表， 也可供巡视员现场读数，还可通过远程录像监控在 集控室内观察其读数。
二、双色水位计 在云母水位计的基础上辅以光学系统，利用光 进入蒸汽和水产生不同的折射现象，将云母水位计 的汽水两相无色显示变成红绿两色区分水与蒸汽。
第二节 就地水位计
一、云母水位计 1、结构 云母水位计是锅炉汽包一般都装设的就地显示 水位表。它是一连通器，结构简单，显示直观。
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2、工作原理 按照连通器液柱静压平衡的原理：
设 ρs —汽包内饱和蒸汽的密度；
锅炉汽包水位影响因素及控制方式
锅炉汽包水位影响因素及控制方式作者：黄剑来源：《科学与财富》2017年第30期摘要：本文分析了锅炉汽包水位影响因素及控制方式，介绍了给水量和蒸发量对汽包液位的影响，及锅炉汽包单冲量、双冲量、三冲量控制方式。
关键词：汽包；水位；控制维持汽包水位在给定范围内是保证锅护和汽轮机安全运行的必要条件，也是锅炉正常运行的主要指标之一。
水位过高，会影响汽包内汽水分离效果，使汽包出口的饱和蒸汽带水增多，蒸汽带水会使汽轮机产生水冲击，引起轴封破损、叶片断裂等事故。
同时会使饱和蒸汽中含盐量增高，降低过热蒸汽品质，增加在过热器管壁和汽轮机叶片上的结垢。
水位过低，则可能破坏自然循环锅炉汽水循环系统中某些薄弱环节，以致局部水冷管壁被烧坏，严重时会造成爆炸事故。
这些后果都是十分严重的。
随着锅炉容量的增加，水位变化速度愈来愈快，人工操作愈来愈繁重，因此对汽包水位实现自动调节提出了迫切的要求。
1.锅炉汽包液位的影响因素锅炉中常见的事故包括锅炉缺水、汽水共腾、锅炉满水、炉膛爆破、锅炉超压、二次燃烧和锅炉灭火等。
其中以锅炉缺水的事故比例最高，这些事故中大部分是由于汽包液位控制不当引起的，可见锅炉汽包液位控制在锅炉设备控制系统中的重要性。
现代工业飞速的发展导致用户对电的需求量越来越大，直接反映在对锅炉蒸汽流量的需求量上，锅炉内液位变化率较大，如果控制方法不当很容易造成锅炉满水或者锅炉缺水，产生严重的后果。
为了解决锅炉满水或者锅炉缺水这两种极端，就应该让汽包液位距锅炉满水或者锅炉缺水这两种极端的留有相同的裕量，即汽包液位应该控制在中线上，此时既不容易满水又不容易缺水，并且汽包液位在中线时蒸发面积最大，节省了能量，因此应选用汽包中心液位为理想的控制目标。
1.1 锅炉汽包液位的变化工业锅炉的汽包和蒸发管系中贮藏着水和蒸汽，贮藏量的多少是以被控制量液位表征的，而流入汽包的量是给水量，流出汽包的量是蒸汽量，当给水量和蒸汽量相等时，汽包液位就恒定不变。
锅炉汽包液位的选型及液位的控制
锅炉汽包液位的选型及液位的控制发表时间：2019-07-24T13:42:46.017Z 来源：《电力设备》2019年第5期作者：杨东波[导读] 摘要：分析了影响锅炉汽包运行的各种因素，介绍汽包水位检测的各种常规仪表、测量方法及汽包水位的三种控制方式，进而比较得出最佳的水位检测措施及控制策略。
（天津辰创环境工程科技有限责任公司天津市 300400）摘要：分析了影响锅炉汽包运行的各种因素，介绍汽包水位检测的各种常规仪表、测量方法及汽包水位的三种控制方式，进而比较得出最佳的水位检测措施及控制策略。
最后，通过实。
关键词：汽包水位；选型；三冲量；控制方式锅炉汽包水位是锅炉安全运行的一个重要参数，特别是对高参数、大容量的锅炉，随时准确监视汽包水位的变化就非常重要。
水位过高，蒸汽空间缩小将会引起蒸汽带水，使蒸汽品质恶化，以致在过热器管内产生盐垢沉积，使管子过热，金属强度降低而发生爆破；满水时蒸汽大量带水，将会引起管道和汽机内产生严重的水冲击，造成设备的虽坏。
水位过低，将会引起水循环的破坏，使水冷壁管超温过热，严重缺水时，还可能造成更严重的设备损坏事故。
因此加强对水位的监视和调整至关重要。
因此汽包锅炉应至少配置两只彼此独立的就地汽包水位计和两只远传汽包水位计，一般锅炉汽包水位波动要求不超过±30mm~50mm的范围，以防止恶性事故的发生。
比如：锅炉汽包满水事故和锅炉汽包缺水事故。
因此在锅炉上往往装有一套不同型式的水位计来监视汽包水位变化情况，并在汽包水位超限时进行报警，甚至达到连锁时动作停炉。
下面介绍几种常用汽包液位测量液位计。
锅炉汽包水位调节和水位保护的信号应采用有压力、温度补偿的差压式水位表的信号。
也就是说汽包水位保护的信号应来自差压变送器，严禁从就地水位表上取信号。
双色液位计，采用连通器原理制成，通过光学原理所显示的锅炉水汽部分都是有色的，汽呈红色，水呈绿色。
这种水位计属于锅炉的附属设备，就地安装。
DRZ／T 01-2004火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定
1、适用范围本标准规定了火力发电厂锅炉汽包水位测量系统的配置、补偿、安装和运行维护的技术要求。
本标准适用于火力发电厂高压、超高压及亚临界压力的汽包锅炉。
2、汽包水位及测量系统的配置2.1 锅炉汽包水位测量系统的配置必须采用两种或以上工作原理共存的配置方式。
锅炉汽包至少应配置 1 套就地水位计、3 套差压式水位测量装置和 2 套电极式水位测量装置。
新建锅炉汽包应配置 1 套就地水位计、3 套差压式水位测量装置和 3 套电极式水位测量装置 , 或配置 1 套就地水位计、1 套电极式水位测量装置和 6 套差压式水位测量装置。
2.2 锅炉汽包水位控制和保护应分别设置独立的控制器。
在控制室 , 除借助分散控制系统(DCS) 监视汽包水位外 , 至少还应设置一个独立于 DCS 及其电源的汽包水位后备显示仪表 ( 或装置 ) 。
2.3 锅炉汽包水位控制应分别取自 3 个独立的差压变送器进行逻辑判断后的信号。
3 个独立的差压变送器信号应分别通过 3 个独立的输入 / 输出 (I/O) 模件或 3 条独立的现场总线 , 引入 DCS 的元余控制器。
2.4 锅炉汽包水位保护应分别取自 3 个独立的电极式测量装置或差压式水位测量装置( 当采用 6 套配置时 ) 进行逻辑判断后的信号。
当锅炉只配置 2 个电极式测量装置时 , 汽包水位保护应取自 2 个独立的电极式测量装置以及差压式水位测量装置进行逻辑判断后的信号。
3 个独立的测量装置输出的信号应分别通过 3 个独立的I/O模件引入 DCS 的元余控制器。
2.5 每个汽包水位信号补偿用的汽包压力变送器应分别独立配置。
2.6 水位测量的差压变送器信号间、电极式测量装置信号向 , 以及差压变送器和电极式测量装置的信号间应在 DCS 中设置偏差报警。
2.7 对于进入 DCS 的汽包水位测量信号应设置包括量程范围、变化速率等坏信号检查手段。
2.8 本标准要求配置的电极式水位测量装置应是经实践证明安全可靠、能消除汽包压力影响、全程测量水位精确度高、能确保从锅炉点火起就能投入保护的产品 , 不允许将达不到上述要求或没有成功应用业绩的不成熟产品在锅炉上应用。
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锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位是锅炉运行中重要的控制参数之一，其安全稳定的控制是保障锅炉正常运行的基础。
本文介绍了常用的汽包水位测量和控制方法。
1. 测量方法
1.1 机械式水位计
机械式水位计是一种简单直观的测量方法，其原理是利用水位计的示值刻度确定水位高度。
机械式水位计的结构通常包括一根垂直铜管和一个游动浮球，浮球的位置随着水位高低变化，通过连杆传动示值针的指示。
机械式水位计具有可靠性高、使用维护简便等优点，但其示值存在一定的误差，同时受到环境因素的影响，测量误差也会增大。
1.2 液位控制器
液位控制器是一种通过对汽包水位进行连续测量和控制的仪器。
其结构主要由测量元件、信号调理模块、控制单元、操作面板等组成。
测量元件通常采用电容式水位传感器、超声波水位传感器、磁翻板水位传感器等。
信号调理模块主要完成传感器信号的放大和滤波等处理。
控制单元负责对信号进行分析和判断，并根据设定的水位值执行相应的控制动作。
液位控制器的显示精度高、灵敏度快、控制范围广等优势，在燃煤锅炉、燃气锅炉等应用中得到广泛的应用。
2.1 传统PID控制
传统的PID控制器应用较为广泛，在汽包水位控制中也常用该方法进行控制。
PID控制器是一种基于目标值与实际值之间误差的反馈控制方法，可以实现控制量的自动调节。
PID控制器由比例项、积分项、微分项三部分组成，根据错误的大小、变化和累积值对控制量进行调节。
通过调节比例、积分、微分参数，可以实现对汽包水位的精确控制。
2.2 模糊控制
模糊控制是一种可以应用于非线性及模糊的控制场合的控制方法，其原理是通过建立模糊逻辑规则进行推理和决策。
在汽包水位控制中，可以利用模糊控制方法对复杂的非线性系统进行控制。
模糊控制的优点在于它可以处理复杂的物理过程，不需要准确的数学模型，同时也能够处理测量信号噪声等因素的影响，使得控制效果更稳定可靠。
但是，其参数设计较为复杂，需要进行试探和测试。
3. 总结
汽包水位的测量与控制是锅炉生产过程中非常重要的一环，其稳定性和精度对锅炉的安全性和经济性有着重要的影响。
机械式水位计和液位控制器是两种常见的汽包水位测量方法，传统PID控制和模糊控制则是常见的控制方法。
在实际应用中，应根据具体情况选择合适的测量和控制方案，以保证锅炉的正常稳定运行。