在燃煤锅炉的运行过程中,水位的精确监测至关重要,它直接关系到锅炉的安全与效率。水位计作为监测锅炉水位的关键仪表,发挥着不可或缺的作用。本文将带您深入了解燃煤锅炉水位计的常见分类及其工作原理,帮助您更好地理解和使用这一重要设备。
一、玻璃管式水位计结构组成:主要由汽旋塞、水旋塞、放水旋塞和玻璃管等部分构成。其玻璃管采用耐热玻璃制成,公称直径常见为 15 毫米和 20 毫米两种规格。
玻璃管式水位计
工作原理:基于连通器原理,锅炉的锅筒作为一个大容器,水位计则是与之连通的小容器。当两者连通后,水位会在同一高度上,因此通过观察玻璃管内水位的高低,即可知晓锅筒内的实际水位。
适用场景与特点:结构简单,价格较为便宜,使用及维修也较为方便。但其承压能力较低,且玻璃管易破碎,通常适用于工作压力低于 0.78 兆帕的小型锅炉。
二、玻璃板式水位计结构组成:与玻璃管式水位表的工作原理和结构相似,只是将玻璃管换成了平板玻璃。主要有单面玻璃板和双面玻璃板两种,由玻璃板、金属框盒、汽旋塞、水旋塞和放水旋塞等构件组成。
玻璃板式水位计
工作原理:和玻璃管式水位计一样,依靠连通器原理来显示锅炉锅筒内的水位。
适用场景与特点:承压能力相对较高,具有较高的安全性和清晰的水位显示,在蒸汽锅炉上得到了广泛应用。
三、双色水位计结构组成:外形与玻璃板式水位表相似,由显示部位、本体及附属配件组成。显示部位采用高亮度 LED 双色发光管,本体则采用优质不锈钢及进口电子元件制造。
双色水位计
工作原理:利用棱镜对不同波长光的折射特性,以及水和蒸汽对不同波长光的吸收特性不同来显示水位。红色表示蒸汽相,绿色表示水相,通过 LED 光柱的红绿变化来检测所测液位的高低,从而实现对锅炉水位的准确测量。
适用场景与特点:适用于各种类型锅炉的就地水位测量,具有彩色显示清晰、亮度高、密封性好、无泄漏、耐高温、耐高压、维护量小、长寿命等优点,能够在高亮度的阳光下显示真实水位,并可远距离传输、控制和显示。
四、电接点水位计结构组成:主要由测量筒、电极、电极芯棒、二次仪表等组成。测量筒上装有若干电接点,这些电接点与筒壁之间的电阻差异较大。
电接点水位计
工作原理:利用水和汽的导电性能差异极大的特点,当水位变化时,电极与水的接触状态发生变化,从而引起电阻值的变化。二次仪表接收到这些电阻变化信号后,经放大处理并转换,最终以光柱的形式显示水位的高低。同时,还可根据预设的水位上下限发出报警信号,实现对锅炉水位的自动控制和报警功能。
适用场景与特点:能够实现远传和自动控制功能,适用于需要对水位进行精确控制和自动化监测的锅炉系统,且测量筒上的电极数量可根据实际测量需求进行配置,以满足不同锅炉水位测量的精度要求。
五、差压式水位计结构组成:由平衡容器、凝汽器、差压变送器以及相关的连接管路等组成。平衡容器安装在锅炉汽包上,凝汽器用于将蒸汽冷凝成水,差压变送器则用于测量压差并转换为电信号输出。
差压水位计
工作原理:当锅炉水位发生变化时,平衡容器内的水位也会相应改变,从而导致平衡容器与凝汽器之间的压差发生变化。差压变送器将这一压差信号转换为电信号,并传输给二次仪表,经计算和转换后得出对应的水位值并显示出来。
适用场景与特点:具有较高的测量精度和可靠性,可实现连续测量和远传功能,能够满足自动化控制的要求,常被用作锅炉水位调节的被调参数,为锅炉的自动控制和监测提供重要的数据支持。
六、低地位水位计结构组成:实质上是一个水位转换器和差压计的组合,主要由冷凝器、沉淀箱、U 形连通管以及重液器或轻液容器等部分组成。根据 U 形管内注入的液体不同,分为重液式和轻液式两种形式,重液常用三氯甲烷、四氯化碳等,轻液则常用机油、煤油和汽油的混合液。
工作原理:先通过冷凝器将水位转换成压差,然后利用平衡这一压差的 U 形管液位差来显示水位。锅筒内水位的变化会引起 U 形管中重液或轻液液面的变化,从而在低地位水位计上反映出与锅炉内真实水位相对应的液位,便于司炉人员监视水位变化。
适用场景与特点:通常设置在操作室内或操作平台上,方便操作人员随时观察水位,但由于其结构相对复杂,需要定期与锅筒处的高位水位表进行校核,以消除误差。
七、磁翻板液位计结构组成:由本体、翻板箱、磁浮子、浮筒、法兰等组成。磁浮子是关键部件,其内部装有永磁体,翻板箱内则装有带有红白磁化色的翻柱。
磁翻板水位计
工作原理:磁浮子漂浮在锅炉水位的表面,当水位发生变化时,磁浮子随之上下移动。磁浮子内的永磁体与翻板箱内的翻柱产生磁耦合,使翻柱发生翻转,从而实现红白双色显示,红色表示有液区域,白色表示无液区域,从而直观地显示出锅炉内的水位高度。
适用场景与特点:具有结构简单、直观易读、安装方便、维修工作量小等优点,适用于多种介质的液位测量,且能够实现远传控制和报警功能,可广泛应用于各种工业锅炉的水位监测。
八、电容式水位计结构组成:主要由电容传感器、测量筒、电路转换部件等构成。电容传感器通常由两块金属极板组成,中间绝缘介质为锅炉中的水或蒸汽。
电容式水位计
工作原理:以锅炉内的水位变化为测量基础,利用水的介电常数与蒸汽的介电常数存在差异这一特性,当水位变化时,电容传感器的电容量也随之改变。通过测量这一电容变化,并将其转换为相应的电信号,即可反映出锅炉内的水位高低。
适用场景与特点:结构简单,无可动部件,可靠性高,易于实现远传和自动控制,可用于测量各种导电和非导电液体的液位,但在测量过程中易受介质的介电常数变化、温度等因素的影响,需要根据具体工况进行校准和补偿。
总结燃煤锅炉水位计的种类繁多,每种水位计都有其独特的结构和工作原理,适用于不同的锅炉类型和工况条件。玻璃管式和玻璃板式水位计直观、简单,适用于中小锅炉;双色水位计以其清晰的彩色显示,不受锅炉压力、温度变化影响且可远传,在各类型锅炉中应用广泛;电接点水位计利用水和汽导电性能差异实现水位测量及控制;差压式水位计通过测量压差来推算水位;低地位水位计则借助水位与压差转换来显示;磁翻板液位计依靠磁耦合原理实现水位指示;电容式水位计则基于水位变化引起的电容变化来测量水位。
在实际应用中,应根据锅炉的参数、工况、测量精度要求以及成本预算等因素,合理选择合适的水位计类型,以确保锅炉的安全、稳定和高效运行。同时,还应加强对水位计的定期维护、校准和检修,及时发现和解决潜在问题,延长水位计的使用寿命,保障锅炉系统的正常运行。