双室平衡容器.doc

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1、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

2、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yunrun.com.cn/tech/1752.html

3、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

4、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。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差压变送器的负压侧，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。⑤差压的计算通过前面的介绍可以知道，凝汽室、基

5、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ρ1=ρ2，ρ3=ρ4。故而不难得到容器所输出的差压。本文以东方锅炉厂DG670-13.73-8A型锅炉所采用的测量范围为±300mm双室平衡容器为例加以介绍(如图2所示)。图2  东方锅炉厂DG670-13.73-8A型锅炉所采用双室平衡容器a、通过图2可知，容器正压侧输出的压力等于基准杯口所在水平面以上总的静压力，加上基准杯口至L形导压管的水平轴线之间这段垂直区间的凝结水压力，再加上L形导压管的水平轴线至连通器水平轴线之间，位于容器的外部的这段垂直管段中

6、的介质产生的压力。显而易见，其中的最后部分压力，由于其中的介质为静止的且距容器较远，因此其中的介质密度应为环境温度下的密度。因此P+=PJ+320×ρ3+(580-320)×ρ0，公式中“P+”为容器正压侧输出的压力，“ρ3”汽包中饱和水密度(ρ3=ρ4)，“ρ0”为环境温度下水的密度，“PJ”为基准杯口以上总的静压力。b、通过图2可知，容器负压侧的压力等于基准杯口所在水平面以上总的静压力，加上基准杯口水平面至汽包中汽水分界面之间的饱和水蒸汽产生的压力，再加上汽包中汽水分界面至连通器水平轴线之间饱和水产生的压力，即P-=PJ+(5

7、80-Hw)×ρ1+Hw×ρ3式中“P-”为容器负压侧输出的压力，“Hw”为汽水分界线至连通器水平管中心线之间的垂直高度，“ρ1”汽包中饱和蒸汽密度(ρ2=ρ1)，“ρ3”为汽包中饱和水的密度(ρ3=ρ4)，“ρ0”为环境温度下水的密度因此差压ΔP=P+P－=320×ρ1+260×ρ0－(580－Hw)×ρ1－Hw×ρ3，经推导得：ΔP=260×ρ0+320×ρ3-580×ρ1-(ρ3-ρ1)×Hw，公式中“ρ0”为环境温度下水的密度，“ρ1”为汽包饱和蒸汽密度(ρ2=ρ1)，“ρ3”为汽包中饱和水密度(ρ3=ρ4)，“Hw”为汽

8、水分界线至连通器水平管中心线之间的垂直高度。这里有一点需要说明：公式ΔP=260×ρ0+320×ρ3-580×ρ1-(ρ3-ρ1)×Hw中，环境温度下水的密度ρ0通常情况下它会随着季节的变化而变化，它的变化将会影响汽包水位测量的准确性。就本例中的容