一种压头型锅筒水位测量筒制造技术

本发明专利技术涉及工业锅炉锅筒、发电厂锅炉锅简、核电站锅炉岛的锅筒以及超临界锅炉汽水分离器等压力容器内真实水位测量用的一种压头型锅筒水位计用的一次感受件，提供运行全程不存在室温散热引起的水柱密度误差；不存在锅筒内沸腾态饱和水中夹带“汽泡”导致的真实水位高度测量误差；不存在汽压骤降时的仪表失真误差，由一种真实的水位高度，该真实水位高度两端压头差，汽压三者成自然规律关系的一种压头型锅筒水位测量筒，用于各种压力容器，锅炉锅筒真实水位测量，尤其适用于高参数大容量锅炉锅筒真实水位测量。

【技术实现步骤摘要】
一种压头型锅筒水位测量筒本专利技术涉及工业锅炉锅筒、发电厂锅炉锅筒、核电站锅炉岛锅筒、超临界锅炉汽水 分离器等压力容器远传水位测量用的压头型锅筒水位计用创新的一种压头型锅筒水位测 量筒，既适用于中小锅炉锅筒水位测量，更适用于高参数大容量锅炉锅筒真实水位测量。本专利技术背景自从高压锅炉问世以来，一则由于单位时间内锅炉产汽量容积与锅筒内汽水分离 空间容积比“过大”；二则由于锅筒内汽水分离器采用扰动极为强烈的旋风子分离器，或又 串接轴流蜗轮泵叶轮分离器，使进入锅筒内的汽水混合物，以及分离出来的多倍于汽重量 的水、汽对锅筒水侧产生强烈热扰动及流动冲击扰动，因此在运行条件下，锅筒水侧是二相 位，一相是沸腾水，一相是沸水中夹带的“汽泡”，负荷越大、汽压越高，沸水中含“汽泡”份额 越多。锅筒水位是一个广义名词，正确的应区分为简单连通管有过冷度锅筒就地高读重量 水位，用He表示；汽加热连通容器中饱和水位用Hw表示；锅筒内沸腾水中夹带“汽泡”的真 实水位，用Hz表示，三种水位存在的误差是He水位有室温散热引起的水柱密度误差Sha， 锅筒内真实水位中含“汽泡”高度在连通管中不复现误差Sh(s) ;HW饱和水位有Sh(s)误差； Hz真实水位则不存在上述两种误差。热力学专业书藉给出的饱和水汽、密度(P ‘、P ") 或重度(Λ' > Y “)是语种不同意思相同，传统观念视高参数、大容量锅炉锅筒内是饱和 水位、饱和水密度P ‘，这是误区。锅筒内是真实水位密度，由于锅炉锅筒结构参数不同，容 量不同，即使汽压相同，锅筒内真实水位密度也不一定相同，即使同一台锅炉锅筒在同一汽 压下各测点位置不同，其真实水位密度也有差别，本专利技术说明书饱和水密度用P ω表示，饱 和汽密度用P 3表示，真实水位密度用P (s)表示，饱和汽密度则在He、Hw、Hz三种水位高度 上是相同的，对于超高压、亚临界压力锅炉，高参数条件下，即使用Hw水位控制锅筒水位也 达不到国家规定的正常生产工艺(0士50mm)要求。若按He水位控制锅筒水位，国产亚临界 压力锅炉，以及相当一部分进口或进口引进技术的亚临界压力锅炉，额定汽压(18. 4-19. 6M P a)下当He水位指示正常“0”水位，锅筒内真实水位已经在锅炉运行规程规定的必须紧急 事故停炉的+250mm以上。人们看到的大型发电厂锅筒锅炉“正常”运行是“视在”正常运 行，是粗放型“正常”生产，是以巨大的煤炭资源损失为代价，是以超标“排污”，不合理污染 环境为代价换取的电能。本专利技术的目的是为压头型锅筒水位计提供不存在室温散引起的水柱密度误差；不 存在锅筒内真实水位中含“汽泡”高度测量误差；不存在汽压骤降时的仪表失真误差，运用 “真实水位、汽压、压头差”三者成自然规律关系的一种创新的在运行全程、准确、可靠、可信 测量锅筒内真实水位的一种压头型锅筒水位测量筒。本专利技术的解决方案如下方案围绕两个目标做，一是使测量筒成为汽压汽温与锅筒10内条件相同的小汽 包；二是输出压头差必须是锅筒内真实水位高度两端的压头。为此，一根不保温的凝水汽排 泄管4，引至保温的低位下降管11上，运行条件下，利用二者温差导致的水柱密度差使测量 筒1充满从汽侧取样管2导入的饱和汽，测量筒1成为与锅筒内汽压汽温条件相同的小汽 包；一根水平状水侧取样管3与位于测量筒1内的内筒5连通，一根变化水头输出管6，在位于水侧取样管3中心高度的内筒5水平外引，下接变化水头脉冲管7，变化水头脉冲管7也 可以直接在水侧取样管3上垂直下引，为保证测量筒1与水侧取样管3之间相对高差不变， 须将水侧取样管3与测量筒1之间用金属件焊接固定，由于锅筒内水位高度是以水侧取样 管3中心高度向上计算，所以汽柱压头输出管也必须从水侧取样管3中心高度的测量筒内 向上计算，为此一根测汽柱压头输出管8必位于水侧取样管3中心高度附近，必从具有小汽 包特征的测量筒1内引出，说得具体一点，当水平引出时，汽柱压头输出管8内径下弦必与 水侧取样管3中心高度一致，当排泄管4采用伸入测量筒1内，其管口水平高度与水侧取样 管3中心高度相同时，汽柱压头输出管8中心高度应与水侧取样管3中心高度近似相同。—根汽柱压头输出管8，下接汽柱压头脉冲管9，一根变化水头脉冲管7，两脉冲管 之间输出锅筒内真实水位高度Hz两端压头差Δ P，压头差Δ P、真实水位高度Hz汽压P之间 有下列关系ΔΡ = ΗΖ· Ρωω_Ηζ· Ps=ΗΖ(Ρ ω(3)-Ρ3)= Hz ‘ f(p)...... (1)式中Δ P——压头差Hz——真实水位高度P ω(3)——真实水位密度Ps——饱和汽密度(ρ ω(3)-ρ3) = f(p)—真实水位密度与饱和汽密度之差是汽压⑵的函数。式(1)用文字表达锅筒内一个真实水位高度(Hz)两端压头差(ΔΡ)必等于该真实水位高度(Hz)与 汽压⑵函数f(p)的乘积。Hz、AP、f(p)三者之间必然的自然规律关系称谓热力学锅筒水位定律。这里要指 出，由于锅筒水侧含“汽泡”原因，内筒5有削尖峰脉冲起缓冲作用。利用热力学水位定律测量锅筒真实水位。考察式(1)，误差特点不存在室温散热引起的水柱密度误差；不存在锅筒内真实水位中含“汽泡”高度测 量误差；不存在汽压骤降时的因饱和水柱参比基准自沸腾汽化丢失导致的仪表失真误差。考察式⑴通过测差压(ΔΡ)，汽压(P)，式中还有两个未知数。Hz ？ Ρω(3) ？一个方程式有二个未知数无解。由于同点取样的真实水位Hz与饱和水位Hw之间有等压头关系，式(1)可以写成AP= Hw(Pu-Ps)............ (2)式(2)中(P ω-ρ3) = f (P)1，饱和水汽密度差是汽压的函数。通过测差压ΔΡ，汽压(P)，式(2)中全是已知量。由于式(1)式(2)中ΔΡ相等 (等压头)，又由于式⑴中的(P (s)-Ps)，Hz是客观存在的，在特定条件下，(P (s)-Ps) 是唯一的，Hz也是唯一的，因此可以用调试方法，确定(P (s)-Ps) =f(P)。将调试得到的 (P ω(3)-ρ3) =f(p)函数贮入压头型锅筒水位计运算系统，通过测差压和汽压，压头型锅筒 水位计能准确测量锅筒内真实水位。真实水位密度指某压力值下一个真实水位高度段上饱 和水份额，含“汽泡”份额总份额为百分之百，再由饱和水、汽密度分别乘于各自占有的百分数份额的乘积之和。本专利技术优点运用热力学锅筒水位定律特有的必然的自然规律，消除了常见锅筒水位测量装置 存在的室温散热引起的水柱密度误差；汽压骤降时的仪表失真误差；锅筒真实水位中肉眼 看不见，连通管中不复现的含“汽泡”高度测量误差；对于高参数大容量锅炉具有极高的“高 效、节能、减排”又好又快可持续发展经济建设意义。本专利技术的实施例如附图所示 附图是本专利技术结构示意图。图中虚线是可以采用的实施方式，图中实线是本专利技术的实施例。一种压头型锅筒水位测量筒，有测量筒(1)，一根汽侧取样管(2)连通测量筒(1) 与锅筒10，一根水平状水侧取样管3与位于测量筒1内的内筒5连通，一根变化水头输出 管6在位于水侧取样管3中心高度的内筒5内水平外引，下接变化水头脉冲管7，变化水头 脉冲管7，也可以直接从水侧取样管3垂直下引，不经过内筒5，不过为保证水侧取样管3中 心高度在测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压头型锅筒水位测量筒，有测量筒（１），汽侧取样管（２），水平状水侧取样管（３），排泄管（４），内筒（５），变化水头输出管（６），下接变化水头脉冲管（７），其特征是：一根必位于水侧取样管（３）中心高度附近，必从具有小汽包特征的测量筒（１）内引出的汽柱压头输出管（８）下接汽柱压头脉冲管（９），一根变化水头脉冲管（７），两脉冲管之间输出锅筒内真实水位高度Ｈ↓［Ｚ］两端压头差，压头差ΔＰ，锅筒真实水位高度Ｈ↓［ｚ］、汽压Ｐ之间关系有：ΔＰ＝Ｈ↓［ｚ］.（ρ↓［ω（ｓ）］－ρ↓［ｓ］）＝Ｈ↓［ｚ］.ｆ（ｐ）…………（１）ΔＰ－压头差Ｈ↓［ｚ］－真实水位高度ρ↓［ω（ｓ）］－真实水位密度ρ↓［ｓ］－饱和汽密度（ρ↓［ω（ｓ）］－ρ↓［ｓ］）＝ｆ（ｐ），真实水位密度与饱和汽密度之差是汽压（Ｐ）的函数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：成文章，
申请(专利权)人：成文章，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]