双室平衡容器在汽包水液位测量中的应用

李胜利 孟景花 宋建平 池占胜 唐莉(中国石油呼和浩特石化公司,内蒙古 呼和浩特 010070)

汽包的正常运行能提供下游品质合格的蒸汽，并避免产生结垢、爆管等现象，故汽包水位测量仪表是保证余热汽包类设备稳定安全运行的重要环节，其中又以差压式液位计分类中的双室平衡容器在液位连续测量方面为典型范例。

1.汽包水液位的特点

1.1 水面不平稳

动能极大的汽水混合物冲击使水面形成漩涡、液柱和波浪；汽包压力的波动，则致使水冷壁中水沸腾的起始位置不断发生变化。且水面各点液位分布不均，表现在汽包两端水位低，而中部明显的凸起。

1.2 汽水分界面不明显

汽泡的密度由接近汽包底部处向接近水面处逐渐减小，汽水混合物的密度分布不线性。

1.3 汽包内加入有除垢药品，致液面表面有泡沫存在

由以上可知：汽包水位是一个典型的较难实现的工艺参数，受到汽包温度、压力影响较多，实现准确测量有难度；同时也应知道，片面地追求几台液位计指示完全一致是错误的。

2.几种测量汽包水液位的测量仪表应用

2.1 就地水位计

应用连通器原理制成，通过光学原理所显示。在实际运行中，由于汽包盐分腐蚀及水汽冲刷，连通器玻璃管内壁磨损，引起汽水分界不明显。

2.2 差压式水位计

根据液体静力学原理，通过测量变动水位和基准水位之间的静压差，并通过外接差压变送器将差压信号转换为相应的电信号来反映即时水位。双室平衡容器就属于这一类。

2.3 电极式水位计

利用饱和蒸汽与饱和蒸汽凝结水的电导率的差异将水位变化转换为汽包液位区间的开关电信号。

由于汽包内各点水位不尽相同，测量易受干扰，准确稳定测量难度大，这些特点决定了在实际应用中，测量汽包水液位一般同时采用多种仪表测量，互相参考。

3.双室平衡容器的测量原理

双室平衡容器是在单室平衡容器的基础上增加了参比水柱，并通过T字形连通器将汽包中动态的水位产生的压强与参比水柱压强相比较，得到汽包中的实际水位差压值。

4.运行中遇到的实际问题

4.1 汽包未连续工作时，液位指示偏差较大

通过观察发现，在汽包启用、停止、排空时误差较大，表现为和玻璃板参照数值指示偏差大，恢复时间较长，需要人为进行灌水。

4.2 保温

对比装置其他类型仪表，发现双室平衡容器对保温需求更高。究其原因，是双室平衡容器对温度变化敏感所致。当容器外部保温较薄时，由于热辐射作用凝汽室内无法维持和汽包内汽水混合物相同的近300度高温，凝结水的速度会加快，自然对流状态依然在进行，但已不能如实反映汽包内的动态平衡过程，测量的准确性大打折扣。建议将平衡容器本体和联通管路均进行保温，厚度和汽包本体保温厚度一致。

4.3 安装在外取热汽包和蒸汽发生器的双室平衡容器的安装方式不同

根据安装要求，双室平衡容器的下放空要接至汽包的下降管上，以保证平衡本体和汽包内的工况一致。在正常工作时，溢流室中基本上没有积水或少量的积水。而分馏汽包其实质是油浆蒸汽发生器，设备内没有下降管。如果将其放空误接入汽包的排污线中，当排污线的阀门动作，即将平衡容器内的压力降为常压，平衡容器内温度和压力急剧变化无法正常反映液位，只能选用不带有下放空的双室平衡容器或将下放空进行封堵。

4.4 液位故障值时的处理

可以在只投变送器正压侧阀门或者只投变送器负压侧阀门时，通过变送器表头所指示差压值来检查变送器双侧受压情况，以判断表的迁移量是否准确。汽包投入运行前，双室平衡容器的基准杯、导压管都应灌满水。如果参照前图的安装方式，当参比水柱侧有水柱高度不足、冻凝或者堵塞的现象时，仪表指示将是0%以下；当测量水柱侧有冻凝和堵塞的现象时，仪表指示将在100%以上。

4.5 泄漏点多

由于双室平衡容器内部结构复杂，静密封点多，且测量的汽水混合物的密度和压力变化范围较大，造成泄漏点较一般测量仪表多。如双室平衡容器内部连通管与溢流室、基准杯与溢流室之间的渗漏、变送器的接头渗漏或平衡阀内漏都将造成测量偏差。如果安装前要按照规范要求做密封试验，便能有效的克服此类影响。

4.6 脏污

T型连通器和汽包内部联通，存在动态的交换过程；脏污对参比水柱的高度影响更大，继而扩大测量的误差。

5.结语

双室平衡容器在汽包稳定运行时能够较好的反映液位的变化，结合其他形式的液位测量仪表，可以达到保障汽包安全运行的目的。