[发明专利]一种差压平衡容器

说明书

本发明涉及工业、电站锅炉锅筒远传水位测量用的差压型水位计一种改进的水位计一次感受件——一种差压平衡容器。它适用于汽水两相压力容器和锅炉锅筒在额定工况下的真实水位测量，尤其适用于大型锅炉筒真实水位测量。

中国发明专利公开号：CN1063936A公开的一种组合式汽包水位取样装置，其中差压平衡容器的缺陷是相对于水侧取样管中心基准，差压平衡容器的基准管“0”正常水位高度不合理，差压法测水位是通过比压头来实现的，在额定工况下，正常“0”水位基准理论重度水柱压头大于锅筒内夹带汽泡的正常“0”真实水位压头，因而上述平衡容器输出的差压不能使差压变送器检测到“0”差压，水位计显示正常“0”水位的目的。对于大型锅炉，用上述水位计测得的理论重度水位远低于锅筒内夹带汽泡的真实水位，在额定工况下，不能满足生产工艺要求，会造成降低主汽温和再热汽温，影响热效率和危及锅炉安全生产。

本发明的任务是为锅炉远传水位测量用的差压型水位计提供一种在额定工况下既消除室温散热引起的水柱密度误差，又能消除饱和水中夹带汽泡影响密度误差，能准确、可靠测量锅筒内夹带汽泡的真实水位的由一种KH₀基准管水柱恒位带多种保护组成的一种差压平衡容器。

本发明的解决方案如下：用一根不保温的凝水汽泄水管引至保温的低位下降管上，利用二者在运行条件下水柱温差导致的水柱密度差，使主测量筒1充满从汽侧取样管11导入的饱和汽，主测量筒1好比一个与锅筒内汽压汽温条件相同的小汽包，位于主测理筒1内与锅筒水侧连通的内筒4中水柱被饱和汽连续加热可视为不夹带汽泡的饱和水位，又称理论重度水位，在不同负荷或不同汽压下，锅筒内某一夹带汽泡的真实水位，内筒4内有许多个高度理论重度水位与之重量平衡，在额定工况下，锅筒内被测位的一个夹带汽泡的真实水位，内筒4中仅有一个高度的理论重度水位与之重量平衡，锅筒内夹带汽泡的真实水位用H_Z表示，内筒4内理论重度水位用H_L表示。位于主测量筒内的基准管5中水柱也被饱和汽连续加热可视为不夹带汽泡的理论重度饱和水柱，当基准管高度为KH₀时，其基准管5内水柱用H_LT0表示，称额定工况下理论重度当量“0”真实水位，当它与锅筒内夹带汽泡的正常“0”真实水位H_Z0具有相同压头时，平衡容器输出差压为“0”，水位表显示“0”正常水位，在额定工况下，当H_Z与H_L重量平衡时，令KH_Z＝H_L，又由于H_Z0与H_LT0也处于重时平衡，因而KH_Z0＝H_LT0成立，K是一个小于1的系数，1＞K＞0.75，锅炉容量越大，负荷越大，汽压越高，汽水分离漏汽量越大，K值越小，汽连络管6，弯曲管3，横截面积多倍于基准管5横截面积的贮过冷水付筒2，付筒2下部与基准管5水相呈通道的管系及基准管上部口溢水功能组成基准管5在动态条件下自动恒位保护系统。汽连络管6用于向付筒2因汽冷凝导致汽减少的连续补汽，弯曲管3用于当锅筒汽压大幅度骤降，基准管5饱和水汽化大量丢失，此时伴随锅筒水位急升，内筒4内水位急升，水位超过弯曲管3顶端时，弯曲管3实施虹吸调内筒4内水补充付筒2进而维持基准管5水柱恒位，运行条件下付筒2内过冷水与基准管5中饱和水位维持不等位重量平衡，遇汽压中小幅度骤降，基准管5内饱和水汽化中等程度失水，付筒2“宽”容器对基准管5“窄”容器通过水柱重量平衡维持基准管5内水位近似恒位，付筒2连续冷凝水以返虹方式补充基准管5，多余水柱经基准管5上部口自溢恒位。内筒4下部引出变化水头输出管8，基准管5下部引出的基准水头输出管7之间输出一个差压(ΔP)，差压水位转换关系式有：

ΔP＝-(H_LT0-H_L)(γw-γs)………………(一)

式中ΔP——输出差压

K_LT0——额定工况下理论重度当量“0”水位，

H_L——变化理论重度水位

γw——饱和水理论重度

γs＝——饱和汽重度

用KH_Z0代替H_LT0，用KH_Z代替K_L

则式(一)写成：

ΔP＝-(KH_Z0-KH_Z)(γw-γs)………………(二)