1本文概述

随着时代的发展和技术水平的提高，对火电厂生产自动化水平的要求也逐年提高。作为火电厂的一项重要测量工作，测量的准确性和稳定性要求也尤为重要，因为它不仅关系到整个机组的稳定运行，而且对生产效益的实现起着至关重要的作用。

火力发电厂压力容器液位的测量点主要包括:汽包、除氧器、疏水箱、高低压加热器等。其中，汽包水位测量是最重要也是最关键的测量点。如果在启动和调试期间不能投入全工况测量和水位保护，事故概率将会增加，事故风险将会增大。如果在加热过程中出现问题，锅炉将无法正常工作，也无法保证机组的连续稳定运行。

电厂中测量压力容器液位(模拟输出)的主要方法有:差压变送器、导波雷达、电容探头等。其中，差压变送器是比较传统的测量方法。近年来，随着液位计技术的发展，特别是电容探头、导波雷达等的改进。为了承受中等工艺条件，测量桶技术的改进使其在高压和高温条件下得到越来越多的应用。摘要:介绍了火电厂液位测量的几种方法，分析了它们存在的问题，为今后液位测量方法的优化和设备选型提供了参考。

2汽包水位测量

2.1差压变送器测量方法

2.1.1锅炉汽包液位测量采用差压变送器的方式，其采样如图1和图2所示(单室和双室)。

图1图2

2.1.2存在主要问题

(1)由于水侧的绝对温度，无法保证量筒和锅炉本体之间的温度和压力的一致性，导致采样水位和锅炉本体水位之间存在很大的负差。

(2)采样量大、测量延时大，不能及时反映水位变化，导致测量信号调节质量差。

(3)取样管数量多，冬季保温和露天混热复杂，施工量大，安装周期长。

(4)由压差、压力、温度、流量、系统计算等部分组成，集成可靠性低，维护量大。

(5)受汽包温度、压力变化和环境温度变化的影响很大，不能很好地解决水侧绝对温度引起的系统测量误差的密度补偿问题。

(6)平衡容器式汽包水位计的直接使用成本(冷凝筒散热)和维护成本(年度检定和建造)较高，其综合使用成本远远低于地面采购成本响应值。

(7)锅炉启动时，参考水柱(P+)采样管无水，等待冷凝水注满需要时间。在此期间，平衡容器液位计不能正常工作(不能建立正常的压差条件)，锅炉启动前的水位不能集中监控，保护不能投入运行。

2.2导波雷达测量方法

导波雷达传感器可以发射从6千兆赫到26千兆赫的大约1纳秒的短频率雷达脉冲，并且被介质反射的雷达脉冲作为回波被天线接收。雷达脉冲从发射到接收的运行时间与天线到被测介质表面的距离成正比。计算出的液位高度被转换成输出信号。

利用导波雷达测量了陕西省50MW火电厂锅炉汽包水位。具体连接方法如下:取消平衡容器，测量筒通过连接管与测量筒直接连接(中间增加一个隔离阀)，由于工程锅炉在室外密闭，位于陕北高寒地区，导波雷达安装在测量筒顶部。为了避免外界低温的影响，测量筒采用电加热。从试运行一段时间来看，仍存在以下问题:

(1)液位波动的影响无法消除，特别是在启动过程中液位频繁变化时。

(2)压力和温度变化干扰实际测量值，精度不够保证。

(3)量筒与料位计的匹配仍有偏差，不能作为保护值点，在所有工况下都不能达到精确测量。

原因分析(如图3所示)。

图3量筒内介质的实际分布图

由于温差，蒸汽侧将形成凝结雨区。一旦凝结雨区达到一定的密度，导波雷达就会产生错误的测量。为了消除凝结雨面积，需要增大测量筒的直径，消除温差。然而，这两点在实际工程应用中仍存在一些困难。一方面，制造商目前无法提供准确的数值，另一方面，直径测量筒太大增加了安装和热混合的实施难度。

导波雷达液位测量技术在常温常压下的应用消耗数百毫安。由于蒸汽和冷凝水对微波的极大衰减，压力容器下导波雷达液位计(huoyumi/leida/)的应用功耗将成倍增加。仪表是多年来的连续应用。功耗过大也会降低产品的使用寿命。凝结雨区给导波雷达液位计带来的干扰不能通过增加功耗从根本上消除。如果在测量缸和汽包的蒸汽连通管之间增加一个平衡容器来消除汽侧的影响，就会增加检测环节和故障点。

2.3智能电容测量方法

工作原理:利用液位变化与测量探头电容变化之间的关系，由专用模式系统软件对检测到的电容变化进行补偿和计算，输出与料位变化成正比的模拟信号。

目前，国内厂家依靠自己的研究和专利，已经研制出一种具有液位测量自动补偿功能的三探针电容式液位计测量筒。本产品为三探针测量筒，由三个同轴套管测量探针#1、#2、#3组成，在高端(高于被测介质液位变化的最高点)和低端(低于被测介质液位变化的最低点)以连通管的形式并联，其中#1为主要测量，其探针测量高度一般以满足现场要求的有效测量范围为准。#2和#3探针的制造高度通常是#1高度的六分之一到三分之一。同时，三种探头的参考接地金属管的内径、金属棒探头的外径、绝缘层厚度、材料等物理指标是一致的，用于保证三种探头能够同时测量同一介质，并保证同一环境下同一单位高度被测介质液位变化引起的测量电容变化完全一致。探头#2处于空缸状态，即实际测量时处于高端，用于校正#1和#3测量缸空缸电容的校准值。它主要消除气体或蒸汽介质的介电常数变化和被测介质对探头的粘附率变化的影响。在实际测量中，#3探头处于全介质即低端状态，用于校正#1测量筒全电容校准值，主要消除被测介质介电常数变化对测量的影响。三个量筒配有三个电容测量探头，电气测量指标一致，精度好，并配有相关的传输显示单元，构成了一套具有液位测量自动补偿功能的液位计。根据几个项目的实际应用，具有在所有工况(锅炉启动、停机、排污、事故工况等)下准确连续测量和控制液位的功能。)基本实现，并且没有“假水位”测量。提供接触信号输出后，监控和保护需求完全满足。

2.4高压加热器等液位测量

高压加热器和除氧器的特性与汽包相似。传统的用平衡容器测量液位的方法和汽包的应用都有类似的问题。导波雷达在除氧器、高、低水位和热水水位，特别是在低水位和热水水位有许多成功的应用。除氧器和高加的主要特点是蒸汽侧温度和压力低，与汽包相比测量精度相对较低。虽然有一定的波动，但它们比传统的差压变送器更稳定，维护量更少。为了减少凝结雨区的发生，选择量筒、混合热量和保温也很重要。

3.结论

在投资允许的情况下，汽包水位测量应选择三探针电容式产品，以实现全状态监测和保护，消除安全隐患，促进火电厂的持续稳定运行。导波雷达和电容测量在高低压加热器、除氧器、热水井等液位监测中的应用也是未来的发展趋势。