一种智能补偿内置式汽包液位测量装置制造方法及图纸

一种智能补偿内置式汽包液位测量装置，包括内置平衡容器、冷凝器、负压弯头取压器、差压变送器、压力变送器、温度变送器、I/0卡件和PLC或DCS平台；内置平衡容器，包括基准杯、冷凝回水管、正压取压管和负压阻尼器，基准杯上端汽液进出口通过冷凝回水管与冷凝器的汽液进出口连接；基准杯的正压输出口与正压取压管的上端连接，正压取压管的下端与负压阻尼器的内管的一端连接，负压阻尼器内管的另一端与压力弯头取压器连接；压力弯头取压器与差压变送器连接；差压变送器、压力变送器和温度变压器分别通过导线与I/0卡件的对应接口连接；I/0卡件通过导线与PLC或DCS对应接口连接。本发明专利技术减少回流液对基准杯液面的冲击；减小汽包液面、旋风分离器和下降管对测量的影响。

Intelligent compensation built-in drum level measuring device

A measuring device for intelligent compensation built-in drum level, including built-in balancing vessel, condenser, vacuum pressure regulator, elbow differential pressure transmitter, pressure transmitter, temperature transmitter, I/0 card and PLC or DCS platform; built-in balancing vessel, including base cup, condensate return pipe, positive pressure and negative pressure tube damper, benchmark the upper end of the vapor-liquid cup import and export through the steam liquid condensate return pipe and condenser entrance connection; reference cup positive pressure output and positive pressure pipe connected to the top end of the lower pressure, positive pressure and negative pressure tube damper tube connected with the other end of the pressure pipe bend negative pressure damper the pressure is connected; pressure elbow pressure device is connected with the pressure transducer; differential pressure transmitter, pressure transmitter and the temperature of the transformer are respectively connected through the corresponding interface wire with I/0 cards; I/0 cards. The through wire is connected with the corresponding interface of PLC or DCS. The invention reduces the impact of the reflux liquid on the liquid level of the reference cup, and reduces the influence of the liquid level of the drum, the cyclone separator and the downcomer on the measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种智能补偿内置式汽包液位测量装置
本专利技术涉及锅炉汽包水位检测装置，特别涉及一种智能补偿内置式汽包液位测量装置。
技术介绍
汽包水位是电厂锅炉运行一个非常重要的工艺参数，它直接影响锅炉运行的安全性和经济性。汽包水位过高，蒸汽空间缩小将引起蒸汽带水，会降低蒸汽品质；汽包水位过低，会破坏锅炉水循环，造成水冷壁爆破或损坏汽包。用于汽包水位测量的方法常见的有云母水位计、电接点水位计和差压水位计，但由于受检测原理的限制，用于生产控制的主要采用差压水位计。差压水位计所用的一次元件有单室平衡容器、双室平衡容器和内置式平衡容器，在这三种平衡容器中，只有内置平衡容器能完全克服环境温度的影响，所以内置式平衡容器测量汽包水位更具有先进性。由于内置式平衡容器的设计是把平衡容器置于汽包内部，为了保证测量所需液位，这就需要通过冷凝罐进行不断的补充液位。但回流液过快会对基准杯内液位形成冲击，影响测量精度。同时，负压侧的取压会受到汽包液面状况、旋风分离器和下降管的影响。所以要平稳准确的测量汽包内的液位，还需克服上述问题。同时在生产过程中，汽包内工况会发生改变，会导致汽包内饱和水和饱和蒸汽密度的改变，并且差压原理测量液位受密度的影响，所以需要对液位进行修正，才能得到真实的液位值。同时，由于工况的突变，往往会造成汽包内压力、温度和差压的干扰性波动，然而，这种干扰性波动往往引起汽包水位控制品质变差。
技术实现思路
本专利技术的目的，是提供一种智能补偿内置式汽包液位测量装置，本专利技术所设计的内置平衡容器，正压侧基准杯增加了缓冲板可以缓冲回流液的冲击，负压侧增加了阻尼器可以减小汽包液面、旋风分离器和下降管的影响，使测量的汽包水位平稳准确。通过对饱和水密度和饱和蒸汽密度进行线性回归，拟合成关于压力或温度的密度函数，用于满足汽包各种工况的补偿计算，同时对采集的温度、压力和差压信号进行数字滤波，可以减小汽包测量系统的波动。本专利技术采用的具体方案如下：一种智能补偿内置式汽包液位测量装置，包括内置平衡容器、冷凝器、负压弯头取压器、差压变送器、压力变送器、温度变送器、I/0卡件和PLC或DCS平台。内置平衡容器，包括基准杯、冷凝回水管、正压取压管和负压阻尼器。基准杯和负压阻尼器设置在锅炉内，基准杯位于液面上方，负压阻尼器位于液体内。基准杯上端汽液进出口通过冷凝回水管与冷凝器的汽液进出口连接。基准杯的正压输出口与正压取压管的上端连接，正压取压管的下端与负压阻尼器的内管的一端连接，负压阻尼器内管的另一端与压力弯头取压器连接。压力弯头取压器与差压变送器连接。压力变送器和温度变送器设置在锅炉上设定的位置。差压变送器、压力变送器和温度变送器分别通过导线与I/0卡件的对应接口连接(见附图2)。I/0卡件通过导线与PLC或DCS对应接口连接。上述基准杯内与水平倾斜设置有缓冲板，缓冲板与水平线夹角为28-32°。上述负压阻尼器由外管和内管构成，外管的管壁上开设有多个外管孔，外管的两端分别由前密封板和后密封板密封。前密封板上有前内管插孔，后密封板上有后内管插孔，内管依次穿过前密封板上的前内管插孔和后密封板上的后内管插孔，且内管与前密封板和后密封板密封连接。内管位于外管内的部分上的管壁上开设有多个内管孔。外管上的多个外管孔与内管上的多个内管孔分别错开布设。本专利技术由差压变送器、压力变送器和温度变送器采集信号，通过导线与I/O卡件连接，最后送到DCS或PLC平台，在DCS或PLC平台上实现水位补偿系统的计算。计算方法如下：1、水位计算内置平衡容器测量液位采用差压原理，在锅炉正常运行时，内置平衡容器里水的密度为汽包内水的密度，则差压与水位的关系有如下公式：ΔP＝P+-P-＝ρ水gL-[ρ汽g(L-h)+ρ水gh]＝(ρ水-ρ汽)(L-h)g(1)进一步地式中，ΔP为差压；g＝9.8N/kg；L为汽包水位工程范围；h为实时水位高度ρ水饱和水密度；ρ汽饱和蒸汽密度。差压变送器标定量程：0—(ρ水-ρ汽)Lg(3)DCS显示液位量程：-L/2～L/2(4)2、回归计算在锅炉运行过程中，由于生产工况的改变，汽包内的温度和压力也会发生变化，此时饱和水和饱和蒸汽的密度也会发生改变，如果想得到真实的液位值，则需要对已标定的液位进行修正，才能得到真实的液位值。假设是压力为Ps、温度为Ts时的密度，该密度是差压变送器量程的标定值，那么当汽包内温度、压力发生变化时，需要重新计算饱和水密度和饱和蒸汽密度。通过对《水和水蒸气热力性质图表手册》中饱和水密度与压力的数据、饱和水密度与温度的数据、饱和蒸汽密度与压力的数据和饱和蒸汽密度与温度的数据进行分段线性回归，得到密度和压力之间的关系式，密度和温度之间的关系式。p(x)＝p1xn+p2xn-1+…+pnx+pn+1(5)3、数字滤波由于在锅炉上水和排蒸汽等过程发生突变的时候，会造成温度、压力和差压的波动，这会对液位的计算产水扰动，所以对压力、温度和差压的采集加上一阶滞后滤波器。一阶滤波公式：YN＝(1-α)X-αYN-1(6)式中α为滤波系数；X为输入值；YN为当前滤波输出值；YN-1为上一次滤波输出值。4、水位补偿根据(1)、(2)和(3)可以算出实际运行时的密度为计算方法如下：补偿求得补偿后的实际液位为具体算法实施例：(1)标定量程依据公式(3)和公式(4)，标定量程max((ρ水-ρ汽)Lg)，当L＝700mm时，DCS显示液位量程为-350～350mm；差压变送器量程为0～700mmH2O。(2)回归计算对《水和水蒸气热力性质图表手册》中饱和水密度与绝对压力的数据，饱和蒸汽密度与绝对压力的数据进行分段线性回归，得到密度和绝对压力之间的关系式。饱和蒸汽密度与绝对压力关系：饱和水密度与绝对压力关系：(3)数字滤波差压变送器滤波计算：压力变送器滤波计算：温度变送器滤波计算：(4)补偿计算依据公式(8)求得补偿后的水位为最后求得的h，量化成DCS显示量程。本专利技术的优点：上述基准杯内部设计了一个缓冲板，缓冲板与水平线具有一定的角度α，回流液经过缓冲板后，可减小回流液对基准杯液面的冲击。α为15-30°。内置式平衡容器负压侧增加了阻尼器，阻尼器分为外管和内管，在外管和内管上设计排布有多个小孔，这样负压测取压时可以减小汽包液面、旋风分离器和下降管的影响。附图说明图1是本专利技术的一种实施例结构示意图。图2是基准杯立体示意图。图3是基准杯内设置缓冲板示意图。图4是图3的俯视图。图5是负压阻尼器结构示意图。具体实施方式一种智能补偿内置式汽包液位测量装置，包括内置平衡容器、冷凝器1、负压弯头取压器6、差压变送器7、压力变送器8、温度变送器9、I/0卡件10和PLC或DCS平台11。内置平衡容器，包括基准杯3、冷凝回水管2、正压取压管4和负压阻尼器5。基准杯3和负压阻尼器5设置在锅炉内，基准杯位于液面上方，负压阻尼器5位于液体内。基准杯3上端汽液进出口通过冷凝回水管2与冷凝器1的汽液进出口连接。基准杯3的正压输出口与正压取压管4的上端连接，正压取压管4的下端与负压阻尼器5的内管的一端连接，负压阻尼器5内管的另一端与压力弯头取压器6连接。压力弯头取压器6与差压变送器7连接。压力变送器8和温度变送器9设置在锅炉上设定的位置。差压变送器7、压力变送器8和温度变压器9分别通过导线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能补偿内置式汽包液位测量装置，包括内置平衡容器、冷凝器、负压弯头取压器、差压变送器、压力变送器、温度变送器、I/0卡件和PLC或DCS平台；内置平衡容器，包括基准杯、冷凝回水管、正压取压管和负压阻尼器；基准杯和负压阻尼器设置在锅炉内，基准杯位于液面上方，负压阻尼器位于液体内；基准杯上端汽液进出口通过冷凝回水管与冷凝器的汽液进出口连接；基准杯的正压输出口与正压取压管的上端连接，正压取压管的下端与负压阻尼器的内管的一端连接，负压阻尼器内管的另一端与压力弯头取压器连接；压力弯头取压器与差压变送器连接；压力变送器和温度变送器设置在锅炉上设定的位置；差压变送器、压力变送器和温度变送器分别通过导线与I/0卡件的对应接口连接；I/0卡件通过导线与PLC或DCS对应接口连接；上述基准杯内与水平倾斜设置有缓冲板，缓冲板与水平线夹角为28‑32°；上述负压阻尼器由外管和内管构成，外管的管壁上开设有多个外管孔，外管的两端分别由前密封板和后密封板密封；前密封板上有前内管插孔，后密封板上有后内管插孔，内管依次穿过前密封板上的前内管插孔和后密封板上的后内管插孔，且内管与前密封板和后密封板密封连接；内管位于外管内的部分上的管壁上开设有多个内管孔；外管上的多个外管孔与内管上的多个内管孔分别错开布设。...

【技术特征摘要】
1.一种智能补偿内置式汽包液位测量装置，包括内置平衡容器、冷凝器、负压弯头取压器、差压变送器、压力变送器、温度变送器、I/0卡件和PLC或DCS平台；内置平衡容器，包括基准杯、冷凝回水管、正压取压管和负压阻尼器；基准杯和负压阻尼器设置在锅炉内，基准杯位于液面上方，负压阻尼器位于液体内；基准杯上端汽液进出口通过冷凝回水管与冷凝器的汽液进出口连接；基准杯的正压输出口与正压取压管的上端连接，正压取压管的下端与负压阻尼器的内管的一端连接，负压阻尼器内管的另一端与压力弯头取压器连接；压力弯头取压器与差压变送器连接；压力变送器和温度变送器设置在锅炉上设定的位置；差压变送器、压力变送器和温度变送器分别通过导线与I/0卡件的对应接口连接；I/0卡件通过导线与PLC或DCS对应接口连接；上述基准杯内与水平倾斜设置有缓冲板，缓冲板与水平线夹角为28-32°；上述负压阻尼器由外管和内管构成，外管的管壁上开设有多个外管孔，外管的两端分别由前密封板和后密封板密封；前密封板上有前内管插孔，后密封板上有后内管插孔，内管依次穿过前密封板上的前内管插孔和后密封板上的后内管插孔，且内管与前密封板和后密封板密封连接；内管位于外管内的部分上的管壁上开设有多个内管孔；外管上的多个外管孔与内管上的多个内管孔分别错开布设。2.根据权利要求1所述一种智能补偿内置式汽包液位测量装置，其特征在于所述的差压变送器、压力变送器和温度变送器采集信号，通过导线与I/O卡件连接，最后送到DCS或PLC平台，在DCS或PLC平台上实现水位补偿系统的计算；计算方法如下：1)、水位计算内置平衡容器测量液位采用差压原理，在锅炉正常运行时，内置平衡容器里水的密度为汽包内水的密度，则差压与水位的关系有如下公式：ΔP＝P+-P-＝ρ水gL-[ρ汽g(L-h)+ρ水gh]＝(ρ水-ρ汽)(L-h)g(1)进一步地式中，ΔP为差压；g＝9.8N/kg；L为汽包水位工程范围；h为实时水位高度ρ水饱和水密度；ρ汽饱和蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏宝玉，刘迪津，臧春华，孔庆儒，李洪军，马传山，康朔，
申请(专利权)人：沈阳华控科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21