一种多功能汽包水位自动测量系统的制作方法

本发明涉及水位测量领域，具体为一种多功能汽包水位自动测量系统。

背景技术：

1、现有电厂锅炉汽包水位测量大多数都采用差压式原理的水位计，即利用双室平衡容器、导压管、取样管、一次阀、二次阀、排污阀、差压变送器等部件组成一套汽包水位测量装置。

2、在现有技术cn204026643u一种锅炉用双室平衡容器中，公开了具体结构包括与锅炉锅筒上部汽空间连通的上管和与该锅炉锅筒下部水空间连通的下管。该上管的另一端固定连通由筒体形成的外室，该外室的上部形成气压区，且该气压区的气压与该锅炉锅筒汽空间的气压相同，该外室下部装设具有恒定液位的液体。该外室的顶部开设能被封闭的加水进气口，该外室的底部开设高液位接口。该下管的另一端与内置于该筒体内的连通管固定连通形成内室，该内室的上端与该外室上部的气压区相通，使该内室气压与该外室气压相同，且该内室内的液位与该锅炉锅筒内的液位相同，该内室的底部开设低液位接口；该高液位接口和低液位接口并接于一差压变送器的输入端，该差压变送器的输出端连接于该锅炉锅筒的控制箱。当采用双室平衡容器测量水位时，其工作原理为利用液体静压力原理，将汽包水位转换成变送器的差压，经差压变送器再将差压转换为4～20ma电流信号送至显示控制仪表或dcs系统。显示控制仪表或dcs系统通过汽包水位与差压转换关系，最终计算得到汽包水位。

3、但是上述方案存在三个问题：

4、一、运行过程无法确认外层容室是否满水。利用双室平衡容器准确测量汽包水位的一个前提是外层容室必须充满凝结水，即外层容室的水位应与汽侧导压管位置保持一致。若外层容室中的水位低于汽侧导压管，将对汽包水位产生误差。现有技术方案中，外层容室中的水是由上部蒸汽冷凝得到，在锅炉运行过程中，无法保证也无法确认外层容室的水是否充满。

5、二、在线排污过程存在安全隐患，恢复时间较长。经过长时间运行，平衡容器、取样管内部水质变差，甚至可能积垢，需要进行排污操作，现有的排污操作都需要依靠工人在现场手动操作。而中大型锅炉在运行中汽包中的蒸汽压力可达10mpa以上，蒸汽温度近500℃，若排污过程因为人为失误忘记关闭汽侧、水侧一次门或者汽侧、水侧一次门关不严，稍有泄漏喷射出的蒸汽将对现场操作人员的生命安全带来严重威胁。同时由于排污操作，外层容室的水被排走，蒸汽重新慢慢凝结成水。在外层容室凝结水未达到汽侧一次阀位置的期间，该变差变送器所测量的汽包水位不准确。另外，排污所产生的废水一般都流至地沟。一方面排污产生的水温较高，容易冒蒸汽，影响电厂文明环保；另一方面流失工质，不利于锅炉节能。

6、三、差压变送器校准过程复杂，易损坏平衡容器。现有技术差压变送器校准过程需要手动操作较为复杂，对操作人员的技术水平要求较高。现有技术中，堵头与平衡容器采用螺纹连接，校准过程需要用扳手进行松开和紧固操作，紧固力矩对操作人员的技术水平要求较高。随着操作次数增加，易损坏堵头和平衡容器的螺纹。若堵头与平衡容器连接不紧，汽包内的蒸汽将从螺纹缝隙处喷射而出，威胁现场人员的生命安全。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种多功能汽包水位自动测量系统。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种多功能汽包水位自动测量系统，包括汽水分离系统，液位检测系统，排污系统，供水系统和控制系统；所述液位检测系统分别与汽水分离系统和供水系统连接；所述排污系统与汽水分离系统和液位检测系统连接；所述汽水分离系统，液位检测系统，排污系统和供水系统均与控制系统电连接；所述汽水分离系统用于分离蒸汽和水，保证循环回路供水，提供合格蒸汽，所述液位检测系统用于检测汽包水位，所述排污系统用于收集系统长时间运行产生的废水，所述供水系统用于补充液面检测系统中缺少的水量，所述控制系统通过自动校准、排污清洗、检测、补水各项控制指令控制汽水分离系统，液位检测系统，排污系统，供水系统动作。

4、作为优选实施方式，所述汽水分离系统包括汽包、水侧手动一次阀、水侧电动一次阀、汽侧手动一次阀、汽侧电动一次阀、汽侧导压管和水侧导压管；所述汽包上半部与液位检测系统间通过汽侧导压管连接，所述汽侧导压管上靠近汽包一侧设置有汽侧手动一次阀且靠近液位检测系统另一侧设置有汽侧电动一次阀，所述汽包下半部与液位检测系统间通过水侧导压管连接，所述水侧导压管上靠近汽包一侧设置有水侧手动一次阀且靠近液位检测系统另一侧设置有水侧电动一次阀。

5、作为优选实施方式，所述液位检测系统包括差压变送器、平衡阀、水侧二次阀、汽侧二次阀、平衡容器、水侧取样管和汽侧取样管；所述平衡容器上半部开设有管口，连接上述汽侧导压管；所述水侧取样管设置于平衡容器内部且上端敞口，敞口位置与汽侧导压管在平衡容器的出口处高度一致，下端穿出所述平衡容器底部连接于差压变送器的低压侧取样口管处；所述水侧取样管的内部空间作为内层容室，平衡容器内壁与水侧取样管外壁之间的空间作为外层容室；所述水侧取样管的管体中部与水侧导压管连接，所述水侧取样管穿出平衡容器的管体上设置有水侧二次阀；所述差压变送器的高压侧取样口管与平衡容器底部通过汽侧取样管直接连接，且在汽侧取样管上设置有汽侧二次阀，所述汽侧取样管与水侧取样管间位于水侧二次阀和汽侧二次阀下方设置有平衡阀。

6、作为优选实施方式，所述供水系统包括锅炉省煤器、补水逆止阀、电动补水阀、手动补水阀和补水管；所述锅炉省煤器的入口给水管道与补水管的入口端相连，所述补水管的出口端与所述平衡容器顶部开设的补水口相连，所述补水管从入口端到出口端依次设置有手动补水阀、电动补水阀和补水逆止阀。

7、作为优选实施方式，所述排污系统包括锅炉排污扩容器、水侧电动排污阀、汽侧电动排污阀、水侧排污管、汽侧排污管、水侧排水管、电动排水阀、排污管和排污逆止阀；所述锅炉排污扩容器的一端开设有入口，入口处设置有排污逆止阀，所述排污逆止阀的另一端连接有排污管，所述排污管与水侧导压管通过水侧排水管连接，且连接点位于水侧电动一次阀与平衡容器之间，所述水侧排水管上设置有电动排水阀，所述排污管与水侧取样管通过水侧排污管连接，且连接点位于平衡容器与水侧二次阀之间，所述水侧排污管上设置有水侧电动排水阀，所述排污管与汽侧取样管通过汽侧排污管连接，且连接点位于平衡容器与汽侧二次阀之间，所述汽侧排污管上设置有汽侧电动排污阀。

8、作为优选实施方式，所述平衡容器顶部还设置有电极一，所述平衡容器内部相对于汽侧排污管的另一侧内壁的相同高度位置上还设置有电极二。

9、作为优选实施方式，所述控制系统包括控制柜、plc模块、电接点模块和触摸显示器，所述plc模块、电接点模块和触摸显示器均属于控制柜；所述电接点模块分别与电极一，电极二和平衡容器外壳电连接，所述plc模块分别与水侧电动排污阀、汽侧电动排污阀、水侧电动一次阀、汽侧电动一次阀、电动补水阀、电动排水阀电连接，所述plc模块与差压变送器建立通讯连接，所述触摸显示器与plc模块建立通讯连接。

10、作为优选实施方式，所述控制柜内电路具体包括三相交流动力电源、空开qf3/4/5/6/7/8/9、电源指示灯l1和故障指示灯l2，具体为：三相交流动力电源接入空开qf3的入口，空开qf3出口分别与空开qf4、qf5、qf6、qf7、qf8、qf9的入口通过动力电缆电连接；空开qf4出口与水侧电动排污阀通过动力电缆电连接；空开qf5出口与汽侧电动排污阀通过动力电缆电连接；空开qf6出口与水侧电动一次阀通过动力电缆电连接；空开qf7出口与汽侧电动一次阀通过动力电缆电连接；空开qf8出口与电动补水阀通过动力电缆电连接；空开qf9出口与电动排水阀通过动力电缆电连接；电极一、电极二和平衡容器外壳分别通过控制电缆与电接点模块电连接，电接点模块与plc模块上的开关量输入di模块通过控制电缆电连接，电接点模块将2组开关量信号传输至plc模块；故障指示灯l2与plc模块上的开关量输出do模块通过控制电缆电连接；所述电源指示灯l1与三相动力电源电连接。

11、本发明具有如下有益效果：

12、1、在汽侧一次阀、水侧一次阀处增设电动阀，结合供水系统和控制系统，可以在锅炉运行中实现在线自动进行差压变送器校准功能，同时不需要打开平衡容器进行补水操作可以避免出现蒸汽泄露威胁现场人员生命安全。

13、2、设置排污系统，不仅能够进行自动排污，还可以将各管道中的废水回收实现再利用，避免工质浪费。

14、3、设置供水系统，不仅可以在差压变送器自动校准时及时补水，还可以在系统运行时，外层容室出现缺水的情况时，安全可靠的进行快速补水，无需等待蒸汽凝结成水，还缩减了排污的时间。

15、4、设置一套控制系统来控制各系统间的动作，无需工人进行复杂操作，降低对工人技术水平的依赖性，极大降低维护人员技术门槛。

16、5、汽侧一次阀和水侧一次阀采用手动阀门与电动阀门串联设置，正常情况下使用电动阀，故障情况下可用手动阀隔离，提高了系统运行的可靠性。

17、6、系统正常运行时，无需人工操作高温高压介质的阀门，即使阀门关闭不严或者阀门误动，蒸汽封闭地排向锅炉排污扩容器，也不会对人员造成伤害，极大地提高了维护人员生命安全。

18、7、plc、电接点模块等元件同时安装于控制箱内部，一方面节省空间，另一方面有效降低灰尘、雨水对电子元件的影响。