19-3. Измерение уровня жидкостей в конденсаторах, подогревателях и баках с помощью дифманометров

Измерение уровня воды в конденсаторе паровых турбин. Измерение уровня конденсата (воды) в конденсаторе турбин имеет важное значение при их эксплуатации. Повышение уровня воды в конденсаторе приводит к затоплению нижних рядов охлаждающих труб, что вызывает переохлаждение конденсата. Значительное понижение уровня конденсата ухудшает работу конденсатного насоса вследствие уменьшения подпора со стороны всасывающей трубы насоса.

Для большей надежности контроль уровня воды в конденсаторе турбин осуществляется по месту и дистанционно. Контроль уровня по месту производят с помощью водоуказательного стекла или показывающего уровнемера, устанавливаемого в первом случае непосредственно на конденсаторе, а во втором — вблизи него. Для дистанционного измерения уровня воды в конденсаторе применяют уровнемеры-дифманометры, снабженные преобразователем с выходным электрическим сигналом. Вторичные показывающие приборы уровнемеров устанавливаются на щите управления турбины или блока. Показывающие приборы должны быть снабжены контактным устройством для сигнализации повышения и понижения уровня в конденсаторе.

Схема измерения уровня воды в конденсаторе турбины по разности давлений с помощью дифманометра (типа ДМ и др.) с использованием однокамерного уравнительного сосуда приведена на рис. 19-3-1. Уравнительный сосуд 3 соединен посредством трубы 2 с паровым пространством конденсатора 1, а труба 6 присоединена ко всасывающей трубе конденсатного насоса. По трубе 4 через ограничительную диафрагму 5 непрерывно поступает в небольшом

количестве конденсат из напорной линии конденсатного насоса. Благодаря этому уровень воды в сосуде 3 поддерживается постоянным, так как подаваемый в него конденсат полностью восполняет убыль воды из сосуда вследствие испарения ее. Если окажется небольшой избыток конденсата, то он будет стекать в конденсатор, по трубе 2.

Рассмотренный уравнительный сосуд применяют без покрытия его тепловой изоляцией, и температура конденсата в конденсаторе очень мало отличается от температуры воздуха, окружающего уравнительный сосуд.

Рис. 19-3-1. Схема измерения уровня воды в конденсаторе турбины.

Разность давлений создаваемая уравнительным сосудом и измеряемая дифманометром, пропорциональна уровню воды в конденсаторе:

или

где плотность воды столбов плотность пара, Остальные обозначения соответствуют принятым выше и на рис. 19-3-1. Если учесть, что то (19-3-1) принимает вид:

При верхнем уровне воды в конденсаторе согласно (19-3-2) получим Пользуясь тем же выражением, определяем разность давлений создаваемую уравнительным сосудом и измеряемую дифманометром при нижнем уровне воды в конденсаторе :

При расчете шкалы вторичного прибора дифманометра разность давлений соответствующая отметкам шкалы его внутри выбранного диапазона измерения, определяется по формуле (19-2-3).

Измерение уровня воды в подогревателях. Контроль уровня воды (конденсата) в подогревателях высокого давления (ПВД), низкого давления (ПИД) и сетевых подогревателях паротурбинных установок имеет важное значение для обеспечения нормальной эксплуатации их. Для измерения уровня в подогревателях могут быть использованы дифманометры, снабженные преобразователями с выходным "электрическим сигналом типа ДМ и др.

Вторичные показывающие приборы к ним должны быть снабжены контактным устройством для сигнализации повышения уровня в и сетевых подогревателях. Для контроля уровня в подогревателях также могут быть использованы дифманометры, снабженные отсчетным и контактным устройствами.

Для присоединения дифманометров к подогревателям применяют обычно однокамерные уравнительные сосуды, которые по своему устройству аналогичны уравнительному сосуду, рассмотренному выше (рис. 19-2-3). В качестве примера на рис. 19-3-2 показана схема измерения уровня конденсата греющего пара в ПВД.

Рис. 19-3-2. Схема измерения уровня конденсата греющего пара в ПВД.

Рис. 19-3-3. Схема измерения уровня жидкости, находящейся в баке под атмосферным давлением.

Разность давлений создаваемая уравнительным сосудом и измеряемая дифманометром, пропорциональна уровню конденсата греющего пара в

или

где плотность воды столба Н, конденсата и пара соответственно. Остальные обозначения соответствуют принятым на рис. 19-3-2.

Расчет шкалы дифманометров-уровнемеров или их вторичных приборов производят на номинальные параметры подогревателей с учетом типа уравнительного сосуда. При измерении уровня в и сетевых подогревателях с использованием однокамерных уравнительных сосудов необходимо иметь в виду, что отклонение

параметров от номинальных значении, для которых рассчитывалась шкала дифманометра, приводит к изменению показаний уровнемеров, так же как и при измерении уровня воды в барабане парогенераторов.

Измерение уровня жидкостей в баках, аппаратах и резервуарах. Для измерения уровня жидкостей в баках, аппаратах и резервуарах широко применяют метод измерения по разности давлений с помощью дифманометра. В зависимости от требований, предъявляемых к автоматизации технологических процессов, применяют различные типы дифманометров. Если нет необходимости в дистанционной передаче показаний уровня, то целесообразно применять дифманометры с отсчетным устройством Эти дифманометры могут быть снабжены контактным устройством для сигнализации предельных значений уровня. Для дистанционного измерения уровня могут быть использованы дифманометры с электрическим или пневматическим выходным сигналом в комплекте с соответствующим вторичным прибором (гл. 8, 12).

Поскольку жидкость, уровень которой необходимо измерять, может находиться под атмосферным, вакуумметрическим или избыточным давлением, то это необходимо учитывать при выборе типа и модели дифманометра, так как они выпускаются на различное предельно допускаемое рабочее избыточное давление. Предельный номинальный перепад давления дифманометра выбирают в зависимости от диапазона измерения уровня.

Для присоединения дифманометра к баку или другому устройству применяют различные типы уравнительных сосудов. В качестве примера на рис. 19-3-3 показана схема измерения уровня нейтральной, невязкой жидкости, находящейся в баке или резервуаре под атмосферным давлением. При измерении уровня в баке 1 должно быть обеспечено постоянство уровня в сосуде 2, установленного при нижнем уровне жидкости в баке. Поэтому этот сосуд должен иметь такой размер, при котором можно было бы пренебречь дополнительной погрешностью дифманометра, вызываемой изменением уровня в сосуде от начального его положения при измерении уровнемером 3 верхнего уровня жидкости в баке Н.

Если свойства жидкости, уровень которой необходимо измерять, не позволяют подключать дифманометр по схеме, показанной на рис. 19-3-3, необходимо вместо уравнительного сосуда применять разделительные сосуды или разделительные устройства других типов, которые должны располагаться в соединительных линиях максимально близко к баку или резервуару.

Размеры уравнительных и разделительных сосудов обычно выбирают в зависимости от объема плюсовой и минусовой камер дифманометра. При применении разделительных устройств другого типа необходимо учитывать возможное изменение показаний уровнемера.

Метод измерения уровня нейтральной, невязкой жидкости, находящейся в баке, резервуаре или аппарате под избыточным

давлением, в принципе аналогичен методу измерения уровня воды в барабане парогенераторов. Для присоединения дифманометра к баку или к другому устройству применяют обычно однокамерный уравнительный сосуд (рис. 19-2-3) и реже — сосуды других типов. Если в этом случае необходимо применить разделительные сосуды, то их устанавливают дополнительно в линиях дифманометра на отметке нижнего уровня.

Если при измерении уровня жидкости плотность ее может изменяться в небольших пределах, то расчет шкалы дифманометра или его вторичного прибора целесообразно производить для среднего значения плотности этой жидкости.