鍋爐的一個關鍵設備——鍋爐水位計
瀏覽次數：3152發布日期：2011-07-11
鍋爐是工業領域廣泛應用的設備，尤其是煉油行業，每個大型煉油廠都有十幾臺中壓鍋爐。鍋爐是高溫高力容器，屬于比較危險的設備，一旦高溫高力蒸汽泄漏容易造成人員傷害。鍋爐汽包上所使用的
鍋爐水位計是鍋爐的一個關鍵設備，汽包內的液位就靠它來觀測，有人稱它為鍋爐的"眼睛"，如果"眼睛"有問題，鍋爐設備及供汽系統就處于危險狀態，所以如何選好用好鍋爐汽包液位計就成了每個鍋爐主管人員的首要問題之一。目前在鍋爐汽包上zui常用的鍋爐水位計（水位計）主要有三種：石英管式鍋爐水位計、磁翻轉鍋爐水位計和高壓玻璃板式鍋爐水位計。在高壓鍋爐汽包上主要使用高壓玻璃板式鍋爐水位計，其中包括高壓雙色玻璃板式液位計和牛眼式雙色液位計，而高壓磁翻轉液位計在國內外都也有使用，但所占的比例較小。在中壓鍋爐汽包上主要使用石英管式液位計和磁翻轉液位計，高壓玻璃板式液位計因價格昂貴、泄漏點多、維修困難已逐步退出中壓鍋爐領域。
二、現場
鍋爐水位計類型選擇本文主要探討中壓鍋爐汽包液位計的選型和使用問題，從《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》的要求來看，每臺鍋爐至少應安裝兩個彼此獨立的水位表，所以每臺鍋爐zui少選擇安裝兩臺液位計，才能符合鍋爐的安全操作要求。石英管式液位計與通過玻璃觀察液位變化的玻璃板式液位計原理一樣，是通過石英管來直接觀察液位計內的液位變化，這兩種都屬于直接觀察類的液位計，只要汽液連接管道和閥門暢通，從液位計上就可以直接看到汽包內的水位高度，而磁翻轉液位計是通過液位計內的浮子和表盤顯示磁柱（形狀有柱、球或片之分）之間的磁性耦合來實現液位測量的，屬于間接觀察類的液位計。由于磁翻轉液位計具有耐高溫高壓，全金屬結構，壽命長、密封性好、不易泄漏等特點，盡管是間接觀察液位，仍然獲得廣泛應用。《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》上沒有對鍋爐汽包使用什么樣的現場液位計做出規定，但各地鍋爐檢驗部門基本規定每臺鍋爐汽包至少使用一臺能直接觀察液位的液位計，也就是至少使用一臺石英管式液位計或玻璃板式液位計，作為主觀察液位計。另外一臺液位計根據用戶自己的使用習慣選擇，一般用戶為了減少維修量，選擇磁翻轉液位計作為輔助觀察液位計。
三、石英管式鍋爐水位計選型國內生產液位計的大小廠家有幾百家之多，加工門檻較低，有些廠家甚至只有幾個業務員，低價買來不合格的液位計配件，稍加組裝就出廠。工廠既沒有技術人員，也沒有檢驗設備，這些廠家加工出來的液位計產品價格低、質量低劣，服務沒有保證，造成市場上液位計泛濫。在眾多液位計廠家中，能生產出符合鍋爐汽包上用的石英管式液位計并不多。鍋爐汽包有很強的特性，除了壓力高溫度高以外，汽包內的蒸汽對液位計的石英管有很強的汽蝕作用。不解決好汽蝕問題，普通液位計在汽包上使用3～4個月就會出現泄漏，甚至石英管爆裂。遺憾的是目前還沒有找到*解決高溫高壓蒸汽對石英管汽蝕的方法，只能采取一些減少氣蝕、延長液位計壽命的措施。綜上所述，在選用鍋爐汽包液位計時，不但要充分考慮液位計廠家的信譽和產品技術水平、質量保證能力等方面因數外，還要考慮石英管式液位計是不是鍋爐汽包的液位計。淄博長恒儀表有限公司對石英管汽蝕做了很多年的研究，盡管沒有找到*解決汽蝕的辦法，但對鍋爐汽包上所使用的液位計在結構和材料上作了一些有益的改進，研究出YHSYQ型鍋爐汽包石英管液位計（見左圖），經過幾年的實際應用，效果還是比較明顯的，使用這種汽包石英管液位計比使用普通液位計壽命延長2～4倍。該液位計主要采取以下措施：1、在液位計表體內增加一個減少氣蝕的裝置，非常有效地減少蒸汽對石英管的氣蝕；2、采用平衡管，減少表體內蒸汽的流通量，液位指示更穩定；3、使用厚壁特級石英管，耐壓180Kg／cm2，允許有5mm的汽蝕量。普通石英管液位計在安全方面也缺少防護措施，石英管受到蒸汽的汽蝕后，管壁越來越薄，zui后無法承受壓力而爆裂。如果石英管爆裂時，操作工正好在近距離觀察液位，盡管有自鎖鋼球封閉汽液通道，防止汽液進一步外泄，但高溫高壓蒸汽及爆裂的玻璃碎片很容易對操作人員面部造成傷害。YHSYQ型鍋爐汽包石英管液位計在安全上也作了改進，在液位計的觀察面，使用防爆玻璃，180Kg／cm2的水汽和碎片玻璃沖擊，不會損壞防爆玻璃，有力地保護操作工的人身安全。
四、磁翻轉液位計選型磁翻轉液位計經過近二十年的不斷研究和改進，國內產品與國外產品在技術、選材和產品性能上已經基本沒有差別，是個成熟的產品，在選型上主要應考慮以下幾個因數：1、浮子內的磁性材料耐溫能力中壓鍋爐汽包溫度基本都在300℃以上，液位計上的溫度在200℃以上，目前磁翻轉液位計所使用的耐高溫磁性材料都是釤鈷系列的合金材料，居里溫度在600℃左右，使用溫度在250℃以上，高性能的釤鈷磁材居里溫度可以達到830℃，在350℃以下使用不會造成磁場強度的損失。2、提供準確的介質比重（密度）高溫飽和水在200℃時，液體比重為863Kg／m3，而在250℃時，液體比重為799Kg／m3，一般情況下按780Kg／m3選取，廠家在生產液位計浮子時，除了按用戶提供的介質比重計算浮子以外，還會適當考慮浮力余量。3、表盤結構和指示器材質高溫表盤基本都是鋁合金材質，表盤內的指示器有陶瓷和鋁兩種，在高溫場合，由于鋁質的指示器導熱快，過高的溫度容易削弱指示器內鐵氧體的磁場強度，長期使用鋁質指示器顏色還會變淡，甚至模糊，而陶瓷指示器卻沒有這個問題，陶瓷本身導熱慢，紅白兩種顏色是燒結在上面的，在5年之內顏色基本不會有變化。淄博長恒儀表有限公司生產的YHCF型系列磁翻轉液位計，在鍋爐汽包上使用表現非常，其主材質為304，浮子材質統一為316L，浮子內的磁性材料為日本TDK公司zui的釤鈷材料，表盤內的指示器為模壓陶瓷材料，顏色鮮艷，外形整齊，配上的全密封無障礙結構表盤，磁柱翻轉靈活、速度快，*消除了指示器的卡滯現象。五、液位計安裝使用1、石英管式液位計安裝使用安裝前的檢查石英管式液位計的主要部件是石英管，為石英材料，具有優良的耐高溫性能，其熱膨脹系數極小，在0-1000℃之間的平均熱膨脹系數α=5.4×10-7，只有普通玻璃的1/20，硬度為莫氏硬度6.7左右，比普通玻璃的硬度5.5大很多。石英管硬而脆，在運輸過程中野蠻裝卸很容易造成石英管損壞，所以安裝前除了常規的檢查外還應仔細檢查石英管是否完整，安裝過程中也應該輕拿輕放。安裝查看汽包上要安裝液位計的上下法蘭是否在一個垂直面上，中心距和觀察面是否正確，如果都沒有問題，就可以直接安裝，否則應把表體與閥門或三通連接件之間的螺母松開，調節好液位計的中心距和觀察面，再把液位計法蘭與設備法蘭固定好，把松開的螺母擰緊即可。如果汽包上的法蘭不在一個垂直面上，相差比較大，應該先處理好法蘭，然后再進行安裝。強行安裝會使液位計表體扭曲變形，zui終導致石英管斷裂。有條件的地方安裝兩個截止閥，液位計安裝后不需要保溫，這樣液位計可以在相對低的溫度下運行，有利于減少汽蝕，延長液位計的壽命。投運投運時先開啟水閥讓少量的水進入表體進行暖表，幾分鐘后再開啟水汽閥運行。汽蝕查看運行過程中不但要觀察液位，而且還要觀察石英管的汽蝕情況，因石英管的汽蝕都是發生在液面的以上部分，石英管的頂部zui為嚴重，如果石英管的頂部孔徑比下部孔徑大一倍，這時石英管的上部管壁已經很薄了，為了安全起見，應及時更換石英管。排污液位計是一個連通體，表體上的冷凝水不斷沿著光滑的石英管內壁往下流，通過液管回流到汽包，zui主要的是汽包內的液位不停地波動，促使表體內的水不停地與汽包內的水進行交換，也就是說表體內的水質和汽包內的水質基本上是一樣的，即使有少量的贓污也會下沉到液管以下，并不影響液位觀察，所以在鍋爐操作規定上沒有必要硬性規定每個班必須沖洗液位計一次，而是應該根據液位計的實際贓污情況來確定是否排污。排污這個習慣是從玻璃板液位計開始的，這種液位計的內腔有很多凹槽,非常容易結垢,所以要強調每個班必須沖洗液位計一次。還有一個原因是zui初的玻璃板液位計為單色的，水位高度很難判別，有時甚至要靠經驗來判斷，通過排污，讓水位從零開始往上升，這樣有助于判斷實際的水位高度。排污的過程也是判斷玻璃板液位計運行狀況的過程，而石英管液位計由于是雙色液位顯示，水位高度清晰，并且水位不斷地隨著汽包內的水位變化而波動，從冷凝水和水位波動情況就可以看出液位計的運行狀況，沒有必要像玻璃板液位計那樣通過排污來觀察判斷水位及液位計的運行狀況。液位計排污時，應該把汽閥和水閥全部關閉后再排污，如果污垢排不干凈，應關閉汽閥和排污閥，打開水閥讓表體內充滿水，然后關閉水閥，再打開排污閥進行排污。使用高溫高壓蒸汽直接沖刷石英管，蒸汽的沖刷和汽蝕將大大縮短石英管的使用壽命，所以這種使用蒸汽沖洗方法不用或少用。2、磁翻轉液位計安裝使用安裝前的檢查磁翻轉液位計除了常規的檢查以外，重點應檢查表盤指示器是否有脫落，同時檢查壓力和密度是否符合要求。安裝安裝時，磁翻轉液位計的容筒周圍50mm之內不應有導磁性或磁性物質存在，否則會影響浮子的正常運行。投運先開啟汽閥，然后打開水閥，這樣水位會從零位開始往上升直到實際高度。排污由于磁翻轉液位計是間接測量水位的，而且是全金屬結構，排污對液位計沒有任何傷害，所以，這種液位計可以采用玻璃板液位計的排污方式，對操作工準確觀察水位、判斷液位計的運行狀況是非常有幫助的。
鍋爐汽包鍋爐水位計是鍋爐的重要附屬設備。因鍋爐里的水在高溫時汽化，水和汽的損耗較大，要不斷地補充水，使鍋爐里的水位保持一定的高度，水位過低，鍋爐就有爆炸的危險
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