鍋爐的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備——鍋爐水位計(jì)
瀏覽次數(shù)：3621發(fā)布日期：2011-07-11
鍋爐是工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的設(shè)備，尤其是煉油行業(yè)，每個(gè)大型煉油廠都有十幾臺(tái)中壓鍋爐。鍋爐是高溫高力容器，屬于比較危險(xiǎn)的設(shè)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(jì)是鍋爐的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，汽包內(nèi)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(shè)備及供汽系統(tǒng)就處于危險(xiǎn)狀態(tài)，所以如何選好用好鍋爐汽包液位計(jì)就成了每個(gè)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(jì)（水位計(jì)）主要有三種：石英管式鍋爐水位計(jì)、磁翻轉(zhuǎn)鍋爐水位計(jì)和高壓玻璃板式鍋爐水位計(jì)。在高壓鍋爐汽包上主要使用高壓玻璃板式鍋爐水位計(jì)，其中包括高壓雙色玻璃板式液位計(jì)和牛眼式雙色液位計(jì)，而高壓磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)在國內(nèi)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(jì)和磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)，高壓玻璃板式液位計(jì)因價(jià)格昂貴、泄漏點(diǎn)多、維修困難已逐步退出中壓鍋爐領(lǐng)域。
二、現(xiàn)場
鍋爐水位計(jì)類型選擇本文主要探討中壓鍋爐汽包液位計(jì)的選型和使用問題，從《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求來看，每臺(tái)鍋爐至少應(yīng)安裝兩個(gè)彼此獨(dú)立的水位表，所以每臺(tái)鍋爐zui少選擇安裝兩臺(tái)液位計(jì)，才能符合鍋爐的安全操作要求。石英管式液位計(jì)與通過玻璃觀察液位變化的玻璃板式液位計(jì)原理一樣，是通過石英管來直接觀察液位計(jì)內(nèi)的液位變化，這兩種都屬于直接觀察類的液位計(jì)，只要汽液連接管道和閥門暢通，從液位計(jì)上就可以直接看到汽包內(nèi)的水位高度，而磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)是通過液位計(jì)內(nèi)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(shí)現(xiàn)液位測量的，屬于間接觀察類的液位計(jì)。由于磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)具有耐高溫高壓，全金屬結(jié)構(gòu)，壽命長、密封性好、不易泄漏等特點(diǎn)，盡管是間接觀察液位，仍然獲得廣泛應(yīng)用。《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》上沒有對鍋爐汽包使用什么樣的現(xiàn)場液位計(jì)做出規(guī)定，但各地鍋爐檢驗(yàn)部門基本規(guī)定每臺(tái)鍋爐汽包至少使用一臺(tái)能直接觀察液位的液位計(jì)，也就是至少使用一臺(tái)石英管式液位計(jì)或玻璃板式液位計(jì)，作為主觀察液位計(jì)。另外一臺(tái)液位計(jì)根據(jù)用戶自己的使用習(xí)慣選擇，一般用戶為了減少維修量，選擇磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)作為輔助觀察液位計(jì)。
三、石英管式鍋爐水位計(jì)選型國內(nèi)生產(chǎn)液位計(jì)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(gè)業(yè)務(wù)員，低價(jià)買來不合格的液位計(jì)配件，稍加組裝就出廠。工廠既沒有技術(shù)人員，也沒有檢驗(yàn)設(shè)備，這些廠家加工出來的液位計(jì)產(chǎn)品價(jià)格低、質(zhì)量低劣，服務(wù)沒有保證，造成市場上液位計(jì)泛濫。在眾多液位計(jì)廠家中，能生產(chǎn)出符合鍋爐汽包上用的石英管式液位計(jì)并不多。鍋爐汽包有很強(qiáng)的特性，除了壓力高溫度高以外，汽包內(nèi)的蒸汽對液位計(jì)的石英管有很強(qiáng)的汽蝕作用。不解決好汽蝕問題，普通液位計(jì)在汽包上使用3～4個(gè)月就會(huì)出現(xiàn)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(jì)壽命的措施。綜上所述，在選用鍋爐汽包液位計(jì)時(shí)，不但要充分考慮液位計(jì)廠家的信譽(yù)和產(chǎn)品技術(shù)水平、質(zhì)量保證能力等方面因數(shù)外，還要考慮石英管式液位計(jì)是不是鍋爐汽包的液位計(jì)。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(jì)在結(jié)構(gòu)和材料上作了一些有益的改進(jìn)，研究出YHSYQ型鍋爐汽包石英管液位計(jì)（見左圖），經(jīng)過幾年的實(shí)際應(yīng)用，效果還是比較明顯的，使用這種汽包石英管液位計(jì)比使用普通液位計(jì)壽命延長2～4倍。該液位計(jì)主要采取以下措施：1、在液位計(jì)表體內(nèi)增加一個(gè)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(nèi)蒸汽的流通量，液位指示更穩(wěn)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(jì)在安全方面也缺少防護(hù)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(shí)，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(jìn)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(jì)在安全上也作了改進(jìn)，在液位計(jì)的觀察面，使用防爆玻璃，180Kg／cm2的水汽和碎片玻璃沖擊，不會(huì)損壞防爆玻璃，有力地保護(hù)操作工的人身安全。
四、磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)選型磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)經(jīng)過近二十年的不斷研究和改進(jìn)，國內(nèi)產(chǎn)品與國外產(chǎn)品在技術(shù)、選材和產(chǎn)品性能上已經(jīng)基本沒有差別，是個(gè)成熟的產(chǎn)品，在選型上主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)因數(shù)：1、浮子內(nèi)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(jì)上的溫度在200℃以上，目前磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)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(dá)到830℃，在350℃以下使用不會(huì)造成磁場強(qiáng)度的損失。2、提供準(zhǔn)確的介質(zhì)比重（密度）高溫飽和水在200℃時(shí)，液體比重為863Kg／m3，而在250℃時(shí)，液體比重為799Kg／m3，一般情況下按780Kg／m3選取，廠家在生產(chǎn)液位計(jì)浮子時(shí)，除了按用戶提供的介質(zhì)比重計(jì)算浮子以外，還會(huì)適當(dāng)考慮浮力余量。3、表盤結(jié)構(gòu)和指示器材質(zhì)高溫表盤基本都是鋁合金材質(zhì)，表盤內(nèi)的指示器有陶瓷和鋁兩種，在高溫場合，由于鋁質(zhì)的指示器導(dǎo)熱快，過高的溫度容易削弱指示器內(nèi)鐵氧體的磁場強(qiáng)度，長期使用鋁質(zhì)指示器顏色還會(huì)變淡，甚至模糊，而陶瓷指示器卻沒有這個(gè)問題，陶瓷本身導(dǎo)熱慢，紅白兩種顏色是燒結(jié)在上面的，在5年之內(nèi)顏色基本不會(huì)有變化。淄博長恒儀表有限公司生產(chǎn)的YHCF型系列磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)，在鍋爐汽包上使用表現(xiàn)非常，其主材質(zhì)為304，浮子材質(zhì)統(tǒng)一為316L，浮子內(nèi)的磁性材料為日本TDK公司zui的釤鈷材料，表盤內(nèi)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(jié)構(gòu)表盤，磁柱翻轉(zhuǎn)靈活、速度快，*消除了指示器的卡滯現(xiàn)象。五、液位計(jì)安裝使用1、石英管式液位計(jì)安裝使用安裝前的檢查石英管式液位計(jì)的主要部件是石英管，為石英材料，具有優(yōu)良的耐高溫性能，其熱膨脹系數(shù)極小，在0-1000℃之間的平均熱膨脹系數(shù)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(yùn)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(guī)的檢查外還應(yīng)仔細(xì)檢查石英管是否完整，安裝過程中也應(yīng)該輕拿輕放。安裝查看汽包上要安裝液位計(jì)的上下法蘭是否在一個(gè)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(yīng)把表體與閥門或三通連接件之間的螺母松開，調(diào)節(jié)好液位計(jì)的中心距和觀察面，再把液位計(jì)法蘭與設(shè)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(gè)垂直面上，相差比較大，應(yīng)該先處理好法蘭，然后再進(jìn)行安裝。強(qiáng)行安裝會(huì)使液位計(jì)表體扭曲變形，zui終導(dǎo)致石英管斷裂。有條件的地方安裝兩個(gè)截止閥，液位計(jì)安裝后不需要保溫，這樣液位計(jì)可以在相對低的溫度下運(yùn)行，有利于減少汽蝕，延長液位計(jì)的壽命。投運(yùn)投運(yùn)時(shí)先開啟水閥讓少量的水進(jìn)入表體進(jìn)行暖表，幾分鐘后再開啟水汽閥運(yùn)行。汽蝕查看運(yùn)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(fā)生在液面的以上部分，石英管的頂部zui為嚴(yán)重，如果石英管的頂部孔徑比下部孔徑大一倍，這時(shí)石英管的上部管壁已經(jīng)很薄了，為了安全起見，應(yīng)及時(shí)更換石英管。排污液位計(jì)是一個(gè)連通體，表體上的冷凝水不斷沿著光滑的石英管內(nèi)壁往下流，通過液管回流到汽包，zui主要的是汽包內(nèi)的液位不停地波動(dòng)，促使表體內(nèi)的水不停地與汽包內(nèi)的水進(jìn)行交換，也就是說表體內(nèi)的水質(zhì)和汽包內(nèi)的水質(zhì)基本上是一樣的，即使有少量的贓污也會(huì)下沉到液管以下，并不影響液位觀察，所以在鍋爐操作規(guī)定上沒有必要硬性規(guī)定每個(gè)班必須沖洗液位計(jì)一次，而是應(yīng)該根據(jù)液位計(jì)的實(shí)際贓污情況來確定是否排污。排污這個(gè)習(xí)慣是從玻璃板液位計(jì)開始的，這種液位計(jì)的內(nèi)腔有很多凹槽,非常容易結(jié)垢,所以要強(qiáng)調(diào)每個(gè)班必須沖洗液位計(jì)一次。還有一個(gè)原因是zui初的玻璃板液位計(jì)為單色的，水位高度很難判別，有時(shí)甚至要靠經(jīng)驗(yàn)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(shí)際的水位高度。排污的過程也是判斷玻璃板液位計(jì)運(yùn)行狀況的過程，而石英管液位計(jì)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(nèi)的水位變化而波動(dòng)，從冷凝水和水位波動(dòng)情況就可以看出液位計(jì)的運(yùn)行狀況，沒有必要像玻璃板液位計(jì)那樣通過排污來觀察判斷水位及液位計(jì)的運(yùn)行狀況。液位計(jì)排污時(shí)，應(yīng)該把汽閥和水閥全部關(guān)閉后再排污，如果污垢排不干凈，應(yīng)關(guān)閉汽閥和排污閥，打開水閥讓表體內(nèi)充滿水，然后關(guān)閉水閥，再打開排污閥進(jìn)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(zhuǎn)液位計(jì)安裝使用安裝前的檢查磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)除了常規(guī)的檢查以外，重點(diǎn)應(yīng)檢查表盤指示器是否有脫落，同時(shí)檢查壓力和密度是否符合要求。安裝安裝時(shí)，磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)的容筒周圍50mm之內(nèi)不應(yīng)有導(dǎo)磁性或磁性物質(zhì)存在，否則會(huì)影響浮子的正常運(yùn)行。投運(yùn)先開啟汽閥，然后打開水閥，這樣水位會(huì)從零位開始往上升直到實(shí)際高度。排污由于磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)是間接測量水位的，而且是全金屬結(jié)構(gòu)，排污對液位計(jì)沒有任何傷害，所以，這種液位計(jì)可以采用玻璃板液位計(jì)的排污方式，對操作工準(zhǔn)確觀察水位、判斷液位計(jì)的運(yùn)行狀況是非常有幫助的。
鍋爐汽包鍋爐水位計(jì)是鍋爐的重要附屬設(shè)備。因鍋爐里的水在高溫時(shí)汽化，水和汽的損耗較大，要不斷地補(bǔ)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(xiǎn)
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