一：對象背景簡介

　　冶煉行業餘熱發（fā）電（diàn）車間一般有餘熱鍋爐4-5台，分別對應4-5台精煉轉爐（lú），利用轉爐在火法（fǎ）冶煉的過程中產生的餘熱煙氣對（duì）鍋爐加熱而進行（háng）發電、產汽，餘熱鍋爐在冶煉（liàn）廠整個生（shēng）產中產生了非常重（chóng）要的作用。

　　鍋爐汽包水位是（shì）鍋爐（lú）安全運行的重要指標，是一個非常重要的檢測和（hé）被（bèi）控變量。維持（chí）鍋爐汽包水位在一定範圍內是（shì）保證鍋爐安全運行的要條（tiáo）件，液位過高會使蒸汽帶水過多，汽水分離效果（guǒ）差，使後（hòu）續的過熱器管壁結垢（gòu），傳熱效率下降，過熱蒸汽溫度下降（jiàng），嚴重時將影響蒸（zhēng）汽品質下（xià）降，影響生產和安全；液（yè）位（wèi）過低又將破壞部分水冷壁的水循環，引起水冷壁局（jú）部（bù）過（guò）熱而損壞，嚴重時會（huì）發生鍋爐爆炸。因此（cǐ），在鍋爐運行過程中，保證鍋爐汽包水位在正常（cháng）範圍內是非常重要的，使得鍋（guō）爐汽包水位的檢測非常重要。

二：實際使用（yòng）中存在問題

　　鍋（guō）爐汽包水位計測量一直存在問題，主要原因是餘熱鍋爐是對應轉爐加熱用的，當轉爐開動初期，需要的蒸汽熱量特別大，瞬間就會產（chǎn）生給水高值；但此時（shí）的鍋爐本體溫度（dù）上升較緩慢，滿（mǎn）足轉爐生產的過程中存（cún）在熱值反應延遲（chí）的過程，致使汽水分離效果差，使後續（xù）的過熱（rè）器管（guǎn）壁結垢，傳熱（rè）效（xiào）率下降，過熱蒸汽溫度下降，嚴重時將影響蒸汽品質下降，影響生產和安全存在虛假水位現象，故（gù）障率高，維護工作量大。但當轉爐熱值滿足之後，又會產生鍋（guō）爐本體的溫度不能馬上降下來（lái），此時鍋爐的給（gěi）水量又根據鍋爐蒸汽流（liú）量（liàng）的變小而急劇變小，這時又產生（shēng）了鍋爐的本體溫度下（xià）降緩慢的延遲過程，使得鍋爐的汽包水（shuǐ）位急劇下（xià）降，汽包水位中的蒸汽含量太大，容易造成破壞部分水冷壁的水循（xún）環，引起水冷壁局部（bù）過熱而損壞，嚴（yán）重時會發生鍋（guō）爐爆炸。餘熱發電車間的幾（jǐ）種不同方式的水位測量方法不能統一一致、差（chà）別大，使得操作工和維護工程師有時無法操（cāo）作和維（wéi）護，給生（shēng）產和安全帶來了大的隱患。大冶有色冶煉廠餘熱發電車間主要采用以下三種方式來測量汽包液位進行遠傳，均不能有效的解決現場實際生產（chǎn）中鍋爐汽（qì）包水位滿足生產的過程。

2.1電接（jiē）點液位計主要問題是電接點在長期使（shǐ）用過程中，易受腐蝕和結構（gòu）現象，主（zhǔ）要原因是在轉爐投運期間，鍋爐的蒸汽加熱需求量（liàng）特別大，瞬間鍋爐的給水調（diào）節閥開度較大，致使給水流量（liàng）非常大；但鍋爐的溫度瞬間增大反應（yīng）較慢，這時容易產生汽水分離效果不佳的情況，特別容易造成誤動作，形成虛假水位，現場控製室的（de）操作人員也不明白到底哪個是準確的水位。

2.2差（chà）壓變送器主要問題是差（chà）壓變送（sòng）器離鍋爐較近，雙室平衡器的冷凝效果（guǒ）不佳，此種液位測量方式（shì）采用的（de）是間接的物理量壓力差方（fāng）式測量，特別容易受鍋爐汽包內壓力和蒸汽量變化影響，而且經常需要校正零點和量程，在生（shēng）產過程中其不（bú）方（fāng）便，且維護工作量（liàng）太多，所以此種測（cè）量方（fāng）式的（de）不確定因素（sù）和工作量都不能（néng）滿足生產（chǎn）和安全需求。

2.3電容式液位計（jì）主要（yào）問題是電容式液位計在使（shǐ）用過（guò）程中，電容測量板容易受水質結構影（yǐng）響，且鍋爐（lú）在運行過程中，蒸汽量和溫度及壓力隨轉爐生產的變化時（shí）刻都是變化的，且水（shuǐ）和汽的混合體的介電常數也是時刻變化（huà）的（de），采用人工補償的方式不能從根（gēn）本（běn）上消除，非常容易造成虛假（jiǎ）水位現象。另外電容式液位計的工作周期很長，實際工作周（zhōu）期大於0.5S，而鍋爐水位在隨轉爐生（shēng）產過程中的變化周期非常快，周期遠小於0.5S，所以（yǐ）電容式液位計（jì）從根本上不能跟隨鍋爐水位（wèi）變化（huà），非常容易產生虛假（jiǎ）水位和誤動作（zuò），所（suǒ）以此（cǐ）種測量方式的（de）弊端也不能滿足生（shēng）產和安全需求。

三：解決辦法

　　現針對冶煉行業餘熱發電車（chē）間鍋爐（lú）汽包水位存（cún）在的種種困難，為保證鍋爐能安全、正常的運行，我公司結合大量經驗和（hé）現場實際使用（yòng）的情況特提出以下解決辦法：

3.1以現場玻璃管液位計為基準（法（fǎ）定且必須的鍋爐汽包液（yè）位檢測（cè）辦法之一），增加視頻監控和遠傳顯示功能，滿足控製內時（shí）刻在線看得到鍋爐汽包水位的真實情（qíng）況（kuàng）。

3.2取消電接點液位計改成磁致伸鍋爐汽包液位計，滿足現場磁翻板指示同時帶遠傳控製功能。同時增加高位（wèi）、地位報警功能。

3.3取消差壓（yā）鍋爐汽包液位計改成智能導波雷達液位（wèi）計，對應直接輸出4-20MA+HART信號到控製室進（jìn）行控製。

3.4以上三種測量方式（shì）以玻璃管為基準，達到三者完（wán）全同（tóng）步；同時控製內操作人員也能直觀觀察出鍋爐汽包水位情況，控製係統也能接受真實有效（xiào）的（de）數據，三（sān）者之間在（zài）純物理量水位形成冗餘互備，同時在（zài）控製遠傳這塊也形成取樣監督、數據冗餘；完全反應鍋爐真實的汽包水（shuǐ）位，以保證高效（xiào）、安全的生產。

四：一體化多功能汽包水位測量產品介紹（shào）

4.1就地指示功（gōng）能

　　汽包液位計的就地指示功能（néng）主要是根據（jù）磁耦合作用原理和浮力原理來實現液位或界（jiè）位的檢測。在非磁性腔體內（外浮筒），裝有一（yī）個磁（cí）性浮子，該浮子始終懸浮於液麵或界（jiè）麵上，浮子（zǐ）的位置（zhì）隨汽包液位的變化而同步改（gǎi）變。浮筒外連著一個指示器，該指示器為一真空密封玻璃管（guǎn），內裝有磁飛標或（huò）磁翻板指示（shì）器，與腔體內的浮子通過磁耦合作用相互（hù）吸引並同步變化，指示出腔體內浮（fú）子的相（xiàng）應（yīng）位置（zhì），即液麵或界麵的高度，從而實現液位或界位的同步指（zhǐ）示。

4.2遠傳控製功能

　　汽包液位計的遠傳控製功能主要是利用磁致（zhì）伸縮原理、通過兩（liǎng）個不同磁場相交產生一個應（yīng）變脈衝（chōng）信號（hào）來（lái）準確地測量位置的。測量元（yuán）件（jiàn）是一根波導（dǎo）管，波導管內的（de）敏感元件由特殊的磁致伸縮材料製成的。測量（liàng）過程是由傳感器的電子室內產生（shēng）電流脈衝，該電（diàn）流脈衝在波導（dǎo）管內傳輸，從而在波導管外產生一個圓周磁場，當該磁場和套在波導管上作為位置變化（huà）的活動磁環產生的磁（cí）場相交時（shí），由於磁致伸縮的作用，波（bō）導管內（nèi）會產生一個（gè）應變機械波（bō）脈衝信號，這個應變機械波脈衝信號（hào）以固（gù）定的聲音（yīn）速度傳輸，並很快被電子室所檢測（cè）到。由於這個（gè）應（yīng）變機（jī）械波脈（mò）衝信號在波導管內的傳輸時間和活動磁環與電子室（shì）之間的距離成正（zhèng）比，通過測（cè）量時（shí）間，就可以（yǐ）高度精確（què）地確定這個距離。由於輸出信號是（shì）一個真正的絕對（duì）值,而不是比例的或放大處理的信號,所以（yǐ）不存（cún）在信號漂移或（huò）變（biàn）值的（de）情況,更無需定（dìng）期重標。

4.3高低液位報警功能

　　汽包液位計的高低液位報警功能主要是利用磁性（xìng）感應（yīng）原理在測量浮筒的上高報警點（diǎn）、下低報警點（diǎn）安裝磁性開關，來檢測浮子的定位。當（dāng）浮子到達低位點，磁性開關的磁場檢測到浮（fú）子（zǐ）的磁（cí）場時，產生（shēng）一個固定強大的機械波（bō）脈衝波信號，磁性開關電路發出控製指令，判別為（wéi）液位低報警；當浮（fú）子到達（dá）高（gāo）位點，磁性開關的磁場檢測到浮子的磁場時，產生一個固定強大的機械波脈衝波信號，磁性開關電路發出控製指令，判別為液位高報（bào）警。

4.4視頻監控記錄功（gōng）能

　　汽包（bāo）液位計的視頻監控功能主要是通過工業級高（gāo）清數（shù）字攝像頭，就地把純物理量的磁翻板指（zhǐ）示器的（de）數據直接讀到控製盒中，同時控製盒記錄（lù）、儲存數據並遠傳到中央控製的顯示器。

4.5鍋爐（lú）給水綜合擴展控製功能

　　汽包水位計控製盒通過鍋爐的給水量、蒸汽流量、鍋爐溫度等參數，形成多變量模糊控製方式，在鍋爐掉電、停泵等突發性事故中（zhōng），時刻保證鍋爐的安全。