電容式液位計在鍋爐汽包水位測量中的應用

電容式液位計具有結構簡單、動態響應快、工作穩定性好以及能夠在極端惡劣環境(高溫、深冷、輻射、強振動等)中工作的特點，適用于車輛、石油化工等工業領域生產中液位的測量。鍋爐汽包液位是火力發電、石化工業等蒸汽系統極為重要的控制參數，汽包液位過高會影響汽水分離；汽包液位過低會造成水冷壁的損壞，嚴重時會導致爆炸。以往的雙色液位計雖直觀，但由于鍋爐加藥腐蝕和水汽沖蝕會使汽水分界模糊，電接點液位計和差壓式液位計隨散熱條件的不同，測量精度低。電容式液位計可根據液態、氣態介質的介電常數進行溫度、壓力補償，提高了測量精度。

鍋爐電容式液位計
電容式液位計通過測量電容的變化來測量液面的高低。將液位計插入盛液容器內，液位計金屬棒作為電容的一個極，容器壁作為電容的另一極，兩電極間的介質即為液體及其上面的氣體。液體的介電常數ε1和液面上的介電常數ε2不同，若ε1＞ε2，則兩電極間總的介電常數值隨液位升高增大，因而電容量增大；反之，當液位下降，ε值減小，電容量也減小。所以，可通過兩電極間的電容量的變化來測量液位的高低。電容液位計的靈敏度主要取決于2種介電常數的差值，只有ε1和ε2恒定才能保證液位測量準確。電容液位計體積小，容易實現遠傳和調節，適用于具有腐蝕性和高壓介質的液位測量。

鍋爐電容式液位計主要特點：結構緊湊，安裝維護簡單，采用標準信號輸出形式，方便不同系統配置使用；聚四氟乙烯探極，適用于酸、堿等強腐蝕性液體及高溫環境，浸入液體的測量部分只用一條四氟軟線或四氟棒式探極作為傳感器，可靠性高；全密封鋁合金外殼及不銹鋼聯接件，對高溫壓力容器的液位測量與測量常溫常壓一樣簡單，且測量值不受被測液體的溫度、比重及容器的形狀、壓力的影響；配合YR9034A-0-GG-N可實現測量、輸出、電源三隔離，適應不同信號接地方式；過流、過壓、電源極性保護完善。

傳統的電容式物位計均采用模擬電路，由于被測介質介電常數的變化、雜散電容的干擾、溫度漂移、掛料等因素的影響，其應用范圍受到了限制。東輝DY系列鍋爐電容式液位計采用基于全數字化電容的測量方法，運用多參數補償技術，具有分辨力高、工作可靠、動態響應快、能在高溫、輻射和強烈振動等惡劣條件下工作等優點。鍋爐電容式液位計設計原理如圖1所示。

通過對中小型鍋爐傳統測量方式的改進，簡化了安裝方式，并解決了儀表在北方冬季不能正常測量，夏季計量漂移等問題。鍋爐電容式液位計安裝示意圖如圖2所示。

鍋爐電容式液位計由于采用了先進的電容式測量原理，克服了許多其他測量方法無法避免的缺點，如：不能實施全工況測量，在鍋爐啟停、排污、聯排等不穩定運行工況下，存在建立穩定差壓條件時間較長、恢復時間較長或根本不能建立差壓條件，需要人工干預的問題；在穩定工況條件下，由于受結構限制，不能徹底解決因水溫造成的系統測量誤差的補償問題;在鍋爐缺、滿水等事故工況條件下，系統測量誤差過大的問題;結構復雜，靜密封點多，施工規模大并存在冬季保溫問題;測量時滯較長，不能即時反應鍋爐水位變化，測量信號調節質量差的問題;測量、輸出信號不準確，不能有效實行智能化、自動化控制等。該系列液位變送器安裝簡單，無需維護，性價比高，可替代傳統的電極式、、磁翻板式液位計。

鍋爐電容式液位計輸出1路標準4-20mA信號，該信號可直接送入汽包水位三沖量控制系統和YR-ASR200，調試方法和傳統差壓式液位計調試方法相同。