一：對象背景簡介

　　冶煉行業餘熱發電車間一般有餘熱鍋爐4-5台，分別對應4-5台精煉轉爐，利用轉爐在火法冶煉的過程中產生的餘熱煙氣對鍋爐加熱而進行發電、產（chǎn）汽，餘熱鍋爐在冶（yě）煉廠整個生產中產生了非常（cháng）重要的作用。

　　鍋爐汽包水位是鍋爐安（ān）全運行的重要指標（biāo），是一個非常重要的檢測和被控（kòng）變量。維持鍋爐（lú）汽包水位在一定範圍內是保證鍋爐（lú）安全運行的要條（tiáo）件，液位過（guò）高（gāo）會使蒸汽帶水過多，汽水分離效果差，使後續的過熱器管壁結垢，傳（chuán）熱效率下降，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（hé）安全；液位過低又將破壞部分水冷壁的水循環，引起水冷壁局部過熱而損壞，嚴重時會發生鍋爐爆炸。因此，在鍋爐運行過程中，保證鍋爐汽包水（shuǐ）位在（zài）正常（cháng）範圍內是非（fēi）常重要的，使得鍋爐汽包水位（wèi）的（de）檢測非常重要。

二：實際使（shǐ）用中存在問題

　　鍋爐汽包水位計測量一直存（cún）在問題，主要原因是餘熱鍋爐是對應轉爐加（jiā）熱用的，當轉爐開動初期，需要的蒸汽熱量特別大，瞬間就會產生給水高值；但此時的鍋爐本體溫度上升較緩（huǎn）慢，滿足轉（zhuǎn）爐生產的過程中存在熱值反應延遲的過程，致使汽水分離效果差，使後續的過熱器管壁結垢，傳熱效率（lǜ）下降，過（guò）熱蒸汽溫（wēn）度下降，嚴重時將影響蒸（zhēng）汽品質下降，影響生產和安（ān）全存在虛假水位現（xiàn）象（xiàng），故障率高（gāo），維護工作量大。但當轉爐熱值滿足之後，又會產生鍋爐本（běn）體的溫度不能馬上降下來，此時鍋爐（lú）的給水量又根（gēn）據鍋爐（lú）蒸汽流量的變小（xiǎo）而急劇變小，這時又產生了鍋爐的本體溫度下降緩慢的延遲過程，使（shǐ）得鍋爐的汽包水位急劇（jù）下降，汽包水位中的蒸汽含（hán）量太大，容易（yì）造成破壞部分水冷（lěng）壁的水循環，引起水冷壁局部過熱而損壞，嚴重時會發生鍋（guō）爐爆炸（zhà）。餘熱發電（diàn）車間的幾種不同方式的水位測量方法不能統（tǒng）一一致、差別大（dà），使得操作工和維護（hù）工程師有時無（wú）法操作和維護，給生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（cè）量汽包液位進行遠（yuǎn）傳，均不能有效的解（jiě）決現場實際生產中鍋爐汽包水位滿足生產的過程。

2.1電接點液位計主要問題是電接點在長期（qī）使用過程中，易受腐蝕和結構現象，主要原因是在轉爐投運期間，鍋爐的蒸汽加（jiā）熱需求量特別大，瞬間鍋爐的給水調節閥開度較大，致使給水流量非常大；但（dàn）鍋爐的溫（wēn）度瞬（shùn）間增大反（fǎn）應（yīng）較（jiào）慢，這時（shí）容易產生汽水分離效果不佳的情況，特別容易造成誤動（dòng）作（zuò），形成虛假水（shuǐ）位（wèi），現場控製室的操作人員也不明白到底哪個是準確的水位。

2.2差壓變送器（qì）主要問（wèn）題是差壓變送器（qì）離鍋爐較近，雙室平衡（héng）器的冷凝效（xiào）果不佳，此種液位測（cè）量方式采（cǎi）用的是間接的物理量壓（yā）力差方式測量，特別容（róng）易受鍋爐汽包內壓力和蒸汽（qì）量變化影響，而且經常（cháng）需（xū）要校正零點和（hé）量（liàng）程，在生產過程中其不方便，且維護工作（zuò）量太多，所以此種測量方式的不（bú）確定（dìng）因素和工作量都不能滿（mǎn）足生產（chǎn）和安全需求。

2.3電容式液位（wèi）計主要問（wèn）題（tí）是電容式液（yè）位計在使用過程中，電容測量板容易受水質結構影響，且鍋爐在（zài）運行過程中，蒸汽量和溫度及壓力（lì）隨轉爐生產的（de）變化（huà）時（shí）刻都是變化的（de），且水和汽的混合體的介電常數也（yě）是時刻變化（huà）的，采用人工補償的方式不能從根本上（shàng）消除，非常容易造成虛假水位現象。另外電容（róng）式液位（wèi）計的工作周期很長，實際工作周期大於0.5S，而鍋爐水位在隨轉爐生產過程中（zhōng）的變化周期非常（cháng）快（kuài），周期遠小於0.5S，所（suǒ）以電容式液（yè）位計從根本上不能跟隨鍋爐水位變化，非常容易產生（shēng）虛假水位和誤動作，所以此種測量方式的弊端也不能滿（mǎn）足生產和安全需求。

三（sān）：解決辦法

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

3.1以現場玻（bō）璃管液位計為基準（法定且必須的鍋（guō）爐（lú）汽包液位（wèi）檢（jiǎn）測辦法之一），增加（jiā）視頻監（jiān）控和遠傳顯示功能，滿足控（kòng）製內（nèi）時刻在線看得到鍋爐汽包水位的真實情況（kuàng）。

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

3.3取（qǔ）消差壓（yā）鍋爐汽包液（yè）位計改成智能導波雷達液位計，對應直（zhí）接輸出4-20MA+HART信號到控製室進行控製（zhì）。

3.4以（yǐ）上三種測量方式以玻璃管為基準，達到（dào）三者完（wán）全同步；同時控製內操作人員（yuán）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的數據（jù），三者之間在純物理量水位形成冗餘互備，同時在控（kòng）製遠傳這塊也形成取（qǔ）樣監督、數據冗餘；完全反應鍋爐真實的汽包水位，以保證高效、安全的生產。

四：一體化多（duō）功能汽包水位測量產品介紹

4.1就地指示功能

　　汽包液位計的就地指示功能主要是根據磁耦合作用原理和浮力原理來實現液位或界位的檢測。在非磁性腔（qiāng）體內（外浮筒），裝有一個磁性浮子（zǐ），該浮子始終懸浮於（yú）液麵或（huò）界麵上（shàng），浮子的位置隨汽包液位的變化而同步改變。浮筒（tǒng）外連著一個指示器，該指示器為一真空密封玻璃管，內裝有（yǒu）磁飛標或磁翻板指示器（qì），與腔體內的浮子通過磁耦合作用相互吸（xī）引並同步變化，指示（shì）出腔體（tǐ）內浮子的相（xiàng）應（yīng）位置，即液麵（miàn）或（huò）界麵的高度，從而實現液位或界位的同步指示。

4.2遠傳控製功能

　　汽包液位計的遠傳控（kòng）製功能主要是利用磁致伸縮原理、通（tōng）過兩個不同磁場相交產生（shēng）一個應變脈衝信號來準確（què）地測量位（wèi）置的。測量元件是（shì）一根波導管，波導管內的敏感元件由特殊（shū）的（de）磁致伸縮材料製成（chéng）的。測量過程是由傳感器的（de）電子室內產生電流脈衝，該電流脈衝在波導（dǎo）管內（nèi）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（zuò）為（wéi）位置變化的活動磁環產生的磁場相交時，由於磁致伸縮的作用，波導管內會產生（shēng）一個應變機械波脈衝信號，這個應變機械波脈衝信號（hào）以固定的聲音速度傳輸，並很（hěn）快被電子室所（suǒ）檢測到（dào）。由於這個應變機械波脈（mò）衝信號在波導管內的傳輸時間和活動磁環與電子室之間的（de）距離（lí）成正比，通過測量時間，就可（kě）以高度精確地確定（dìng）這個（gè）距（jù）離。由於輸出信號是（shì）一個真正的絕對值,而不是比例的或放大處理的信號,所以不存在（zài）信（xìn）號漂（piāo）移（yí）或變值的情況,更無（wú）需定期重標。

4.3高低液位報警功能

　　汽包液位計的高低液（yè）位報警功能主要是利用（yòng）磁性感應原理在測（cè）量浮筒的（de）上高報警點、下低報警點（diǎn）安裝磁（cí）性（xìng）開關，來（lái）檢測浮子的定位。當浮子到達低位點，磁性開關的磁場檢測到浮子的磁場時，產生（shēng）一個固定強（qiáng）大的機（jī）械波脈衝波信號，磁性開關電路發出控製（zhì）指令，判別為液位（wèi）低報警；當浮子到達高位點，磁性開關的磁場檢測到浮子的磁場時，產生一個固定強（qiáng）大的機械波脈衝波信號，磁性開關電路發出（chū）控製指令（lìng），判別為液位高報警。

4.4視頻監（jiān）控記錄功能

　　汽包液位計的（de）視（shì）頻（pín）監控功能主要是通過工業級高清數（shù）字攝像頭（tóu），就地把純物（wù）理量的磁翻（fān）板指示器的數據直接讀到控製（zhì）盒（hé）中，同時控製盒記（jì）錄、儲存數據並遠傳到中央控（kòng）製的顯（xiǎn）示器。

4.5鍋爐給水綜合擴展控製功能

　　汽包水位（wèi）計控製盒通過鍋爐的（de）給水（shuǐ）量、蒸（zhēng）汽流量、鍋爐溫度等參（cān）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，時刻保證（zhèng）鍋爐的安全（quán）。