Физика \ Теория теплового процесса и конструкция турбин

Теплотехнические измерения и инновационные измерительные технологии, страница 42

Из этого выражения видно, что показания уровнемера будут зависеть не только то текущего значения h, но и от плотностей пара  и кипящей воды , которые термодинамически связаны с давлением пара. Поэтому расчет шкалы дифманометра производят на номинальное давление пара в барабане. Перепад давлений Dp зависит также от плотности жидкости rв в импульсной трубке, что сказывается при изменении температуры окружающей среды.

Подпись: Рис. 5.70. Изменение показаний уровнемера с однокамерным уравнительным сосудом при изменении давления в барабане На рис. 5.70 показано изменение номинальной статической характеристики дифманометра при давлении в барабане 16 МПа и температуре воды в импульсной трубке 20 °C. Видно, что при снижении давления до 4 МПа показания дифманометра могут измениться примерно в два раза, причем в сторону положительных значений (при нулевом значении уровня воды в барабане дифманометр покажет около 90 мм).

Чтобы исключить влияние на показания дифманометра температуры окружающей среды, применяют схему уровнемера с двухкамерным уравнительным сосудом (рис. 5.71). В этом случае уравнительный сосуд 1 покрыт тепловой изоляцией, чтобы плотность воды в нем и в импульсной трубке 2 были равны плотности воды в барабане. Тогда действительный уровень воды в барабане hд будет равен измеряемому уровню в импульсной трубке 2, и перепад давлений на дифманометре будет иметь вид:

             .                                                                (5.58)

Иллюстрация изменения статической характеристики уровнемера для номинального давления пара 10 МПа показана на рис. 5.72 (снижение давления до 4 МПа и нулевом значении уровня воды приводит к отрицательным показаниям дифманометра).

Рис. 5.71. Схема уровнемера с двухкамерным уравнительным сосудом

Рис. 5.72. Изменение показаний уровнемера с двухкамерным уравнительным сосудом при изменении давления в барабане

Лучшей статической характеристикой обладает уровнемер с комбинированным уравнительным сосудом 1 (рис. 5.73). Здесь импульсная трубка 2 проходит не через весь сосуд 3, а выходит сбоку так, что столб жидкости h1 находится в холодном неизолированном состоянии; внешняя поверхность сосуда 3 покрыта тепловой изоляцией. В этом случае перепад давления на дифманометре определится выражением:

                                                                                       (5.59)

Рис. 5.73. Схема уровнемера с комбинированным уравнительным сосудом

Рис. 5.74. Изменение показаний уровнемера с комбинированным уравнительным сосудом при изменении давления в барабане

Значение h1 выбирают из соотношения:

                                                    ,

где     hср – номинальный (средний) уровень в барабане относительно нулевой линии 0-0.

Статическая характеристика уровнемера с комбинированным уравнительным сосудом приведена на рис. 5.74. Здесь также видно, что изменение давления пара от номинального значения в 16 МПа приводит к повороту характеристики около точки начала координат.

Из рассмотренного материала следует, что все три схемы измерения уровня воды в барабане котла не могут обеспечить независимость показаний прибора от изменения давления пара. Конкретная схема контроля уровня принимается исходя из условий работы оборудования и требуемой точности измерения. Все три схемы применяются для измерения уровня в котельных, на электростанциях.

Рис. 5.75. Схема измерения уровня конденсата греющего пара в подогревателях

Рис. 5.76. Схема измерения уровня воды в конденсаторе турбины

Например, на рис. 5.75 показана схема измерения уровня в подогревателях питательной или сетевой воды, где использован однокамерный уравнительный сосуд. Перепад давления, действующего на элементы дифманометра, определяется выражением:

                                         

или

                                        ,

где     , ,  – плотности воды в плюсовой импульсной трубке, конденсата в подогревателе и греющего пара.

Скачать файл