Измерение уровня жидких сред в теплоэнергетике. Ознакомление с принципом работы измерителей уровня (уровнемеров)

Страницы работы

7 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Лабораторная работа № 6

Измерение уровня жидких сред в теплоэнергетике.

Цель работы: 1. Ознакомление с принципом работы измерителей уровня (уровнемеров).

2. Приобретение практических навыков с работы с гидростатическими уровнемерами.

1. Теоретическая часть

Контроль по уровню заполнения различных аппаратов жидкостью или твердым сыпучим веществом имеет большое значение в технике, особенно в агрегатах с непрерывным подачей и отбором вещества. К таким объектам в энергетике относятся барабанные паровые котлы, деаэраторы, конденсаторы турбин и другие теплообменники. Уровень воды в таких аппаратах должен поддерживаться в заданных пределах, а нарушение баланса между приходом и расходом контролируемого вещества (воды и пара) приводит к отклонению уровня за допустимые пределы в течение очень короткого времени.

Важное значение имеет также определение предельно допустимых положений уровня (высшего и низшего) для подачи сигнала или приведения в действие устройств технологической защиты. По предельным уровням, без измерения промежуточных значений, автоматизируется откачка воды из дренажных баков или приямков насосных и других помещений, не имеющих постоянного дежурного персонала.

В практике эксплуатации необходимо также следить за заполнением топливных бункеров, что производится путем контроля положения уровня топлива в емкости. На контроле уровня в бункерах основана автоматизация работы топливоподающих устройств электростанций.

По принципу действия уровнемеры можно разделить: 1. Бесконтактные -  радарные уровнемеры

2. Контактные уровнемеры: 

•  гидростатические уровнемеры

•  поплавковые (буйковые) уровнемеры

•  качающиеся бачки

•  пневматические измерители уровня

•  электродные уровнемеры

В основу работы радарных уровнемеров  положен принцип бесконтактного радиолокационного измерения расстояния до уровня раздела сред: воздушная среда – контролируемая среда (вода, мазут и т.д.).  Принцип измерений (см. рис.1), реализованный в данном типе уровнемерах, основан на методе линейного частотно-модулированного

непрерывного излучения (FMCW), который сейчас широко используется в высокоточных радиолокационных уровнемерах, предназначенных для применения в системах коммерческого учета. Излученная антенной радиоволна f1 отражается от поверхности контролируемой среды f0 и через определенное время, зависящее от скорости распространения и расстояния до поверхности, вновь попадает в антенну. 

          

               Рис. 1                                                                Рис. 2

Происходит преобразование излученного и принятого сигнала (см. рис.2).  В результате на выходе образуется сигнал Δf, частота которого равна разности частот принятого f1 и излученного сигнала f0. По разности частот определяется расстояние L до контролируемой среды, а затем вычисляется уровень наполнения резервуара. Используемая радарная технология позволяет применить к обработке сигнала средства спектрального анализа, обеспечивающие высокоэффективное подавление паразитных отражений, а также помех, связанных с волнением поверхности измеряемого продукта и загрязнениями антенны датчика уровня. Таким образом, можно с высокой точностью вычислить расстояние до контролируемой среды и уровень в резервуаре.

Гидростатические уровнемеры работают по принципу - “измерения разности давлений столбов воды”. Этот способ имеет преимущественное распространение при измерении уровня в барабанах котлов и других аппаратах, работающих под высоким давлением, а также под вакуумом.

Схема измерения уровня в “классическом виде” показана на рис.3. С паровым пространством соединен сосуд 1, заполненный водой. Излишек воды, образующийся при конденсации пара в верхней части сосуда сливается через соединительный штуцер в барабан. Сосуд 1 соединен трубкой 2 с дифференциальным манометром 3, показанным на рисунке в виде U-образной трубки, заполненной замыкающей жидкостью с удельным весом γж. Второй конец дифманометра соединен

трубкой 4 с водяным пространством барабана. Давление на замыкающую жидкость в сече- нии  I - IIодинаково в обоих плечах. Это условие выражается уравнением ( 1 )

                                                                                  (1)

где: Н, Н1, Н2 и h — высоты столбов жидкости и пара, показанных на схеме (рис.3); γв, γп ,γж— удельные веса воды, пара и замыкающей жидкости.

Из схемы видно (формула 2), что

                                                                                                  (2)

Совместное решение обоих уравнений дает слеРис. 3  Схема   ги- дующую зависимость между уровнем h в барабане дростатического    спо- (формула 3), отсчитанным от верхнего штуцера соба измерения уровня.  

γж −γв

h = H      .                                (3) γ γв п

измерительного устройства, и показаниями прибора. При измерении уровня в барабане котла приходится считаться с погрешностью, вносимой за счет различных удельных весов воды, имеющей неодинаковую температуру в разных участках соединительных трубок. 

Похожие материалы

Информация о работе