[发明专利]电接点水位计测量系统及其测量方法和诊断方法

说明书

本发明公开了电接点水位计测量系统包括与被测容器相连通的测量筒、分布于测量筒内用于测量取样水柱水位高度的电接点标尺系列电极、位于测量筒顶部用于实时测量水柱顶点温度的顶部热电偶装置、位于测量筒底部用于实时测量水柱底点温度的底部热电偶装置、用于提供冷端补偿温度的智能冷端补偿模块、用于处理顶部热电偶装置所测温度的顶部A/D转换模块、用于处理底部热电偶装置所测温度的底部A/D转换模块、用于计算取样水柱误差得到汽包水位测量值的单片机、用于提供方波电压信号实现单电极测量取样水位的多点开关电路模块和电极阻值A/D转换模块。本发明可加快75％大型锅炉汽包电接点水位计技术升级改造，提高汽包水位安全运行水平。

技术领域

本发明涉及锅炉等高温高压容器的电接点水位计测量系统，尤其涉及一种电接点水位计测量系统及其测量方法和诊断方法。

背景技术

电接点水位计是汽包锅炉必配的安全仪表，由内部设置有电极点标尺的测量筒和电测表组成。测量筒与汽包由管路连通为连通器，测量筒中的水柱即汽包水位测量的取样。电极点标尺将测量筒内的取样水位传感给电测表，进行二次测量、显示汽包水位。

传统单筒式测量筒简称“老筒”，老筒内取样水柱特点是：由上至下的温度按下降指数曲线分布，顶点温度最高且恒等于汽柱温度，且温度下降速率最快；底点温度最低，温度下降速率最慢；取样水柱由上至下的平均温度远低于汽包内饱和水温度；取样水位低于汽包内水位而形成取样误差。取样误差随汽包压力与水柱高度增加而增大，以致电接点水位计在高压及以上压力运行时不能用作汽包水位监视主表，更不能用于水位停炉保护。为了解决配套老筒的电接点水位计测量误差问题，现有的技术方法是，测量水柱底点温度，并以底点温度作为取样水柱平均温度计算取样误差，并进行水位测量误差的全补偿；现有方法的缺陷在于老筒水柱底点温度理论上不等于水柱平均温度，取样误差的测量系统必然是极不完善的，其结果使误差严重偏大，导致严重的过补偿，也就不能使配套老筒的电接点水位计用于水位监视主表和水位停炉保护。要解决配套老筒的电接点水位计严重测量误差问题，就不能以水柱底点温度作为取样水柱平均温度，计算取样误差，与测量补偿，否则取样误差测量系统不完善，误差测量严重偏大，导致过补偿，不可能使配套老筒的电接点水位计用于水位监视主表和水位停炉保护。

上世纪90年代末期出现的汽笼加热式新一代测量筒(简称新筒)，以最优化的结构加热水柱和优化的传感，实现了全工况全量程0误差高精度取样、高可靠性传感，使电接点水位计广泛用于主表监视、校核差压水位计和水位停炉保护。但新筒并非完美无瑕，原理性瑕疵在于必须在锅炉下降管上开孔安装饱和汽加热疏水系统。由于下降管属于大型压力容器，电厂为了避开安全风险，新筒替换老筒往往由此而否决；开孔点选位不当会使水位取样受到来自下降管侧的干扰而严重失常，且难于诊断；新筒最优化结构的技术含量高，可靠性高，尽管性能价格比高，但由于价格毕竟高于老筒较多，在电厂技改资金普遍紧张情况下，价格问题在一定程度上限制了新筒换老筒的技术改进。

与新筒相比较，老筒并非一无是处：老筒结构与取样系统最简单，无需与下降管连接；在锅炉点火启动升压的低压运行阶段，全量程取样误差比较小，而锅炉配套的3套差压水位计因处于启动调校试运阶段而测量值不稳定，以致现有规程明确规定，在锅炉启动阶段应以电接点水位计为准监视水位；特别是在汽包水位低至濒临缺水停炉事故工况时，无论压力高低，取样误差都很小，其测量显示值往往成为判断缺水事故的最重要依据。正是由于新老筒的更换受到上述技术、安全、管理、技改资金等情况的制约，致使我国大型锅炉汽包改用新筒的仅占25％，75％仍沿用老筒。因此研制全配套老筒的高精度电接点水位计是亟需解决的技术问题。