学文网摘要：由于平衡容器测量的锅炉锅筒水位参数非常重要，但在现场应用中又往往存在安装方法错误、测量液位不准等一系列的问题。本文主要阐述了平衡容器的构造原理和安装注意事项，以帮助解决现场实际应用中出现的一系列问题。
中***分类号：O312文献标识码： A
平衡容器作为锅炉锅筒水位的液位测量工具，在电厂、煤化工行业应用相当普遍。由于其测量的位置十分重要，运行的正常与否直接关系到锅炉系统运行的安全，因此平衡容器测量的精度在生产过程中也充当着不可或缺的角色。如果不了解其构造特点和安装方法必然在运行过程中形成重大的安全隐患。
平衡容器本身是一种结构巧妙，具有一定自我温度压力补偿能力的汽包水位测量装置。平衡容器分单室平衡容器和双室平衡容器，双室平衡容器在基准杯的上方有一个圆环形漏斗结构将整个平衡容器分为两个部分，其主要构造***如下所示：
1 工作原理：
1） 凝汽室
理想状态下，来自锅筒的饱和蒸汽经过这里被释放掉汽化潜热，形成饱和的凝结水供给基准杯。
2） 基准杯
收集来自凝汽室的凝结水，并将凝结水产生的压力导出容器，传向差压变送器的正压侧。基准杯的容积是有限的，当凝结水充满后则溢出基准杯流向溢流室。由于基准杯的杯口高度是固定的，故而称之为基准杯。
3） 溢流室
溢流室占据了容器的大部分空间，它的主要功能是收集基准杯溢出的凝结水，并将凝结水排入锅炉的下降管中。在流动中为整个容器进行加热和蓄热，确保容器与锅筒中的温度达到一致。正常情况下，由于锅炉下降管中流体的带动作用，溢流室中基本上没有积水或少量积水。
4） 连通器
倒“T”型连通器，其水平部分一端接入汽包，另一端接入变送器的负压侧。毋庸置疑，它的主要作用是将汽包中动态的水位产生的压力传递给变送器的负压侧，与正压侧的（基准）压力比较以得知汽包中的水位。它之所以被做成倒T字形，是因为可以保证连通器中的介质具有一定的流动性，防止其延伸到汽包之间的管线冬季发生冻结。连通器内部介质的温度与汽包中的温度很可能不一致，致使其中的液位与汽包中不同，但是由于流体的自平衡作用，对使汽包水位测量没有任何影响。
由其工作原理可见，平衡容器正压侧输出的压力等于基准杯口所在水平面以上总的静压力，加上基准杯口至水侧入口器水平轴线之间的凝结水压力。负压侧的压力等于基准杯口所在水平面以上总的静压力，加上基准杯口水平面至锅筒中汽水分界面之间的饱和蒸汽产生的压力，再加上锅筒中汽水分界面至水侧入口管水平轴线之间饱和水产生的压力。利用锅筒内蒸汽加热，使基准杯内水的密度在任何情况下都与锅筒压力下饱和水的密度相对应，不受环境温度的影响。这样正压侧与负压侧之的差压就正确体现锅筒的水位高度。双室平衡容器具有自动补偿能力，主要体现在，当锅筒的水位越接近于零水位，其输出的差压受压力变化的影响越小，对锅筒水位测量影响越小。
双室平衡容器是一种具有一定的自我补偿能力的汽包水位测量装置。它的这种能力主要体现在，当汽包中的水位越接近于0水位，其输出的差压受压力变化的影响越小，即对汽包水位测量的影响越小。毫无疑问，容器特性由于容器的自身结构决定的，故又称为固有补偿特性。之所以双室平衡容器会有这种特性其实质是由于双室平衡容器在设计制造时采取了特殊的结构，这种结构最大限度地削弱了汽水密度变化对常规运行水位差压的影响。但是尽管如此，它并不能完全满足生产的需要，仍然需要继续补偿。
2 平衡容器的安装
1） 平衡容器安装前应确保平衡容器、所有连接阀门和管路无泄漏，平衡容器与锅炉汽包的压力等级应相同；
2） 平衡容器安装前必须对保证锅筒的清洁，防止杂质进入平衡容器内而造成测量不准或毁坏容器；
3） 与平衡容器配套连接的变送器应安装于取压点以下，且必须确保平衡容器安装的垂直度；
4） 平衡容器与锅炉汽包连接法兰尺寸或焊接各接口管规格应对应；
5） 将平衡容器的汽、水接口分别与汽包隔绝阀门外侧焊接，保证其垂直安装。由于双室平衡容器较重，所以底部需用槽钢支撑，且支撑面应光滑。以防止设备因膨胀产生位移而损坏；
6） 差压变送器安装位置应无振动，若必须在此环境中安装应采取一定的防护措施，如增加保护箱或固定支架灯；
7） 平衡容器安装位置距离汽包位置适中，如果导压管太短一是波动随锅筒内波动太大，二是会因汽包温度过高导致蒸发量大于凝结水量而引起测量误差，导压管太长会引起测量滞后；
8） 安装时正压侧往往从平衡容器的上部引出，负压侧往往从平衡容器的下部引出，这点与其他普通的用差压变送器测量液位的连接方式不同，安装过程中要引起注意；
9） 平衡容器使用过程中应定期进行排污，防止污水由于密度原因而影响测量精度；
10） 为确保测量准确，平衡容器投用前应确保平衡容器内充满凝结水，并做负迁移；
11） 安装完毕后，各汽、水取样管、取样阀门、连通管、筒体应做保温处理，筒体顶部不做保温。
3 平衡容器的调试
1） 系统没有工作时(锅炉汽包液位为零)：在确保正负压室充满冷凝水的前提下，关闭平衡阀，打开正负相阀，同时打开双室平衡容器的汽液相阀门。此时输出应该为20mA，及满量程。现场将输出调至4mA，及将零点做100%量程负迁移；
2） 系统工作时（锅炉汽有液位）：在确保正负压室充满冷凝水的前提下，关闭平衡阀，打开正负相阀，同时关闭双室平衡容器的汽液相阀门；
3） 测量系统正常工作时，三组阀状况：平衡阀关闭，正负相阀开启，双室平衡容器的汽液相阀门开启。
4 平衡容器非自身原因误差故障分析
由于汽包现场本身的复杂性，引起平衡容器误差故障的原因很多，其主要原因有以下几点：
1） 受安装因素的影响：如锅炉支架的不平衡下沉，使汽包水平度产生偏差，也就是汽包两侧中心线的高度差变大；
2） 锅筒内部的影响，因为汽包中的水是以很高的速度在流动，这样会使汽包内部的水面因其设备不同而出现高低不一的影响；
3） 炉膛中燃烧的偏差，因为炉膛中水冷壁的强度不同，其炉水循环倍率差别也较大；
4） 对于平衡容器中参比水柱密度的不确定性，还有汽包给水不平衡性等等。
平衡容器往往受外界众多因素干扰，安装位置、取压口、引压管、介质密度等等，当发现问题时要减少不必要的中间环节，具体事件具体分析，查出存在误差的根本原因，在日常维护中要注意这些引起误差的因素，保证系统的正常运行
结语： 平衡容器作为一种液位测量仪表，在工业行业中应用十分广泛。了解其结构、工作原理及安装方法能够帮助我们有效的解决平衡容器在实际生产中遇到的各种问题，减少锅炉系统运行的安全隐患，保证整个装置的运行正常，为生产企业带来更好的效益。
参考文献：
吴业飞 时敏 《双室平衡容器汽包水位测量及其补偿系统的应用》
《电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）》
转载请注明出处学文网 » 浅谈平衡容器的原理及安装注意事项