浅议双室平衡容器的原理、构造及安装

杜 罡

（莱阳市热电厂 山东烟台 265202）

1 前言

锅炉锅筒水位是影响锅炉运行安全的重要参数之一。平衡容器与水位指示器或差压变送器配套使用，在锅炉启动、停炉过程及正常运行情况下反映锅筒内质量水位。平衡容器是一种具有一定自我补偿能力的锅筒水位测量装置（如图所示）。

2 工作原理及构造

基准杯的上方有一个圆环形漏斗，将整个容器分隔成上、下两部分。为了区别单室平衡容器，故而称之为双室平衡容器。

2.1 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。

2.2 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本杯流向溢流室。由于基准杯的杯口高度是固定的，故而称之为基准杯。

2.3 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。

2.4 连通器

“┤”型连通器，其水平部分一端接入锅筒，下端接入差压变送器的负压侧。它的主要作用是将锅筒中动态的水位产生的压力传递给差压

变送器的负压侧，与正压侧的压力比较，可得知锅筒中的水位。采用“┤”形，是因为可以保证连通器中的介质具有一定的流动性，防止其延伸到锅筒之间的管线冬季发生冻结。连通器内部介质的温度与锅筒中的温度很可能不一致，使其中的液位与锅筒的液位不同，但是由于流体的自平衡作用，对使锅筒中水位的测量影响很小。

由以上可知，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。

3 安装

平衡容器的安装应注意事项以下几方面：

（1）必须确保平衡容器垂直安装；

（2）平衡容器与被测容器连接管应尽量短，连接管尽量避免安装接头、缩孔及影响介质正常流通的元件；

（3）平衡容器前的一次阀门应该横装；

（4）平衡容器的排水管接水循环最快的下降管时，为了防止水冷壁、

下降管等受热向下膨胀，所以要加装伸缩节或“U”形补偿器;

（5）配套使用的差压变送器的正压室应接锅筒的底部引压管，负压室应接平衡容器中的引压管。使用时要定期给差压变送器排污；

（6）一般情况下，凝汽室的温度都要比环境高300℃左右，因此它的热辐射能力很强。这样就造成平衡容器内部的温度低于饱和温度，进而影响测量的准确性。所以，平衡容器及连接管必须保温良好。在正常应用中，平衡容器测量锅筒水位仍会有些误差，主要有三方面原因：

①当锅筒压力变化时，会引起饱和水、饱和蒸汽的密度发生变化，造成差压输出有误差。

②平衡容器补偿装置是按锅筒水位处于零水位情况下计算的，运行时水位偏离零水位就会引起测量误差。

③当锅筒压力突然下降，由于正压室内凝结水可能被蒸发掉，会导致差压输出失常。

所以，在锅炉运行中，一定要密切监视和及时调整锅筒的压力、水位，尽量减少波动范围。

参考文献：

【1】电力建设施工及验收技术规范(锅炉机组篇)

【2】热工检测及自动控制

【3】锅炉检修技术规范