Общие сведения о паровом котле и условиях рабочей среды
Для многих технологических процессов на современных предприятиях одним из основных необходимых составляющих является получение насыщенного водяного пара. Он используется для обогрева промышленных помещений либо для вращения турбомашин, генерирующих электрическую энергию. Для получения водяного пара применяют специальные устройства – паровые котлы и промышленные парогенераторы.
Работа паровых котлов сопровождается высоким давлением и температурой нагрева, характеризуется влиянием агрессивных сред и повышенным парообразованием, что в свою очередь предъявляет высокие требования к устройствам измерения, контролирующим параметры функционирования данного котла.
Уровень воды в паровом котле является одним из основных технологических параметров, контроль которого необходимо производить в первую очередь. Это объясняется просто: малое количество жидкости приведет к перегреву водогрейных сосудов, а избыток (переполнение резервуара) к попаданию ее в перегреватель или турбину, что, в конечном счете, станет причиной выхода оборудования из строя или аварии.
Уровнемеры для паровых котлов
 Датчик уровня |
Довольно широкий спектр физических принципов измерения уровня жидкости в паровом котле позволяет подобрать наиболее подходящий тип датчиков уровня резервуара, которые будут применимы для использования в текущих условиях эксплуатации заказчика и отвечать заданным техническим требованиям как на общепромышленных объектах, так и во взрывоопасных зонах.
Рассмотрим наиболее часто применяемые датчики контроля уровня жидкости различных типов, их принцип действия и возможную область применения.
Начнем с того, что все датчики контроля уровня делятся на два основных типа по функционалу:
- Сигнализаторы – только сигнализируют о том, что достигнуто заданное значение уровня.
- Уровнемеры – производят непрерывное измерение и отличаются высокой точностью.
В этой статье наша задача рассмотреть 5 топовых уровнемеров из ассортимента ООО «Русавтоматизация», которые по своим характеристикам подходят для работы в паровых котлах различных мощностей и модификаций в условиях контролируемой среды: высокая температура, давление, абразивные свойства, взрывоопасность, вязкость, электрическая проводимость, химическая агрессивность и другие.
Основные характеристики описываемых уровнемеров приведены в таблицах ниже:
Таблица 1.
| Серия | Вид датчика | Вид измерения | Температура измеряемой среды | Рабочее давление | Точность | Гарантия | Сертификаты | Цена |
| LMP 331 | Гидростатический врезной уровнемер для парового котла | Непрерывное измерение уровня большинства жидких продуктов | -40…+125°C | до 100 бар | ±0,1%…±1% от диапазона измерения | 12 месяцев | Свидетельство СИ, ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах» | от 29 458 руб. |
| DLM-35 | Емкостной измеритель уровня | Постоянный замер высоты уровня жидких веществ | -40…+200°C | до 50 бар | макс. 0,05% | 12 месяцев | ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах» | от 26 370 руб. |
| NivoTrack | Магнитный (магнито- стрикционный) уровнемер |
Непрерывное определение уровня | -40…+90°C | до 25 бар | ±0,4%…±1% от диапазона измерения | 5 лет | ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах» | от 75 695 руб. |
| NivoFlip | Визуальный (байпасный) измеритель уровня | Непрерывная визуализация уровня | -35…+250°C | до 100 бар | ±10 мм | 5 лет | – | от 140 410 руб. |
| NivoCap | Емкостной уровнемер широкого применения | Непрерывное определение уровня | -30…+200°C | до 40 бар | ±0,3% (от длины применяемого зонда) | 5 лет | ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» | от 49 515 руб. |
Далее рассмотрим особенности и преимущества применения каждого из предлагаемых приборов.
Таблица 2.
| Серия | Конструктивные особенности | Преимущества | Недостатки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Гидростатический врезной бесконтактный датчик уровня LMP 331 |
|
|
Данный датчик измерения уровня жидкости применяется для измерения уровня в промышленных емкостях и котлах. Цена гидростатических указателей уровня воды котлов и других производственных резервуаров не высока, но при этом эти приборы довольно надежны, обладают прочной конструкцией, защитными функциями по короткому замыканию и перепадам напряжения. Принцип функционирования гидростатического уровнемера основан на измерении гидростатического давления, которое создается жидкостью в объеме контролируемого резервуара жидкости. Величина этого давления зависит от высоты жидкостного столба над датчиком и плотности жидкостной среды. В совокупности соотношения данных величин и происходит расчет текущего уровня жидкости по нижеследующей формуле: P = ρ*g*h, где
Поскольку гидростатическое давление зависит от значения уровня жидкости и ее плотности, то точная величина измерения датчика возможна лишь для жидкостей с неизменной плотностью. |
 |
|
2. Емкостной измеритель уровня DLM-35 Уровнемер DLM-35 служит для непрерывного измерения значения уровня жидкостей в промышленных емкостях. Большое разнообразие модификаций, отличающихся конструкцией, температурным диапазоном, типом исполнения и выходного сигнала, дают возможность подобрать датчик персонально под требуемое применение. Принцип действия датчиков емкостного типа основывается на соотношении электрических свойств среды измерения и воздушного пространства над ней. Электрод датчика устанавливается в измеряемую среду для определения ее емкости, вторичный преобразователь находится снаружи и производит аналогичные измерения. По результатам данных измерений вычисляется уровень жидкостного столба и выводится датчиком в качестве выходного аналогового сигнала (4…20 мА/0…10В). |
 |
|
3. Магнитный (магнитострикционный) уровнемер NivoTrack Уровнемер NivoTrack применяется для контроля уровня жидкостных сред в резервуарах и емкостях различного типа. Используется для измерений уровня с точностью до долей миллиметра при пониженных температурах, в агрессивных средах, имеет обычное и взрывобезопасное исполнение. В качестве выходного сигнала, помимо аналогового, имеет в своем функционале HART-протокол. Магнитострикционный поплавковый уровнемер работает следующим образом: Магнитный поплавок датчика в зависимости от текущего уровня жидкости перемещается вдоль измерительной трубки, в который установлен магнитострикционный проводник. По проводнику посылаются токовые импульсы, которые способствуют возникновению магнитного поля. В результате этого создается магнитный момент вращения, возвращающийся по проводнику в обратном направлении. По времени возврата сигнала датчик определяет текущий жидкостный уровень. |
 |
|
4. Визуальный (байпасный показывающий) датчик уровня NivoFlip+NivoTrack Указатель уровня воды NivoFlip устанавливают для паровых котлов на производственных объектах, где необходимо визуальное наблюдение уровня жидкости. Байпасный измеритель NivoFlip работает по принципу сообщающихся сосудов, т.е. уровень жидкости в поплавковой камере пропорционален уровню в измеряемом резервуаре. Благодаря простоте функционирования он надежен в использовании, но может применяться только в жидкостных средах плотностью не выше 0,6 кг/дм3. На NivoFlip устанавливается магнитостриккционный датчик NivoTrack, значительно расширяя функциональные возможности байпасного уровнемера. При работе в паре с NivoTrack визуальный датчик уровня способен передавать аналоговый сигнал. |
 |
|
5. Емкостной уровнемер широкого применения NivoCap Данный преобразователь подойдет для большого спектра продуктов, одинаково работоспособен в стандартных и высокотемпературных условиях. Является довольно экономичным вариантом датчика уровня воды котла, ведь цена его невысока по сравнению с промышленными аналогами схожей функциональности. Емкостные уровнемеры NivoCap имеют высокую степень чувствительности и широкий диапазон измерений. Конструктив уровнемера NivoCap не имеет излишеств, что позволяет ему быть недорогим и надежным датчиком измерения уровня. Работа емкостного уровнемера основана на методе измерения по соотношению электрической емкости датчика. Уровнемер подходит ввиде оптимального решения задач по измерению уровня проводящих и непроводящих жидкостей. |
 |
Делаем выводы
При подборе датчика уровня под индивидуальные технические требования, в том числе для применения в паровых котлах, необходимо отталкиваться от условий:
- максимальное рабочее давление и температура;
- тип измеряемой среды (жидкость, сыпучие материалы);
- необходимость взрывобезопасного исполнения;
- требуемый тип выходного сигнала (аналоговый, цифровой протокол, либо просто индикатор);
- агрессивность измеряемой среды и ее влияние на материал исполнения датчика;
- глубина и форма измерительной емкости.
Купить датчики и вспомогательные приборы для измерения уровня жидкости, в том числе указатели уровня воды паровых котлов, вы можете в компании ООО «РусАвтоматизация».
Скачать статью в формате PDF
