一种石灰石浆液循环池液位测量装置

技术领域

本发明涉及液位测量技术领域，具体涉及一种石灰石浆液循环池液位测量装置。

背景技术

火力发电厂烟气脱硫常采用石灰石-石膏湿法工艺，石灰石由脱硫公用区制备。球磨机制取的石灰石浆液先进入浆液循环池，密度符合要求后才进入石灰石浆液箱备用。石灰石循环池的液位是制浆过程中的重要测量参数。传统液位计安装时直接将液位计安装于法兰盘上。一般而言液体介质在30-40℃以下不会产生蒸汽和雾气，而浆液循环池介质的温度在50℃左右，池内保持浆液连续进出且搅拌器不停运，很容易产生蒸汽或雾气，超声波液位计在这种情况下造成偏差的原因来自两方面：(1)发射的超声波在发射过程中穿过蒸汽会衰减一次，从液面反射回来的时候又要衰减一次，造成后回到探头的超声波信号减弱，影响测量准确性；(2)在蒸汽或雾气环境下，超声波液位计探头容易结露，水珠会阻碍超声波的发射和接收，甚至直接导致测量结果为满液位。

为应对易结露区域的液位测量，目前常用的办法有：1、把量程加大，例如容器高度是3米，选用6～9米的超声波液位计，削弱雾气对测量的影响，采用大量程的液位测量装置，确实可以加大超声波穿透力，但是对结露现象改善有限；2、加大滤波时间，减少二次波的接收，加大滤波时间，对水汽的穿透有效，但是同样对结露现象无能为力；3、探头上面涂抹硅脂，降低结露几率，涂抹硅脂的方法可以降低结露的聚集，抬高了结露的门槛，但随之而来一些附加问题，如容易粘灰、粘蚊虫；4、传感器倾斜安装，露珠顺着一侧流走，从而缓解超声波液位计结露问题，传感器倾斜安装让露珠顺着一侧走，可以有效防止露珠聚集，但是为了让露珠尽快流走需要的倾斜角就越大，实际液位和测量液位的修正系数越大，只要角度发生变化，修正系数就会随之而变，而且角度的测量误差也会带来系统误差；5、传感器探头装上恒温加热装置，传感器探头装上恒温加热装置可以有效避免结露，但需要持久的外部能耗。

综上所述，以上应对水汽和结露问题的5种方法，前三种可以一定程度上缓解结露，但效果有限，后两种可以较好地防止露珠聚集，但会带来其他问题。本发明提供一种石灰石浆液循环池液位测量装置，拟对超声波液位计的安装进行改进，以克服水汽和结露的影响，减少液位计探头结露的几率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种石灰石浆液循环池液位测量装置，能够解决液位计探头容易结露导致测量出现误报的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：包括一轴向截面为双曲线形的塑料罩；

所述塑料罩的中间段向内凹陷，塑料罩的中间段直径小于顶端和底端的直径，且塑料罩的内径由中间段至顶端逐渐增大，塑料罩的内径由中间段至底端逐渐增大；

所述塑料罩的内部上端连接有固定卡扣，所述固定卡扣的中间设有卡口，超声波液位计通过卡口安装，且超声波液位计的探头位于塑料罩内部的中间段位置；

所述塑料罩的底端连接有具有内丝螺纹的直管段，直管段的半径与塑料罩底端的半径相同，塑料罩通过直管段安装于安装支架上。

进一步地，所述塑料罩的中间段最小内径的大小需结合超声波液位计探头的宽度以及转移露珠效果确定：

塑料罩的中间段最小内径如果过大，塑料罩内壁距离超声波液位计垂直中心线的距离越大，塑料罩双曲面转移露珠的能力对减少超声波液位计结露的贡献越小；塑料罩的中间段最小内径如果过小，雾气能够通过的截面积也越小，不利于雾气的流动；由于浆液循环池内温度的变化较小，与外界温度差变化较小，所形成的压差变化也很小，塑料罩的中间段最小内径受运行工况的影响较小，塑料罩的中间段最小内径比超声波液位计探头半径大0.1-0.15m即可。

进一步地，所述塑料罩的轴向截面的双曲线弯曲程度越大，斜率越小，转移露珠的速度越慢，但是正对循环池的面积越大；塑料罩的轴向截面的双曲线弯曲程度越小，斜率越大，转移露珠的速度越快，但是正对循环池的面积越小，以转移露珠的速度与正对循环池的面积的乘积作为露珠处理能力的衡量标准，塑料罩的轴向截面的双曲线的弯曲程度需结合转移露珠的速度以及正对循环池的面积进行确定：

由于塑料罩的对称性，选取某一截面进行计算，设双曲线方程

假设露珠处理能力为Q，由于双曲线呈对称型，计算双曲线每一段的斜率与单位长度的乘积的积分则是露珠综合处理能力，由于对称性，

对双曲线方程进行求导，令t＝y

则

将

对上式进行积分，

即R越大，理论上露珠处理能力越大，综合考虑安装以及R的取值范围，取R＝2a，即正对循环池的面积为半径为2a的圆，双曲线的参数a和R确定，双曲线确定。

本发明的优点在于：在原超声波液位计法兰安装支架上加装一个双曲线外形的塑料罩后，由于环境温度比浆液的温度低，上下的空气有密度差从而形成压差，就有风从塑料罩底部进入，从塑料罩顶部流出；塑料罩下口大更容易进空气，中间细，气流由宽变窄就会加速，加快雾气的散热，更容易换热；设置双曲线外形设计，在无需外加热源、电源的情况下，通过物理装置的改进，让超声波液位计下方的热空气尽可能地减少在超声波液位计探头上结露，通过在双曲面上结露，实现了装置的防结露最大化，减少超声波液位计失准的概率，系统测量的稳定性得到提高。

附图说明

图1为本发明的轴向截面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，本具体实施方式采用如下技术方案：包括一轴向截面为双曲线形的塑料罩1，塑料罩1的中间段11向内凹陷，塑料罩1的中间段11直径小于顶端和底端的直径，且塑料罩1的内径由中间段11至顶端逐渐增大，塑料罩1的内径由中间段11至底端逐渐增大。

塑料罩1的内部上端12连接有固定卡扣2，固定卡扣2的中间设有卡口，固定卡扣2的宽度很小，不影响气流的通过，固定卡扣2的宽度根据超声波液位计3调节设置，超声波液位计3通过卡口安装固定，且超声波液位计3的探头位于塑料罩1内部的中间段11位置。

塑料罩1的底端连接有具有内丝螺纹的直管段13，直管段13的半径与塑料罩1底端的半径相同，塑料罩1通过直管段13安装于安装支架4上，设置具有内丝螺纹的直管段13，便于连接安装。

在原超声波液位计法兰安装支架4上加装一个双曲线外形的塑料罩1后，由于环境温度比浆液的温度低，上下的空气有密度差从而形成压差，就有风从塑料罩1底部进入，从塑料罩1顶部流出，塑料罩1双曲面下口大更容易进空气，中间细，气流由宽变窄就会加速，更容易换热；设置双曲线外形，主要目的是让超声波液位计3下方的热空气尽可能地减少在超声波液位计3探头上结露，通过在塑料罩1双曲面内壁上结露，减少超声波液位计3失准的概率。

塑料罩1的中间段11最小内径的大小需结合超声波液位计3探头的宽度以及转移露珠效果确定：

双曲线外形塑料罩1的中间段11最小内径受到探头宽度、转移露珠效果的限制。塑料罩1的中间段11最小内径如果过大，塑料罩1内壁距离超声波液位计3垂直中心线的距离越大，塑料罩1双曲面转移露珠的能力对减少超声波液位计3结露的贡献越小；塑料罩1的中间段11最小内径如果过小，雾气能够通过的截面积也越小，不利于雾气的流动；考虑到浆液循环池内温度的变化较小，与外界温度差变化较小，所形成的压差变化也很小，塑料罩1的中间段11最小内径受运行工况的影响较小，塑料罩1的中间段11最小内径比超声波液位计3探头半径大0.1m即可。

塑料罩1的轴向截面的双曲线弯曲程度越大，斜率越小，转移露珠的速度越慢，但是正对循环池的面积越大；塑料罩1的轴向截面的双曲线弯曲程度越小，斜率越大，转移露珠的速度越快，但是正对循环池的面积越小，以转移露珠的速度与正对循环池的面积的乘积作为露珠处理能力的衡量标准，塑料罩1的轴向截面的双曲线的弯曲程度需结合转移露珠的速度以及正对循环池的面积进行确定：

由于塑料罩1的对称性，选取某一截面进行计算，设双曲线方程

假设露珠处理能力为Q，由于双曲线呈对称型，计算双曲线每一段的斜率与单位长度的乘积的积分则是露珠综合处理能力，由于对称性，

对双曲线方程进行求导，令t＝y

则

将

对上式进行积分，

即R越大，理论上露珠处理能力越大，综合考虑安装以及R的取值范围，取R＝2a，即正对循环池的面积为半径为2a的圆，双曲线的参数a和R确定，双曲线确定。

通过上述改造，在无需外加热源、电源的情况下，通过物理装置的改进，实现装置的防结露最大化，通过实践证明，结露的频次大幅度降低。某浆液循环池长约3米，宽约2米，深1.8米，一般的液位控制在1.2米左右，如果超声波液位计3结露，通常会误指示为1.8米，采用同样规格的超声波液位计3，在应用该装置之前，出现误报的概率约每周一次，应用该双曲线型塑料罩1后，误报的概率降低为每月一次左右，超声波液位计3探头结露的几率降低，系统测量的稳定性得到提高。

本具体实施方式在原超声波液位计法兰安装支架上加装一个双曲线外形的塑料罩，在无需外加热源、电源的情况下，通过物理装置的改进，让超声波液位计下方的热空气尽可能地减少在超声波液位计探头上结露，通过在双曲面上结露，实现了装置的防结露最大化，减少超声波液位计失准的概率，系统测量的稳定性得到提高。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。