□杨东
【内容摘要】在实际应用中，电极式水位计水位的测量是断续的，并且对与汽包连通的水位容器选择必须适当，以减小测量误差。综上所述，双水位计作为就地仪表在锅炉启、停时监视汽包水位和正常运行时定期校对其他型式的水位计; 差压式水位计用于稳定参数运行时的水位指示，并且适用于给水的自动调节; 电极式水位计比较适应锅炉变参数
运行，准确度好，是对差压式水位计测量的监视和补充。
【关键词】汽包水位; 测量误差；双水位计; 差压式水位计; 电极式水位计
模板的制作
【作者单位】杨东，中国能源建设集团北京电力建设公司
汽包水位过高，直接影响汽水分离的效果，使饱和蒸汽湿度增大，含盐量增多。当水位高到一定程度时，蒸汽就要带水，而水中含盐浓度远比蒸汽的高，致使蒸汽品质恶化，盐类将在过热器管壁上结垢，导致过热器管被烧坏、爆破，严重时会导致汽轮机进水。若汽包水位过低，则破坏了锅炉的汽水自然循环，致使水冷壁管被烧坏，严重缺水时还会发生爆管等事故。
一、汽包水位的复杂性
( 一) 水面不平稳。汽水混合物有从水面引入汽包的，也有从水下引入的，动能很大的汽水混合物冲击着炉水，使水面形成波浪和水柱。同时，汽包的工作压力不断地在平均值附近波动，致使水冷壁中水沸腾的起始位置不断降低升高。这些会使汽包中的水位不断地上下波动。磨内喷水
( 二) 没有明显的汽水分界面。在炉水中汽泡在接近汽包底部处很少，而接近水面处则很多。因此炉水的密度自下而上逐渐减小，密度分布没有跳跃的转折点。
( 三) 炉水表面有泡沫。由于炉水中含盐容易形成泡沫。
( 四) 沿汽包轴向和辐向的水位高低不同。由于汽包沿轴向汽水混合物引入不相等，造成汽包两端水位低，中部具有明显的凸起。汽包水位的辐向分布与上升管的联接部位有关。一般在上升管联接的一边水位较高，同时中部也有凸起现象，这是由于汽水分离器排水干扰引起的。由以上可知: 锅炉的汽包水位是一个非常复杂的参数，要准确测量难度较大( 至今尚未研制出一种测量方式能很好满足监视、自动调节、保护对它的要求)。同时也应知道，片面地追求几台水位计指示完全一致是错误的。
二、汽包水位的几种测量方法在印尼百通电站工程中的应用
( 一) 中国长春锅炉仪表程控股份有限公司生产的B69H － 32 /2－W 型无盲区双水位计。结构及工作原理。本水位计观察孔在表体两条直线上，通过将观察孔交错组合消除了中间盲区。由发光二极管
发出的红绿光，分别射向表体的观测窗，在表体的气相部分，红光射向正前方，而绿光斜射倒壁上被吸收; 与此同时在液相部分，由于水的折射使得绿光射向正前方，红光斜射到壁上被吸收。因此在正前方观察将获得汽红水绿、汽满全红水满全绿的显示效果。主要技术参数: 公称压力: 32MPa; 工作压力: 21．5MPa; 温度:370℃；中心距离: 1，180mm; 可视长度: 670mm; 光源: 发光二级管。
在锅炉启、停时用以监视汽包水位和正常运行时定期校
震动报警器对其他型式的水位计。双水位计观测明显直观，但在实际
运行中，由于锅炉加药腐蚀和水汽冲刷，运行一段时间以后，石英玻璃管内壁磨损严重，引起汽水分界不明显。尤其现在
一般采用工业电视监视，现场摄像头受光线变化影响使水位
显示更加模糊不清，另外由于水位计处于汽包上，环境温度高，使水位计的照明维护工作量明显增加。本工程采用彩
工业电视监视的方式，由于摄像头与水位计并非一体，在负
根管挫
荷逐渐升高时水位计的中心会随汽包横向膨胀偏离摄像头，造成了红绿颜分不清的问题，增加了每次启动必须调节发
光二极管角度的工作量。经改造，将摄像头支架与水位计支
架相连，使得摄像头随之移动，彻底解决了这个问题。
( 二) 中国长春锅炉仪表程控股份有限公司生产的DQS 系列电接点水位计。本水位计是利用炉水和蒸汽导电率差异的特性进行测量，由于液位的变化使部分电极进入水中，
部分电极至于蒸汽中，炉水中的电极对筒体阻抗小，而蒸汽中的电极对筒体的阻抗大，利用这一特性，可将非电量的水位转化为电量，送给智能二次仪表，从而实现水位的显示、报警等功能。本工程采用双侧分别在+ 200、+127、－178、－320 取监视报警点。
二次仪表使用双光柱显示水位，全部参数使用数字设定，水位设定最大指示为24 点，7 路可在线编程任意高低报警输出，由于全部参数均可在线设定，并能掉点记忆，对于不同地区各种水阻均可适应，给现场带来很大方便。本身自带
4 ～20mA 输出，适用于就地控制并与DCS 系统连接。同时利 用CMOS 高输入阻抗的特点，信号输入回路仅有微电流通过
电极，可以使被测液体对电极的化学腐蚀减少到最低限度，因此，使用本仪表能延长电极的使用寿命。另外，在二次仪
表上可以设置不同的修正值，以实现对电极的阻值的适应性
调整。所以本二次仪表能够适应不同压力、不同水质的各种
汽包的水位监视。
测量筒技术参数：筒体直径×壁厚×筒体长度= Φ102 ×
20 × 670; 连通管规格: Φ38 ×5; 排污管规格:Φ28 ×4; 电极安装方式: 压入式; 二次仪表参数: 环境温度－10℃～+50℃相对湿度＜80%; 电源AC220V 50Hz，电流＜1A，功耗＜20VA;
基于 图像处理技术
D i r ec tS h o w 在管内壁检测系统中的应用
□张 稳 王晨升 杨 光 陈 亮
【内容摘要】检测系统中一个组成部分是图像采集。本文研究了基于 D i rec tS h ow 技术的械内膛疵病检测系统，对采集图像进
行了相关的处理和算法分析。本系统能够完成基本的图像采集功能。
【关键词】D i rectS h o w ; MFC ; 械内膛
【作者简介】张稳，北京邮电大学自动化化学院研究生; 研究方向: 机器视觉、机电一体化、虚拟现实 王晨升，北京邮电大学
自动化学院副教授，硕士生导师; 杨光，北京邮电大学自动化学院副教授，硕士生导师 陈亮，北京邮电大学自动化化学院研究生
在 Wi nd ows 平台上，对视频数据传统的处理方法是采用 V i d eo For Wi nd ows ( VFW ) 函数。VF W 函数在形式上是一组普 通函数、宏函数和回调函数。这种传统的编程模式落后于目 前占主导地位的面向对象程序设计，在整体上破坏了软件的 体系结构。基于 COM 组件的 D i rec tS h ow 开发包为多媒体流的 捕捉和回放提供了强有力的支持。在本系统的开发中采用了 D i rectS h ow 的视频数据的获取和帧截取。D i rectS h ow 技术不仅 可以很好地保证现有抓图功能的实现，还为以后功能的扩展 提供了很好的基础。为了实现步进电机驱动电路板控制摄像 头的位置，串口编程在本系统中也得到很好的应用。
胶水平台一、系统结构
管内壁检测系统主要是由以下几个模块组成的: 图像
采集、图像处理、单片机控制、结果输出。系统的整体框图如
图 1 所示。其中，图像采集是在 D i rectS h o w 导入视频的基础 上，抓取单帧的图 像，从而达到获取内壁图像的目的。图 像 采集进来之后，首先进行的是图像的处理。对图像实时地进 行处理是管内壁检测系统的实时性、可靠性的需要。
图 1 系统框图
系统的大体流程如图 1 所示。在实现管内壁检测系
wep.qq报警输出: 7 路报警输出，无源触点，可在线任意设定，自动记
忆。水位修正: 设定范围 0 ～ 100 分档，自动记忆。筛选功能: 故障电极筛选; 电极信号传输距离: ≤300 米。
利用饱和蒸汽与饱和蒸汽凝结水的电导率的差异，将非 电量的锅炉水位变化转换为电信号，并由二次仪表远距离地 显示水位。电极式水位计基本上克服了汽包压力变化的影 响，可用于锅炉启停及变参数运行中。电极式水位计离汽包 很近，电极至二次仪表全部是电 气 信 号 传 递，所 以 这 种 仪 表 不
仅迟延小而且误差小，不需要进行误差计算与调整，使 得 仪表的检修与校验大为简化。但是由于相邻两电接点有一 定距离，水位信号变 化 是 阶 跃 的。它的指示是不连续的，两 电极之间的距离是仪表的不灵 敏 区。不便于实现水位自动 控制。存在测量筒内水柱温降造成的误差，使示值低于饱和 水位。由于测量筒水侧部分的散热比云母水位计少，因此电 接点水位计指示较接近饱和水位。电接点使用寿命较低，经 长时间运行，会出现 腐 蚀 现 象，发 生 泄 漏。需在运行中退出 仪表进行更换。故障率高，维护量大，影响安全。
( 三) 差压式水位计。本 工 程 使 用 4 套差压变送器测量 汽
包水位，其中水位 2 为全水位测量，作为监视用，水位 1、3、 4 经计算后取平均值，当其值大于 + 254 和小于 － 381 时跳闸 MF T 。水位 1、3、4 计算后还与给水流量、蒸汽流量组成三冲
量控制系统。采用单室平衡容器的方式，它 的 结 构 简 单，便
于安装，计算容易。根据液体静力学原理，通过测量变动水 位和恒定水位之间的静压差，将差压值转换为水位值，再 通 过差压变送器将汽包水位转换为随水位连续变化的电信号， 作为自动给水控制系统中的 重 要 参 数。特点是水位信号连 续显示，可输出标准 4 ～ 20 mA 信号，用于远传、水位记录或 实现水位自动调节。在运行中，故障率较低，维护量较小。 实际应用中差压式水位计存在的问题是: 因为设计计算 的平衡容器补偿装置是按水位处于零水位情况下得出的，而 运行中锅炉水位偏离零
水位时，就会引起测量误差。当蒸汽 压力突然下降时，正压容器内的凝结水被蒸发掉还会导致仪 表指示失常。这些都给锅炉运行操作造成很大困难，尤其投 入自动给水调节时将产生错误动作，导致锅炉事故发生。差 压式水位计比较适合于锅炉稳定运行时的水位测量，当运行 参数变化很大时误差也就很大。因此在实际运行中尽量避免 在差压测量系统上工作( 例如排污、校验时等) 。如必须工作 时，须与锅炉操作人员联系好，尽量减少对差压测量的影响。
【参考文献】
1． 侯子良． 火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定［M ］. 北京: 中国水利电力出版社，2005
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