根據(jù)電容液位計(jì)測量原理可知，其測量結(jié)果精準(zhǔn)的前提是液位計(jì)本體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，尺寸參數(shù)準(zhǔn)確恒定。同時被測介質(zhì)的介電常數(shù)應(yīng)為已知定值。但對于鍋爐汽包而言，汽包內(nèi)介質(zhì)為飽和水及飽和水蒸氣，水分子H2O是典型的極性分子，飽和水及飽和水蒸氣的介電常數(shù)會隨著汽包內(nèi)的溫度、壓力變化而發(fā)生改變。其中飽和水的介電常數(shù)會隨著溫度、壓力的升高而降低，飽和水蒸氣的介電常數(shù)會隨著溫度、壓力的升高而增大。當(dāng)汽包內(nèi)溫度由100℃升至350℃ 時，飽和水介電常數(shù)由55變?yōu)?5，飽和蒸汽介電常數(shù)由1.0變?yōu)?.0。
為解決汽包中飽和水及飽和蒸汽介電常數(shù)不恒定的問題，電容液位計(jì)采用帶自動補(bǔ)償功能的三段式探頭設(shè)計(jì)。即在電容液位計(jì)的氣相側(cè)和液相側(cè)采用同軸套筒的方式分別增設(shè)高位探頭和低位探頭作為參比探頭，中間探頭為測量探頭。其中高位探頭位置應(yīng)高于液位測量范圍的最大值，低位探頭位置應(yīng)低于液位測量范圍的最小值。三段探頭需滿足容器內(nèi)部半徑、金屬棒電極半徑、絕緣介質(zhì)的直徑等結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)完全一致的要求，以保證對于同一被測介質(zhì)，在相同溫度、壓力工況下測量所得單位電容值完全相同。三段探頭均配置電測指標(biāo)一致且精度相同的電容測量探頭和相關(guān)變送單元，通過高位探頭的測量值，可以消除飽和蒸汽介電常數(shù)變化帶來的影響。通過低位探頭的測量值，可以消除飽和水介電常數(shù)變化帶來的影響。
綜上所述，對于煉油裝置中鍋爐汽包的液位測量，電容液位計(jì)可以在全工況下保證液位測量的準(zhǔn)確有效，尤其在鍋爐啟動階段可作為平衡容器式差壓液位計(jì)的有效替代儀表。同時電容液位計(jì)采用全程補(bǔ)償方式，在消除汽包溫度、壓力變化影響時不存在附加誤差。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對同一測量位置，目前市面上的電容液位計(jì)相較于雙室平衡容器加差壓液位變送器方案采購成本更高，因此建議在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，需綜合評估工程項(xiàng)目建設(shè)成本，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度變化情況、操作人員維護(hù)能力、廠內(nèi)實(shí)際伴熱管理水平等因素，也可參考項(xiàng)目所在地類似裝置內(nèi)類似工況設(shè)備的實(shí)際使用情況等，權(quán)衡液位變送器測量偏差可能帶來的后果及影響，最終確定合適的鍋爐汽包液位測量方案。
