根據(jù)電容液位計測量原理可知，其測量結(jié)果精準的前提是液位計本體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，尺寸參數(shù)準確恒定。同時被測介質(zhì)的介電常數(shù)應為已知定值。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，電容液位計采用帶自動補償功能的三段式探頭設計。即在電容液位計的氣相側(cè)和液相側(cè)采用同軸套筒的方式分別增設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高于液位測量范圍的最大值，低位探頭位置應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一致且精度相同的電容測量探頭和相關變送單元，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，電容液位計可以在全工況下保證液位測量的準確有效，尤其在鍋爐啟動階段可作為平衡容器式差壓液位計的有效替代儀表。同時電容液位計采用全程補償方式，在消除汽包溫度、壓力變化影響時不存在附加誤差。根據(jù)項目實際經(jīng)驗，對同一測量位置，目前市面上的電容液位計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，因此建議在項目設計階段，需綜合評估工程項目建設成本，結(jié)合當?shù)丨h(huán)境溫度變化情況、操作人員維護能力、廠內(nèi)實際伴熱管理水平等因素，也可參考項目所在地類似裝置內(nèi)類似工況設備的實際使用情況等，權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。
