气液两相流疏水阀自动调节液位控制阀的工作原理和用途，根据气液两相流体的物理特性和动力原理设计了气液两相流自调节液位控制器，介绍了气液两相流量液位控制器的原理、特点和结构。 实践表明，液位控制器运行稳定，可靠性高，提高了机组的经济性，在电力、石油、化工等需要控制液位的行业中具有广泛的应用前景。
我国电力行业发展迅速，高参数、大容量机组是发展趋势，这使得加热器的运行条件更加复杂。 如果加热器不能正常运行，会影响主机和其他设备的安全运行。 如果加热器内的换热管泄漏，电动进气阀泄漏，排水管、风管、测温点等泄漏，机组负荷低等，会导致加热器停止运行，疏水调节装置失效，不能维持加热器正常水位的水位比例比较大。 传统的疏水控制装置，如水封管、浮子疏水阀、疏水控制阀等，存在一些不足，其执行机构由于动作频繁，更容易出现卡住、磨损、腐蚀、泄漏等问题。
2.两相液位控制器的原理。
当加热器中的水位升高时，疏水压差会增大，通过主调节阀进入汽液两相流疏水阀的水量会增加，信号管中的水位也会升高，通过调节蒸汽管的蒸汽量会减少， 并且信号管发出的调节蒸汽量会减少，水量会增加。此时，通过汽液两相流疏水阀的蒸汽量减少，水量增加，截水总量变大，加热器水位降低。 相反，当加热器水位下降时，疏水压差减小，通过主调节阀进入汽液两相流疏水阀的疏水量减少。 由于加热器内水位的降低，通过调节蒸汽管的水量减少，但蒸汽量增加，汽液两相流疏水阀的总疏水量减少，使加热器中的水位逐渐升高。
3.控制器的改进和优缺点。
目前，两相液位控制器主要用于改进水位信号传感器和气液两相流量疏水阀。 改进前，液位控制器的水位信号传感器进入加热器时，分别通过蒸汽平衡管和水平衡管连接到加热器的蒸汽空间和水空间，信号管将水位信号传输到汽液两相流疏水阀。 经常发现水位信号传感器中的水位并不能真实反映加热器的水位，经过研究，这是由于流经蒸汽平衡管和水平衡管的流体压力损失不均等造成的。 随后，将信号管直接延伸到加热器中，解决了压力损失不均的问题，使水位信号管能够真实地反映加热器的水位，并能正确及时地将水位信号传输到汽液两相流疏水阀，信号管的布置如图1所示。
1.加热器; 2.蒸汽阀; 3.气液两相流疏水阀; 4.主控制阀; 5.旁通控制阀; 6.信号管; 7.调整蒸汽管。
图1：两相流自调控液位控制器系统。
目前，气液两相流疏水阀的结构为“前孔板+锥形喷嘴”，进汽方式为直接进汽，效果较好。 两相液位控制器的优点：
1）可实现自动连续调节，使水位保持相对稳定;
2）无运动部件，无机械、电动和气动传动装置，设计原理先进，安全可靠;
3）采用全封闭结构，无泄漏;
4）系统结构简单，易于安装、施工和现场维护检修，可长期运行;
5）采用不锈钢材质，耐腐蚀，磨损小，成本低，可长期使用。
控制器也有缺点：当控制器有调节作用时，有少量的蒸汽和不凝性气体进入疏水性管道，对下级加热器的蒸汽抽取产生挤出效应，不凝性气体的存在也会影响下级加热器的换热性能。 大量的水会从调节蒸汽管路进入下部加热器，但是这部分水没有通过加热器疏水冷却部分，增加了疏水端差，影响了机组的经济性，因此控制器仍需改进。
4、两相液位控制器的主要结构。
4.1.调整蒸汽管道。
控制器根据现场条件安装后，确定其位置和管道的几何尺寸，并应尽量减少沿途的阻力损失。 管道的直径应能使调节后的蒸汽量进入汽液两相流疏水阀，并选择调节蒸汽通过的管道小段，即汽液两相流疏水阀的喉部作为设计依据，调节后的蒸汽量g：g=0通过汽液两相流疏水阀的喉部648 AMINP1 1 其中：AMIN：气液两相流疏水阀的喉部截面积，即锥形喷嘴的出口面积（m2）; 流量比就是五面门系数，引入这个系数后，就可以使用上面的公式，而不必先判断喷嘴是否处于临界状态，是锥形还是结垢。 调节蒸汽管d的直径为：4g0648 22-K-1 蒸汽饱和 K=1135，k=14;P1、1：喷嘴前的停滞压力（Pa），密度（kg m3）; P2：气液两相流疏水阀出口为喷嘴后压力（Pa）。
虽然忽略了喷嘴的流量系数，但计算公式仍然是一个准确的公式，但计算复杂且不方便应用。 代替椭圆方程，计算结果不大，计算简单，2，有cr=r，其中：PCR：临界压力; Cr：临界压力比，过热蒸汽Cr=0546，饱和蒸汽Cr=0577、在计算时，可以先按照上面的公式计算PCR，然后再求。 根据管道的损耗和安全性的考虑，得到调节蒸汽管的直径d，安全系数需要乘以=205～2.1。信号管模具从喷嘴沿轴线开出一个倒“U”形凹槽，经过实验研究，改为扁平口管，效果较好。 当调理器蒸汽进入气液两相流疏水阀时，会与疏水性形成气液两相流，气液两相流复杂，会腐蚀管道、喷嘴等，影响其使用寿命。 如果进汽方向可以钝化疏水，疏水会阻碍调节蒸汽的流动，从而降低调节蒸汽的速度，同时调节蒸汽也会阻碍疏水性，疏水速度减慢，从而降低汽液两相流的速度， 并且管道的腐蚀和振动将减少，有利于其安全运行。
4.2.气液两相流疏水阀。
当加热器水位过高时，会淹没部分有效换热面，降低机组的经济性，并可能导致水进入汽轮机，使汽轮机叶片断裂，大轴弯曲，造成重大事故。 如果水位过低或没有水位运行，蒸汽会进入疏水冷却段，冲刷疏水冷却段的换热管，同时，汽液两相流也会侵蚀管束和隔板，引起管道振动。 控制系统的主要目的是保持压力容器中的水位，使其正常运行。 当单相流体流经孔板时，通过伯努利定律和连续性方程w=y ca（2δps s） [1-（d d）4]或δps=w（-y4）可以建立通过孔板的质量流量与孔板前后压差之间的关系，其中： w： 单相流体质量流量（kg s）;y： 单相流体膨胀系数; ： 孔板热膨胀系数; c： 孔板流量系数; A：孔口截面积（m2）; S：单相流体密度（kg m3）; δps：单相流体流经孔板时的压降（Pa）; d d：孔口直径与管内径之比。 在设计汽液两相流疏水阀的内部结构时，电厂必须准确提供同一液位和加热器上层的水量和压力。 否则，在实际操作中，汽液两相流疏水阀截留的水量可能无法满足实际要求，控制器无法有效调节水位。 气液两相流疏水阀的喉直径，即锥形喷嘴的喉直径是关键部分，通过喷嘴的流体是气液两相流体，但喉径是根据通过喷嘴的单相水计算的，满足大疏水容积的几何直径也必须满足蒸汽的流动要求。 喷嘴和孔板的工作原理相同，但结构不同，公式中的系数不同，根据伯努利定律和连续性方程，得到：δP=G2[S1）4]精加工后得到：D2=式中：G：大工况下的冷凝水疏水（m3 s）;喷嘴的流动系数; δp：喷嘴前后压差（Pa）; 喷嘴的热膨胀系数; d1：管内径（m）; d2：喷嘴喉口直径（m）; A：喷嘴喉部截面积（m2）; S：单相流体密度（kg m3）; 为了防止水位过高，将上式得到的直径乘以1安全系数k=11～1.3。由于流经管道的流体存在压力损失，应选择压差，至少要保证调节蒸汽进入汽液两相流疏水阀。 气液两相流疏水阀原有结构核心为文丘里管，改进后的气液两相流疏水阀结构为“前孔板+锥形喷嘴”，如图2所示。
图2：改进型气液两相流疏水阀的结构剖面。
其中：流路1为调节蒸汽管的汽水混合物，流路2为加热器的疏水排水口，这部分疏水水通过加热器的疏水冷却段，流路3为下部加热器在流路1与流路2混合后通过喷嘴的疏水流， 并含有少量蒸气。
因此，在调试时，通过测试方法确定最佳正常水位，以便两相流量位控制器可以更有效地工作。 两相液位控制器不需要外力驱动，它是一种自供电的智能汽液两相流疏水阀，其执行机构的动力源来自控制液位所需的设备。 两相流量位控制器能很好地保持加热器的正常水位，减少维护和保养人员的工作量，提高机组的热经济性，得到了广泛的应用，取得了良好的经济效益。