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采用海水液位計進(jìn)行采暖集水箱液位自動(dòng)控制案例分析
本文概述:
海水液位計作為一種成本低廉,結構簡(jiǎn)單,安裝簡(jiǎn)便,測量準確度高的液位測量系統,在各類(lèi)的水箱,儲罐中有著(zhù)大量的應用,本文介紹的是海水液位計應用于遼寧東方350MW機組采暖集水箱液位自動(dòng)控制改造方案的案例分析,揭示了在磁翻板使用過(guò)種中多方面需要用戶(hù)關(guān)注的要點(diǎn)。該系統是8年前投入運行的,當時(shí)是采用海水液位計就地液位顯示加液位接點(diǎn)輸出液位高低等信號,配合電氣疏水控制系統實(shí)現水位自動(dòng)控制的。儀表系統運行至今,經(jīng)常發(fā)生由于液位接點(diǎn)動(dòng)作故障致使液位自動(dòng)控制不正常,只能靠人工定期就地控制。這個(gè)問(wèn)題,對于公司的自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程造成很大的困擾,為了克服這個(gè)難題,工程技術(shù)人員為了解決這個(gè)問(wèn)題,從根源上進(jìn)行了分析,一致分析后認為該系統溫度是影響原磁翻板液位控制系統正常運行的主要原因,為了節約成本,減少因施工而對生產(chǎn)帶來(lái)的影響,采用了一種利用壓力液位的關(guān)系特性,提出了的一套改造方案,實(shí)施過(guò)程中得到了非常好的效果,不但設備運行良好同時(shí)帶來(lái)了良好的經(jīng)濟效益。
一、系統狀況
汽機零米疏水收集箱收集2臺機組各輔助設備、系統的正常疏水及檢修疏放水,冬季現場(chǎng)采暖系統的疏回水等。由于該收集箱原設計為大氣式疏水箱,非承壓容器,但由于其收集的各種疏水會(huì )隨機組負荷、運行方式、檢修情況、采暖供汽參數以及各疏水回收時(shí)機的變化而變化,*端情況下易造成疏水箱超壓,威脅設備及人身的安全。因而水箱的水位控制就*為重要。雖然系統設計了水位超高自動(dòng)溢流系統,但溢流的水均排向了地坑,無(wú)法進(jìn)行回收,這樣帶來(lái)了*度的浪費。遼寧東方350MW機組采暖集水箱液位自動(dòng)控制,投產(chǎn)設計是采用海水液位計就地液位顯示加液位接點(diǎn)輸出液位高低等信號,配合電氣疏水控制系統實(shí)現水位自動(dòng)控制回收系統。
二、存在的問(wèn)題
運行8年來(lái),該系統經(jīng)常發(fā)生由于液位接點(diǎn)動(dòng)作故障致使液位自動(dòng)控制不正常,只能靠人工定期就地控制,天氣暖和時(shí)還好,疏水量不是很大,而且有規律。一旦到了冬季,各種采暖設備的投入,大量的疏水進(jìn)入集水箱,光靠人工根本滿(mǎn)足不了,為了保障設備的安全運行,只能是將大部分疏水經(jīng)溢流系統排入地溝。
三、原因分析
原系統采用海水液位計就地液位顯示加液位接點(diǎn)輸出液位高低等信號,配合電氣疏水控制系統實(shí)現水位自動(dòng)控制回收系統。
海水液位計的工作原理:以UHZ系列側裝式海水液位計為例,液位計與容器通過(guò)側法蘭相連接,這樣液位計重的變化實(shí)際與容器內液位的變化是相一致的。液位計腔內的柱狀浮子與液位計外部的磁翻板實(shí)際為一組磁性系統。柱狀浮子通過(guò)磁場(chǎng)影響海水液位計內的翻珠和開(kāi)關(guān)內的磁性元件,從而將液位傳遞出去。
磁翻板是顯示液位的部分(見(jiàn)圖1)。磁翻板內的翻珠內裝有柱狀的磁鋼,而所有的翻珠均勻布置于鋁制的卡槽內,當液位計中液位上升時(shí),由于磁鋼受浮子內磁場(chǎng)的影響帶動(dòng)翻珠由白色翻轉為紅色;反之液位下降時(shí),翻珠由紅色翻轉為白色。這樣磁翻板在無(wú)需任何電源的情況下就可以反應出容器內液位的變化。
傳感器的作用是采樣液位高低位置并轉換成標準信號傳送至控制室,傳感器實(shí)際由干簧管和電阻組成。當浮子內磁鋼位置變化后,磁場(chǎng)通過(guò)器壁帶動(dòng)傳感器內干簧管觸點(diǎn)吸合。干簧管吸合的位置決定回路的阻抗大小,干簧管的通常位置為10mm1組?;芈返拇笮≌门c液位的高低成正比,這樣*后由置于傳感器外殼內的變送器將電阻信號轉換成標準的電流信號,送至控制室。具體結構、原理圖見(jiàn)圖2。
但現場(chǎng)的疏水溫度隨著(zhù)夏季到冬季也隨著(zhù)上漲,同時(shí)溫度>100℃,而磁性的特性為:溫度越高,磁性大減,磁場(chǎng)相對較弱,這也就是天文學(xué)上為什么類(lèi)地行星明明比類(lèi)木行星具有較多的鐵鈷鎳,但磁場(chǎng)卻較弱的原因。因為類(lèi)地行星相對比較離太陽(yáng)更近,溫度更高,因而磁場(chǎng)更弱。這樣就造成尤其冬季時(shí),磁翻板液位開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)基本動(dòng)作不正常,因而也就無(wú)法實(shí)現液位的自動(dòng)控制。結合電氣控制回路故障基本現象就是:液位從低到高時(shí)干脆就不能自動(dòng)控制;液位從低到高時(shí)液位自動(dòng)聯(lián)鎖疏水,但液位從高到低時(shí),聯(lián)鎖不能正常斷開(kāi),這樣會(huì )使疏水泵長(cháng)時(shí)間空轉,致使疏水泵損壞。
4液位自動(dòng)控制的完善和實(shí)現
針對設備的故障,技術(shù)人員采取了更換多種質(zhì)量好的磁感應開(kāi)關(guān)(如耐高溫型等),以及基于磁翻板的外貼式模擬量液位控制,但效果均不理想。其他液位測量(如超聲波等)造價(jià)較高,而且需要對設備進(jìn)行相應的改造,并且停運一段時(shí)間,而該系統屬于公用,上述條件均無(wú)法滿(mǎn)足。既要實(shí)現自動(dòng)控制,又要相應允許實(shí)施。技術(shù)人員再次結合系統圖進(jìn)行了分析:該水位溢流處和下限處范圍還是比較寬裕,而且箱體為非承壓容器,所以箱體內的壓力和大氣壓相差不大,即便是有也基本上保持恒定,結合原水位測量的結構,考慮在海水液位計的液位測量筒下部加裝1臺壓力變送器,在箱體壓力不是很大且基本恒定的情況下,液位與壓力值基本成對應關(guān)系(只是在現場(chǎng)修正疊加一個(gè)常數值來(lái)消除箱體上不恒壓所帶來(lái)的偏差)。液位與壓力的關(guān)系曲線(xiàn)見(jiàn)圖3。
在外配1塊可輸出開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)的模擬量顯示儀表,這樣可實(shí)現液位的自動(dòng)控制,集體的偏差多少可以在就實(shí)際進(jìn)行整定試驗。整套測量系統的結構圖見(jiàn)圖4。
電氣的控制回路見(jiàn)圖5,這樣將數顯表的接點(diǎn)引入控制回路,可以實(shí)現液位高低的自動(dòng)控制。同時(shí)見(jiàn)圖5集水箱海水液位計下測點(diǎn)位置與變送器的位置之間可以存一段冷卻后的水,這樣可以保證變送器不會(huì )被高溫度的疏水而損壞。
5改造后的效果
經(jīng)過(guò)現場(chǎng)實(shí)際的安裝、整定和長(cháng)時(shí)間的運行,實(shí)現了改造的目的,運行2年沒(méi)再反生故障,經(jīng)過(guò)初步估算,2年來(lái)節能的經(jīng)濟價(jià)值超過(guò)10萬(wàn)元。
6結束語(yǔ)
通過(guò)對疏水箱液位自動(dòng)控制的分析和實(shí)踐,本次改造是成功的,希望對于電廠(chǎng)其他類(lèi)似系統的液位控制非常有借鑒意義。