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dn300供水管道流量計在鍋爐給水調(diào)節(jié)上應(yīng)用中缺點和優(yōu)勢

點擊次數(shù):2280 發(fā)布時間:2021-09-08 01:58:59
隨著環(huán)境保護意識的提高以及打造綠色、環(huán)保、循環(huán)型企業(yè)的要求,某公司淘汰數(shù)臺燃油鍋爐并將3臺原35T燃煤蒸汽鍋爐改造為公司自供的高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的混合燃氣鍋爐,燃氣鍋爐的效率達到了90%左右,提高了能源利用率、降低了環(huán)境污染、實現(xiàn)了公司能源的循環(huán)綜合利用,原鍋爐給水泵連續(xù)恒速運行、依靠調(diào)節(jié)給水管道調(diào)節(jié)閥和回流支路實現(xiàn)水位控制的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方法,也改為流量計與上位機、PLC以及變頻器控制給水泵轉(zhuǎn)速共同控制鍋爐給水的自動控制,較好地實現(xiàn)了鍋爐因外界環(huán)境溫度及負荷的不斷變化對給水的自動、實時調(diào)節(jié)。
傳統(tǒng)鍋爐給水泵連續(xù)恒速運行,依靠調(diào)節(jié)給水管道調(diào)節(jié)閥和回流支路實現(xiàn)水位控制的調(diào)節(jié)方法,目前已經(jīng)改變?yōu)椴捎?a href="http://www.o76.net/sllj/">dn300供水管道流量計等流量計與上位機、PLC以及變頻器控制給水泵轉(zhuǎn)速,共同參與鍋爐給水的自動實時控制,但是dn300供水管道流量計等流量計在其應(yīng)用過程中也存在著可靠性欠佳、故障時而發(fā)生等問題,本文就其維護檢修的一些經(jīng)驗、教訓(xùn),采取的較為可靠的措施作一簡述。
1 燃氣鍋爐給水自動調(diào)節(jié)原理及系統(tǒng)組成
1.1 燃氣鍋爐給水自動調(diào)節(jié)原理
由水泵的工作原理可知,流量與轉(zhuǎn)速成正比,電動機的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比,因此改變電源頻率即可改變給水泵的轉(zhuǎn)速,從而達到調(diào)節(jié)給水流量的目的。
1.2 燃氣鍋爐給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成及三沖量控制
1.2.1 燃氣鍋爐給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成
燃氣鍋爐給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)由鍋爐汽包、汽包液位變送器、汽包液位控制器、蒸汽流量變送器、蒸汽壓力變送器、蒸汽閥氣電關(guān)閥、給水流量計、給水單向閥、給水泵、變頻器、上位機、PLC等組成。
1.2.2 燃氣鍋爐給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的三沖量控制
該系統(tǒng)采用三沖量控制,三沖量控制即*先保證汽包水位在允許的范圍內(nèi),其次鍋爐給水量應(yīng)與蒸發(fā)量及蒸汽輸出量相適應(yīng),即水位、蒸汽和給水三沖量。系統(tǒng)中汽包水位是被控變量,是主沖量信號,蒸汽流量和給水流量是兩個輔助沖量信號,從物料平衡角度分析,如果鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量與進入鍋爐筒體的給水量相等,鍋爐汽包水位也就保持穩(wěn)定,為了消除鍋爐實際管線較長等造成的滯后時間大等多種干擾,上位機利用加減運算含PID、蒸汽前饋及補償系統(tǒng)來保證水位的穩(wěn)定,三沖量可由蒸汽流量差壓變送器、汽包水位差壓變送器、給水量dn300供水管道流量計進行檢測,然后通過A/D轉(zhuǎn)換送至PLC及上位機進行加減及PID運算后,再由D/A轉(zhuǎn)換輸出電流信號控制變頻器以實現(xiàn)給水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),從而實現(xiàn)對鍋爐給水量及汽包液位的自動控制。
2 鍋爐給水量及汽包水位的兩種控制狀態(tài)
由于鍋爐是一個復(fù)雜的控制系統(tǒng),不僅受外界環(huán)境因素以及負荷變化的影響,而且受自身爐況等多種因素的影響,故鍋爐給水量及汽包水位的控制設(shè)置了自動、手動兩種工作狀態(tài)。
2.1 手動工作狀態(tài)
鍋爐剛開始點火或起始運行時,系統(tǒng)尚處在未穩(wěn)定狀態(tài),需要使用手動控制進行操作,這時調(diào)節(jié)系統(tǒng)就變成了單沖量調(diào)節(jié),僅對汽包水位進行監(jiān)控。
2.2 自動工作狀態(tài)
自動工作狀態(tài)即連續(xù)的三沖量自動調(diào)節(jié)狀態(tài),當(dāng)鍋爐由不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)為穩(wěn)定運行時,將系統(tǒng)由手動切換至自動,這時上位機及PLC就能自動調(diào)節(jié)汽包水位及鍋爐給水量,使汽包水位保持在工藝規(guī)定的范圍內(nèi)。
3 鍋爐給水量控制的優(yōu)越性及常用流量計
3.1 鍋爐給水量控制的優(yōu)越性
目前工業(yè)燃氣鍋爐為保證工業(yè)生產(chǎn)所用蒸汽的穩(wěn)定,降低負荷變化對鍋爐運行的影響,一般采取多臺鍋爐并聯(lián)運行,這種情況下每臺鍋爐安裝蒸汽流量計與給水流量計,通過給水流量與蒸汽流量(無論是瞬時流量還是累計流量),對于管道或系統(tǒng)中“跑、冒”等失水現(xiàn)象,通過及時檢查就能發(fā)現(xiàn)異常并處理。
通過給水流量與蒸汽流量的對比還能及時發(fā)現(xiàn)或避免鍋爐事故的發(fā)生,如及時發(fā)現(xiàn)鍋爐爆管等事故,對于采用手動上水的蒸汽鍋爐,當(dāng)負荷變化很大且變化頻繁時,其水位就很難控制,調(diào)整稍不及時就可能發(fā)生缺水或滿水事故。在生產(chǎn)運行過程中水位的變化總是滯后于負荷變化,通過觀察符合的變化,讓給水流量的調(diào)節(jié)有一個提前量,就能減小水位的波動,防止鍋爐發(fā)生缺水或滿水事故。
3.2 鍋爐給水量控制的常用流量計
3.2.1 鍋爐給水量控制的常用流量計
測量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計或流量表。流量計是工業(yè)測量中重要的儀表之一。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,對流量測量的準(zhǔn)確度和范圍的要求越來越高,流量測量技術(shù)日新月異。為了適應(yīng)各種用途,各種類型的流量計相繼問世。目前已投入使用的流量計已超過100種。但在燃氣鍋爐給水流量的控制中常用的有差壓式流量計、dn300供水管道流量計、超聲波流量計等。
3.2.2 鍋爐給水量控制的常用流量計的優(yōu)缺點
(1)差壓式流量計的優(yōu)缺點
差壓式流量計是一類應(yīng)用*廣泛的流量計,在各類流量儀表中其使用量占居*位。近年來,由于各種新型流量計的問世,它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降,但目前仍是*重要的一類流量計。其優(yōu)點:①應(yīng)用*多的孔板式流量,計結(jié)構(gòu)牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長;②應(yīng)用范圍廣泛,至今尚無任何一類流量計可與之相比擬;③檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn),便于規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)。其缺點:①測量精度普遍偏低;②范圍度窄,一般僅3:1~4:1;③現(xiàn)場安裝條件要求高;④壓損大(指孔板、噴嘴等)。
差壓式流量計應(yīng)用范圍特別廣泛,在封閉管道的流量測量中各種對象都有應(yīng)用。
(2)dn300供水管道流量計的優(yōu)缺點
dn300供水管道流量計是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電性液體的儀表。dn300供水管道流量計有一系列優(yōu)良特性,可以解決其它流量計不易應(yīng)用的問題,如臟污流、腐蝕流的測量。其優(yōu)點:①測量通道是一段光滑直管,不會阻塞,適用于測量含固體顆粒的液固二相流體;②不產(chǎn)生流量檢測所造成的壓力損失,節(jié)能效果好;③所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的明顯影響;④流量范圍大,口徑范圍寬;⑤可應(yīng)用腐蝕性流體。其缺點:①不能測量電導(dǎo)率很低的液體,如石油制品;②不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體;③不能用于較高溫度。
dn300供水管道流量計應(yīng)用范圍特別廣泛,在封閉管道的流量測量中各種對象都有應(yīng)用,它在各工業(yè)部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3,并且有不斷上升的趨勢。
(3)超聲波流量計的優(yōu)缺點
超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。超聲流量計和dn300供水管道流量計一樣,因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件,均屬無阻礙流量計,是適于解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點,近年來它是發(fā)展迅速的一類流量計之一。其優(yōu)點:①可做非接觸式測量;②為無流動阻撓測量,無壓力損失;③可測量非導(dǎo)電性液體,對無阻撓測量的dn300供水管道流量計是一種補充。其缺點:①傳播時間法只能用于清潔液體和氣體,而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體;②多普勒法測量精度不高。傳播時間法應(yīng)用于清潔、單相液體和氣體;氣體應(yīng)用方面在高壓天然氣領(lǐng)域已有使用良好的經(jīng)驗;多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,通常不適用于非常清潔的液體。
3.3 鍋爐給水量控制的常用流量計維護及故障處理
3.3.1 差壓式流量計維護及故障處理
差壓式流量計的日常故障有正負引壓管堵塞、正負引壓管泄漏、引壓管積液、平衡閥泄漏、差壓變送器的正負壓室裝反、孔板流量計裝反、差壓變送器參數(shù)設(shè)置錯誤、差壓變送器零點漂移等。處理措施針對具體情況檢查疏通引壓管、孔板、校核差壓變送器等。
但其主要故障為差壓變送器零點漂移、引壓管堵塞,實際維護過程就發(fā)生過差壓變送器零點漂移、引壓管堵塞導(dǎo)致的自動上水控制失靈的故障。
3.3.2 dn300供水管道流量計維護及故障處理dn300供水管道流量計在實際運行過程中存在以下缺陷和故障:
(1)不能用來測量氣體、蒸汽以及含有大量氣體的液體;
(2)不能用來測量電導(dǎo)率很低的液體介質(zhì);
(3)普通工業(yè)用dn300供水管道流量計的優(yōu)缺點由于測量管內(nèi)襯材料和電氣絕緣材料的限制,不能用于測量高溫介質(zhì),也不能用于低溫介質(zhì)的測量,以防止測量管外結(jié)露或結(jié)霜破壞絕緣;
(4)dn300供水管道流量計易受外界電磁干擾的影響。但其主要故障為流量計顯示為零,究其原因有傳感器零部件損壞或測量內(nèi)壁有附著層和轉(zhuǎn)換器元器件損壞以及流量顯示波動較大。定期于鍋爐停產(chǎn)檢修時打開dn300供水管道流量計檢查更換損壞的元器件并清理管道結(jié)垢及傳感器內(nèi)壁附著層,同時將流量傳感器與管道絕緣并單獨設(shè)置接地裝置,接地線采用截面大于4mm2的多股銅線,接地電阻應(yīng)小于4Ω。實際維護過程曾經(jīng)發(fā)生過傳感器零部件損壞或測量內(nèi)壁有附著層導(dǎo)致dn300供水管道流量計顯示為零的故障,當(dāng)時正值3臺35T燃氣鍋爐并聯(lián)運行確保公司生產(chǎn)用蒸汽,為確保生產(chǎn)的正常進行被迫加贈了一臺外夾式超聲波流量計輸出至上位機,以確保鍋爐汽包水位的自動調(diào)節(jié),待停產(chǎn)檢修期間檢修dn300供水管道流量計恢復(fù)正常,但仍保留了超聲波流量計作為dn300供水管道流量計的故障備用維護方案。
3.3.3 超聲波流量計維護及故障處理
超聲波流量計實際運行過程中存在以下缺陷和故障:
(1)溫度測量范圍不高,一般只能測量溫度低于200℃的流體。
(2)抗干擾能力差。易受氣泡、結(jié)垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測量精度。
(3)直管段要求嚴(yán)格。其為前20D后5D,否則離散性差,測量精度差。
(4)安裝的不確定性,會給流量測量帶來較大誤差。
(5)測量管道因結(jié)垢,會嚴(yán)重影響測量準(zhǔn)確度,帶來顯著的測量誤差,甚至在嚴(yán)重時儀表無流量顯示。
(6)可靠性、精度等級不高(一般為1.5~2.5級左右),重復(fù)性差。超聲波流量計是通過測量流體速©度再乘以管道內(nèi)截面積來確定流量。而該流量計無法直接測量內(nèi)徑和管道圓度,只能根據(jù)外徑、壁厚按標(biāo)準(zhǔn)圓估算截面積,由此帶來的不確定性已超過1%,因此精度受到限制。
(7)使用壽命短(一般精度只能保證2年)。超聲波流量計主要故障為瞬時流量值波動大、易受現(xiàn)場強干擾,處理措施調(diào)整探頭位置或選擇“Z“型安裝方式提高信號強度(保持在3%以上)或采用插入式探頭,保證信號強度穩(wěn)定,并且提供穩(wěn)定的供電電源,超聲波流量計安裝遠離變頻器和強磁場干擾,有良好的接地線。
4 結(jié)束語
隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的發(fā)展,更多性能優(yōu)異、工作可靠、測量精度高、抗干擾能力強、能適應(yīng)惡劣的環(huán)境條件的流量計應(yīng)用在生產(chǎn)實際中,同時根據(jù)每種流量計的適用范圍及其局限性合理選用流量計,并且日常加以精心保養(yǎng)、維護、維修,流量計在延長設(shè)備使用壽命、降低故障率保障生產(chǎn)正常運行、降低設(shè)備運行成本、節(jié)能減排、保護環(huán)境等各個方面將會發(fā)揮更大作用,帶來更大的社會效益、經(jīng)濟效益。

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