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技術(shù)文章

磁翻板液位計(jì)在高爐伸展罐液位的測量原理及改進(jìn)技巧

閱讀:307          發(fā)布時(shí)間:2022-12-14

前言

液位測量是工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中常用的測量參數(shù)之一,主要是為了掌握常壓或帶壓容器內(nèi)液位、界面的數(shù)值。在液位的測量設(shè)備中,有很多種類型的儀表,這些儀表看似簡單,但在使用中卻經(jīng)常出現(xiàn)很多問題,分析原因既有選型不當(dāng)、安裝問題,也有沒有辦理好產(chǎn)品的現(xiàn)場應(yīng)用問題。只有深人打聽現(xiàn)場工藝各方面情況,做到有針對(duì)性合理選型,辦理好產(chǎn)品應(yīng)用問題,才能保證液位測量的準(zhǔn)確,從而實(shí)現(xiàn)儀表長周期穩(wěn)定運(yùn)行,滿足生產(chǎn)的需要。高爐伸展罐不僅僅應(yīng)用在煉鐵高爐給排水系統(tǒng)中,在空調(diào)冷凍水的管道中也經(jīng)常應(yīng)用。穩(wěn)壓膨壓差法脹罐系統(tǒng)是氮?dú)鉀_壓,該系統(tǒng)是給高爐冷卻供水用,水循環(huán)動(dòng)力由高壓供水泵提供,伸展罐系統(tǒng)設(shè)在水栗前面,也即是水未加壓前。它的工作原理很簡單,即是保證整個(gè)管道中的壓力保持在一定的值,不會(huì)因管路過長或缺水等原因造成壓力大幅度變化。其結(jié)構(gòu)即是由1只里面帶彈簧的壓力罐和1個(gè)泵組成的。罐體里面在彈簧的作用下維持管道內(nèi)一定的壓力,當(dāng)管道缺水或壓力不穩(wěn)時(shí),將罐內(nèi)的水迅速補(bǔ)充進(jìn)去,同時(shí)開啟水泵補(bǔ)水。當(dāng)壓力超過時(shí),水會(huì)被罐體吸收進(jìn)去,從而穩(wěn)定管道壓力

本文以3#高爐伸展罐液位為例,介紹了高爐伸展罐液位的測量原理及改進(jìn)技巧。以往的測量方式是使用差壓式液位計(jì)變送器進(jìn)行測量,通過測量方式進(jìn)行相對(duì)和分析,提出采用磁翻板液位計(jì)進(jìn)行測量的改進(jìn)方案。通過這種簡單易操縱的改進(jìn),有效地降低設(shè)備故障率。通過此方案的實(shí)施,在維持該設(shè)備檢測系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí),保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,從而到達(dá)確保髙爐穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。

1、現(xiàn)狀分析

高爐伸展罐液位測量的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

21.jpg

高爐系統(tǒng)伸展罐液位的測量分為現(xiàn)場顯示(磁測,原設(shè)計(jì)采用磁翻板液位計(jì)測量。而數(shù)據(jù)檢測傳浮子翻板液位計(jì))和檢測儀表(隔膜密封式差壓變輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)則選用了隔膜密封式差壓變送器。在送器)兩個(gè)片面。為方便崗位操縱人員現(xiàn)場巡檢觀投產(chǎn)使用過程中,故障率很高,特別高爐生產(chǎn)后不久就進(jìn)人冬季,給維護(hù)帶來了極大的不便。在高爐系統(tǒng)中,伸展罐位于爐頂片面,屬于環(huán)節(jié)設(shè)備。一方面,它是高爐循環(huán)水冷卻的一片面,通過它加大壓力,到達(dá)有效循環(huán)冷卻的作用;另一方面,伸展罐里面充氮?dú)?,在水的循環(huán)冷卻過程中,起到抗腐蝕氧化的作用。其液位測量聯(lián)鎖后通過網(wǎng)線傳至動(dòng)力水泵房,自動(dòng)控制補(bǔ)水泵的啟停,實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水。普通伸展罐水位控制要求不低于1.2m,以確保高爐冷卻壁、熱風(fēng)閥等工藝重要設(shè)備的冷卻需要。

2、故障原因分析

2.1液位計(jì)存在缺陷

原設(shè)計(jì)使用隔膜式遠(yuǎn)傳差壓液位計(jì)。它的測量原理也是取正負(fù)差壓(即),集成型系統(tǒng)。由于油罐往往是圓柱形,其截面圓的面積S是不變的。辣么,重量S不變,G與AP成正比關(guān)系。即只要準(zhǔn)確地檢測出AP值,與高度Ah成反比,在溫度變化時(shí),雖然油品體積伸展或收縮,實(shí)際液位升高或降低,所檢測到的壓力始終是保持不變的。

G=AP.S=pgAh.S

在使用中發(fā)現(xiàn),氣溫到達(dá)-zot時(shí),數(shù)據(jù)傳輸反應(yīng)遲鈍,誤差就會(huì)增大。究其原因,此測量儀器是遠(yuǎn)傳式,里面?zhèn)鬟f液怕臟、怕凍。北方的天色環(huán)境決定了其測量效果。在冬季嚴(yán)寒時(shí),測量就會(huì)不準(zhǔn)確。此外,在處理故障、拆卸膜盒時(shí),很容易磕碰到膜盒,對(duì)測量精度影響更嚴(yán)重,從而無法滿總高爐工藝要求,精準(zhǔn)測量。

磁翻板液位計(jì)是以浮子內(nèi)磁鋼驅(qū)動(dòng)雙色薄片的翻轉(zhuǎn)來指示液位的1種新型儀表。主體內(nèi)磁浮子隨液位的升降而上下運(yùn)動(dòng),同時(shí)驅(qū)使主體外指示器內(nèi)的雙色薄片翻轉(zhuǎn),有液位時(shí)轉(zhuǎn)示血色、無液位時(shí)轉(zhuǎn)示黑色。血色和黑色色帶間的界線即代表液位高度。在指示器左側(cè)配有醒目的刻度標(biāo)尺,從而使液位的指示顯得加倍清晰。

磁翻板大的缺點(diǎn)即是怕臟、怕凍。而高爐伸展罐中的循環(huán)水不是潔凈水,北方的天色到了冬季又會(huì)很冷。此種設(shè)備在使用中弊端極大,具體表現(xiàn)為以下三點(diǎn):

(1)磁翻板液位計(jì)因臟堵塞后,必須拆下修理。因液位計(jì)體積較大,維修十分不便。

(2)因測量水液位,無電伴熱,冬季發(fā)生凍堵,引發(fā)故障,投產(chǎn)后期整改過。

(3)現(xiàn)磁翻板液位計(jì)已損壞,無法使用。

2.2取壓位置存在缺陷

基于原設(shè)計(jì)采用的磁翻板液位計(jì)和隔膜式遠(yuǎn)傳式差壓液位計(jì)存在的缺陷,采用了壓差法測量。***初安裝位置如圖1所示。圖1中的PT-01,此處并非連通器,里面存水影響測量精度。PT-02處安裝的變送器,實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn),變送器極易堵塞,后改到左側(cè)磁翻板處,并增加三通,可排污,因其距離伸展罐底部有lm,零點(diǎn)需負(fù)遷移。

3、整改方案

3.1改變測量技巧

儀表選型:使用智能壓力變送器,新型號(hào)為EJA530A-EBS4-02EE/NF1。2臺(tái)儀表線路及模板接線行使原有線路實(shí)施,將原伸展罐壓力取消

改進(jìn)原理是使用智能壓力變送器方案進(jìn)行改動(dòng)。技巧是在伸展罐上下片面別安裝2臺(tái)智能壓力變送器,分別測得各自壓力值。其中下部壓力為:

P下=P水+P氣

依據(jù)理論:P=pgh

式中,h為液體高度;p為液體密度,水密度是lxl03kg/m3(正常工作時(shí),灌內(nèi)水的溫度在40T左右,經(jīng)查證,此時(shí)水的密度為0.992xl03kg/m3);g為重力加速度,為常量9.8N/Kg。

P液=P下-P氣

由于lm水柱為lOkpa,測得P

液后得到L米(液位)。

儀表測量量程的確定:根據(jù)工藝要求,N2沖壓為60 ̄70kPa。在變送器測量過程中,其數(shù)值在量程的1/3 ̄2/3之間,相對(duì)***。此外,罐體高度為6m,漫灌時(shí)水壓為60kPa。從而選取壓力變送器的量程范圍為150kPa,即髙爐兩臺(tái)壓力變送器量程確定為:上部壓力量程為0 ̄150kPa,下部零點(diǎn)負(fù)遷移后量程為:-10 ̄140kPa;對(duì)應(yīng)液位量程:0 ̄6m。

液位計(jì)使用示例如圖2所示。

3.2修改計(jì)算機(jī)程序

軟件畫面增加1點(diǎn)壓力顯示,即罐下部壓力,滿足崗位需要,液位用原顯示畫面。

PLC軟件修改功能模塊,做減法運(yùn)算后,輸出端給控制開出信號(hào)端,實(shí)現(xiàn)測量控制;設(shè)定補(bǔ)水控制點(diǎn)(定值)均不改變。

22.jpg

4、測量方式改進(jìn)后的效果

結(jié)合現(xiàn)場工藝需求和現(xiàn)場儀表維護(hù)使用經(jīng)驗(yàn),經(jīng)高爐本和自動(dòng)化維護(hù)兩家單位共同商議,確定實(shí)施此改進(jìn)測量方案。從確保滿足高爐冷卻壁、熱風(fēng)閥等工藝重要設(shè)備的冷卻需要出發(fā),以穩(wěn)定設(shè)備長周期運(yùn)行為基礎(chǔ),進(jìn)而到達(dá)穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。

(1)改進(jìn)后的伸展管液位測量系統(tǒng)辦理了因選型不當(dāng)造成的設(shè)備不適用問題,杜絕了因季節(jié)天色等外界因素而造成的凍堵隱患,大大提升了系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性,保證了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

(2)從維護(hù)作業(yè)角度考慮,實(shí)現(xiàn)了維護(hù)簡單,盡可能削減儀表故障的發(fā)生,縮短故障處理時(shí)間,降低維護(hù)量,使用運(yùn)行效果良好。



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