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新聞詳情
怎樣改進高爐膨脹罐中磁浮子液位計測量新方式摘要： 以３＃高爐膨脹罐液位為例，介紹了高爐膨脹罐液位的測量原理及改進方法。通過與以往測量方式進行比較和分析，提出切實可行的改進方案。通過這種簡單易操作的改進，有效地降低設(shè)備故障率。通過此方案的實施，在維持該設(shè)備檢測系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，保證測量數(shù)據(jù)的準確性，從而達到確保髙爐穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。 前言 液位測量是工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中最常用的測量參數(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、安裝問題，也有沒有解決好產(chǎn)品的現(xiàn)場應(yīng)用問題。只有深人了解現(xiàn)場工藝各方面情況，做到有針對性合理選型，解決好產(chǎn)品應(yīng)用問題，才能保證液位測量的準確，從而實現(xiàn)儀表長周期穩(wěn)定運行，滿足生產(chǎn)的需要。高爐膨脹罐不僅僅應(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)是氮氣沖壓，該系統(tǒng)是給高爐冷卻供水用，水循環(huán)動力由高壓供水泵提供，膨脹罐系統(tǒng)設(shè)在水栗前面，也就是水未加壓前。它的工作原理很簡單，就是保證整個管道中的壓力保持在一定的值，不會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)就是由１只內(nèi)部帶彈簧的壓力罐和１個泵組成的。罐體內(nèi)部在彈簧的作用下維持管道內(nèi)一定的壓力，當管道缺水或壓力不穩(wěn)時，將罐內(nèi)的水迅速補充進去，同時開啟水泵補水。當壓力超過時，水會被罐體吸收進去，從而穩(wěn)定管道壓力。 １現(xiàn)狀分析 高爐膨脹罐液位測量的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖１所示。
高爐系統(tǒng)膨脹罐液位的測量分為現(xiàn)場顯示（磁測，原設(shè)計采用磁浮子液位計測量。而數(shù)據(jù)檢測傳浮子翻板液位計）和檢測儀表（隔膜密封式差壓變輸?shù)接嬎銠C內(nèi)則選用了隔膜密封式差壓變送器。在送器）兩個部分。為方便崗位操作人員現(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)后不久就進人冬季，給維護帶來了極大的不便。在高爐系統(tǒng)中，膨脹罐位于爐頂部分，屬于關(guān)鍵設(shè)備。一方面，它是高爐循環(huán)水冷卻的一部分，通過它加大壓力，達到有效循環(huán)冷卻的作用；另一方面，膨脹罐內(nèi)部充氮氣，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)線傳至動力水泵房，自動控制補水泵的啟停，實現(xiàn)補水。一般膨脹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 原設(shè)計使用隔膜式遠傳差壓液位計。它的測量原理也是取正負差壓（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。那么，重量Ｓ不變，Ｇ與ＡＰ成正比關(guān)系。即只要準確地檢測出ＡＰ值，與高度Ａｈ成反比，在溫度變化時，雖然油品體積膨脹或縮小，實際液位升高或降低，所檢測到的壓力始終是保持不變的。 在使用中發(fā)現(xiàn)，氣溫達到－ｚｏｔ時，數(shù)據(jù)傳輸反應(yīng)遲鈍，誤差就會增大。究其原因，此測量儀器是遠傳式，內(nèi)部傳遞液怕臟、怕凍。北方的天氣環(huán)境決定了其測量效果。在冬季寒冷時，測量就會不準確。此外，在處理故障、拆卸膜盒時，很容易磕碰到膜盒，對測量精度影響更嚴重，從而無法滿總高爐工藝要求，精準測量。 磁浮子液位計是以浮子內(nèi)磁鋼驅(qū)動雙色薄片的翻轉(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動，同時驅(qū)使主體外指示器內(nèi)的雙色薄片翻轉(zhuǎn)，有液位時轉(zhuǎn)示紅色、無液位時轉(zhuǎn)示黑色。紅色和黑色色帶間的界線即代表液位高度。在指示器左側(cè)配有醒目的刻度標尺，從而使液位的指示顯得更加清晰。 磁翻板最大的缺點就是怕臟、怕凍。而高爐膨脹罐中的循環(huán)水不是潔凈水，北方的天氣到了冬季又會很冷。此種設(shè)備在使用中弊端極大，具體表現(xiàn)為以下三點： （１）磁浮子液位計因臟堵塞后，必須拆下修理。因液位計體積較大，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)磁浮子液位計已損壞，無法使用。 ２．２取壓位置存在缺陷 基于原設(shè)計采用的磁翻板液位計和隔膜式遠傳式差壓液位計存在的缺陷，采用了壓差法測量。最初安裝位置如圖１所示。圖１中的ＰＴ－０１，此處并非連通器，內(nèi)部存水影響測量精度。ＰＴ－０２處安裝的變送器，實際使用中發(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，因其距離膨脹罐底部有ｌｍ，零點需負遷移。 ３整改方案 ３．１改變測量方法 儀表選型：使用智能壓力變送器，新型號為ＥＪＡ５３０Ａ－ＥＢＳ４－０２ＥＥ／ＮＦ１。２臺儀表線路及模板接線利用原有線路實施，將原膨脹罐壓力取消，因原測點不合理，取在罐中部，不能反映真實罐壓。 改進原理是使用智能壓力變送器方案進行改動。方法是在膨脹罐上下部分別安裝２臺智能壓力變送器，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，灌內(nèi)水的溫度在４０Ｔ左右，經(jīng)查證，此時水的密度為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，比較精確。此外，罐體高度為６ｍ，漫灌時水壓為６０ｋＰａ。從而選取壓力變送器的量程范圍為１５０ｋＰａ，即髙爐兩臺壓力變送器量程確定為：上部壓力量程為０￣１５０ｋＰａ，下部零點負遷移后量程為：－１０￣１４０ｋＰａ；對應(yīng)液位量程：０￣６ｍ。 液位計使用示例如圖２所示。 ３．２修改計算機程序 軟件畫面增加１點壓力顯示，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，做減法運算后，輸出端給控制開出信號端，實現(xiàn)測量控制；設(shè)定補水控制點（定值）均不改變。
４ 測量方式改進后的效果 結(jié)合現(xiàn)場工藝需求和現(xiàn)場儀表維護使用經(jīng)驗，經(jīng)高爐本和自動化維護兩家單位共同商議，確定實施此改進測量方案。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)備長周期運行為基礎(chǔ)，進而達到穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。 （１）改進后的膨脹管液位測量系統(tǒng)解決了因選型不當造成的設(shè)備不適用問題，杜絕了因季節(jié)天氣等外界因素而造成的凍堵隱患，大大提升了系統(tǒng)設(shè)備的運行穩(wěn)定性，保證了測量數(shù)據(jù)的準確可靠。 （２）從維護作業(yè)角度考慮，實現(xiàn)了維護簡單，盡可能減少儀表故障的發(fā)生，縮短故障處理時間，降低維護量，使用運行效果良好。
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