淺析磁反轉(zhuǎn)板液位計(jì)

鋼鐵廠換熱設(shè)備疏水問題及處理方法:

目前，若干換熱站的大型換熱設(shè)備以管式換熱器為例，一般集中配置，上層為換熱設(shè)備主體，下層為冷凝水回收裝置，因此節(jié)約了設(shè)置面積，冷凝水的回收也變得容易。 但是，近年來一些換熱站將換熱設(shè)備、冷凝水回收裝置等設(shè)備共同配置在一個(gè)水平面上，此時(shí)在蒸汽不斷變化的情況下，形成的冷凝水仍能正常回收，面臨新的挑戰(zhàn)。 本文主要討論這個(gè)問題的解決辦法。

首鋼京唐鋼鐵公司為滿足鋼鐵廠的正常生產(chǎn)需求，在廠內(nèi)設(shè)置了5個(gè)集中供暖站，分別為1#、2#、3#、4#、5#換熱站，分布于全廠，主要負(fù)責(zé)供暖全廠內(nèi)各相關(guān)生產(chǎn)和生活與管理設(shè)施建筑所需的高、低溫?zé)崴?，同時(shí)考慮管網(wǎng)蒸汽使用量的平衡 各換熱站的主要換熱設(shè)備為蒸汽-水式換熱器，蒸汽在各換熱器散熱后產(chǎn)生的冷凝水，全部回收到工廠的各工藝設(shè)備中作為生產(chǎn)用水。 但是，由于管網(wǎng)、用戶等外部原因，進(jìn)入管式熱交換器的蒸汽量少，壓力低時(shí)，熱交換過程中產(chǎn)生的結(jié)露水無法回收，在管式熱交換器內(nèi)逐漸變多，結(jié)露水的液位持續(xù)變高，熱交換效率急劇下降，其中特別是大型熱交換器變得更加嚴(yán)重 為此，本文以首鋼京唐鋼鐵公司4#換熱站為例，綜合分析了現(xiàn)場(chǎng)兩臺(tái)QTQH-W-N-32MW型高溫蒸汽-水換熱器后，提出了解決新?lián)Q熱器疏水問題的新方法，適應(yīng)了外部蒸汽的不斷變化。

1、水系統(tǒng)介紹

1.1容器補(bǔ)充

車站內(nèi)設(shè)置補(bǔ)充罐，補(bǔ)充罐容積為20m3，具體尺寸為3000 & times 3000 & times； 2500mm，水箱設(shè)有進(jìn)水口、排水口、溢流口、油箱頂部工作口、液位計(jì)接口、泵進(jìn)水口等必要接口和內(nèi)、外搭接，底部設(shè)有隔板。 其中，進(jìn)水口配備有自動(dòng)浮球閥，浮球閥能夠根據(jù)油箱液位自動(dòng)開閉。 底部分隔可以有效地過濾水箱內(nèi)的硬性雜質(zhì)。 該罐可緩沖系統(tǒng)的水流量變化，防止水流量變動(dòng)較大時(shí)影響供暖系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2自動(dòng)變頻恒壓供水裝置

該站設(shè)有自動(dòng)變頻恒壓恒壓供水裝置，變頻供水泵2臺(tái)，變頻控制箱1套，單體供水泵的主要參數(shù)如下: (1)流量: 20m3/h； (2)揚(yáng)程: 58.8m (3)馬達(dá)電力: 11kW/380V (4)運(yùn)轉(zhuǎn)水溫: &le； 40℃； (5)環(huán)境溫度: 5℃~40℃； (6)工作壓力: &le； 1000千帕。 該裝置的運(yùn)行方式有手動(dòng)和自動(dòng)兩種，自動(dòng)的情況下可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀況設(shè)定參數(shù)。 暖氣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通常設(shè)定為自動(dòng)給水，泵為1臺(tái)，2臺(tái)泵按設(shè)定時(shí)間自動(dòng)切換運(yùn)轉(zhuǎn)，裝置通過安裝在與系統(tǒng)連接的配管上的壓力傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的壓力，向內(nèi)部的CPU上載數(shù)據(jù)，比較預(yù)先設(shè)定的參數(shù) 當(dāng)系統(tǒng)壓力等于已經(jīng)設(shè)定的壓力參數(shù)時(shí)，泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)入休眠期，等待系統(tǒng)壓力降低，再次變頻啟動(dòng)。 此外，該裝置設(shè)有自動(dòng)泄壓閥，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過預(yù)先設(shè)定的參數(shù)時(shí)，裝置通過自動(dòng)泄壓閥釋放壓力，維持系統(tǒng)的恒定電壓。

1.3循環(huán)泵

該站配備三臺(tái)ISR200-150-440型臥式高溫?zé)崴h(huán)泵，正常工作時(shí)，一臺(tái)泵的主要參數(shù)如下: (1)流量: 550m3/h； (2)揚(yáng)程: 54.5m (3)分配電機(jī)功率: 132kW/380V (4)工作溫度: &le； 100℃； (5)工作壓力: &le； 1200千帕。 泵通過柔性聯(lián)軸器連接。 標(biāo)準(zhǔn)軸承、水泵葉輪青銅材質(zhì)、配合耐腐蝕的泵體樹脂砂鑄造、泵軸采用不銹鋼材質(zhì)。 其中泵的轉(zhuǎn)子及其主要旋轉(zhuǎn)部件進(jìn)行了靜平衡和動(dòng)平衡試驗(yàn)。 靜平衡精度為GB9239的G6.3級(jí)以上，動(dòng)平衡精度為GB9239的G2.5級(jí)以上。 泵的振動(dòng)在無汽蝕運(yùn)行條件下測(cè)量，軸承部的振動(dòng)值滿足JB/T8097的規(guī)定。 泵的起動(dòng)方式有定位起動(dòng)和遠(yuǎn)程起動(dòng)兩種方式。

2 .蒸汽系統(tǒng)介紹

2.1蒸汽管道

該車站的蒸汽管道由一次電動(dòng)截止閥、y型過濾器、減壓閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、二次手動(dòng)閥等五個(gè)部分構(gòu)成的旁路上只設(shè)有一個(gè)手動(dòng)閥。 正常情況下，廠區(qū)管網(wǎng)蒸汽通過主路進(jìn)入管式換熱器。 電動(dòng)截止閥用于在緊急情況下快速可靠地切斷蒸汽源。 y型過濾器用于過濾蒸汽輸送的硬質(zhì)雜質(zhì)。 雜質(zhì)可以從設(shè)備所具有的排出口定期排出。 銘宇減壓閥通過調(diào)節(jié)自身的調(diào)壓螺栓，調(diào)整進(jìn)入管式熱交換器的蒸汽壓力，保證進(jìn)入管式熱交換器的蒸汽在允許的正常壓力范圍內(nèi)變動(dòng)。 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一般設(shè)置在遠(yuǎn)程操作，工廠中心是遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)閥的開度，控制進(jìn)入管式熱交換器的蒸汽量，適時(shí)調(diào)節(jié)供暖溫度。 二次手動(dòng)閥正常動(dòng)作時(shí)為全開狀態(tài)，主要用于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥停止運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)蒸汽量。 旁通閥一般處于常閉預(yù)備狀態(tài)，管網(wǎng)壓力過低，蒸汽不能通過減壓閥時(shí)，或者主路的檢查需要隔離時(shí)，通過打開旁通供應(yīng)蒸汽。

2.2冷凝水回收裝置

該站有3套冷凝水回收裝置，1套處理水量為40t/h。 各組裝置由冷凝水主體箱、除污器、汽水除去器、調(diào)壓裝置、冷凝水供水泵、液位傳感器、電氣控制盤等7大部分構(gòu)成。 管式熱交換器運(yùn)轉(zhuǎn)中形成的冷凝水在通過捕集器后，通過上升配管、水平配管進(jìn)入回收裝置的主體箱。 此時(shí)，首先通過精密過濾器、除污器，對(duì)整個(gè)配管的油污、硬質(zhì)雜質(zhì)進(jìn)行機(jī)械物理處理，再通過回收裝置上開設(shè)的排出閥定期排出垃圾。 罐內(nèi)的結(jié)露水通過汽水分離器分離二次蒸汽和飽和結(jié)露水，進(jìn)而在密閉二次蒸汽的罐內(nèi)保持一定的空間和結(jié)露水比較穩(wěn)定的狀態(tài)，然后結(jié)露水通過汽水除去器，進(jìn)入輔助使用的供水泵送入工廠管網(wǎng)。

3 .熱交換系統(tǒng)介紹

3.1管式熱交換器

熱交換器是將熱流體的一部分熱傳遞給冷流體的設(shè)備，也稱為熱交換器。 換熱器是生產(chǎn)過程中換熱和傳遞不可或缺的設(shè)備。 由于熱交換多為腐蝕性、氧化性強(qiáng)的材料，因此制造熱交換器的材料要求強(qiáng)的腐蝕性。 熱交換器的分類比較廣泛，主要分為螺旋板式熱交換器、波紋管式熱交換器、列管熱交換器、板式熱交換器、管殼式熱交換器、容積式熱交換器、浮子式熱交換器等。 由于制造熱交換器的材料要求強(qiáng)烈的腐蝕性，因此可以用石墨、陶瓷、玻璃等非金屬材料或不銹鋼、鈦、鉭、鋯等金屬材料制作。 但是，石墨、陶瓷、玻璃等材料制成的熱交換器容易損壞，體積大，熱傳導(dǎo)差等缺點(diǎn)，鈦、鉭、鋯等稀有金屬制成的熱交換器價(jià)格過高，但不銹鋼制成的熱交換器耐腐蝕性差，容易發(fā)生晶界腐蝕。

該站高溫水汽水道式換熱器有2臺(tái)，單體設(shè)備的主要參數(shù)如下: (1)換熱負(fù)荷: 32000kW； (2)溫水循環(huán)量: 550m3/h； (3)供水溫度: 130℃； (4)凝結(jié)水溫度: 80℃； (5)蒸汽計(jì)算壓力:0.2-0.4MPa (6)蒸汽計(jì)算溫度: 200℃，設(shè)備耐溫度考慮為300℃)結(jié)露水的出水溫度: &le； 85℃； (8)蒸汽消耗量: 48t/h (9)水側(cè)工作壓力: &le； 1200千帕。 該換熱器的內(nèi)部管材質(zhì)為不銹鋼。

管式換熱器工作原理:

如下圖所示，壓力為0.4~0.6MPa的飽和蒸汽從蒸汽入口進(jìn)入管式熱交換器，通過擋板、隔板上下流通，z蕞終被熱水吸收，形成結(jié)露水從結(jié)露水出口流出。 一次溫水(溫度約20℃)從溫水入口流入，通過從左向右的熱交換管流入集管，通過從右向左的熱交換管從溫水出口流出，成為二次溫水，二次溫水流入系統(tǒng)，散熱后返回?zé)峤粨Q站循環(huán)泵入口，被加壓，再次流入溫水入口，反復(fù)進(jìn)行這樣的循環(huán)加熱

4、疏水性問題

4.1熱交換初期

首鋼京唐鋼鐵公司4#換熱站生產(chǎn)于2008年冬季，由于當(dāng)時(shí)大部分外部用戶沒有采暖條件，車站外部沒有設(shè)置采暖管道等諸多問題，4#換熱站不能擁有所有的高溫用戶，需要少量蒸汽，用戶的 在這種情況下，由于進(jìn)入管式熱交換器的蒸汽量少，同時(shí)在其內(nèi)部沒有形成足夠的壓力，所以形成的少量冷凝水通過收集器后，不能通過收集器后的上升配管返回冷凝水箱，z終于熱交換器內(nèi)的冷凝水逐漸增加，磁板液位計(jì)長(zhǎng)期顯示高水平，熱

4.2換熱中期

首鋼京唐鋼鐵公司4#換熱站2010年冬季隨著廠內(nèi)各項(xiàng)工程的結(jié)束，車站內(nèi)高溫管式換熱器幾乎擁有全部用戶，換熱器也接近全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，換熱過程中形成的結(jié)露水幾乎全部回收。 但換熱站作為平衡全廠管網(wǎng)蒸汽的重要設(shè)施，需要根據(jù)管網(wǎng)蒸汽量適時(shí)調(diào)節(jié)。 管網(wǎng)蒸汽不足時(shí)，換熱器應(yīng)斷續(xù)使用少量蒸汽。 通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期觀察，這種情況下?lián)Q熱器內(nèi)的結(jié)露水開始逐漸增加，銘宇磁盤液位計(jì)顯示出高水平，換熱效率逐漸降低，出現(xiàn)沖擊管等現(xiàn)象，危及設(shè)備的壽命。

4.3熱交換后期

隨著換熱設(shè)備及其附屬設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行，換熱器的陷阱可能會(huì)變得不穩(wěn)定，換熱器在換熱過程中形成的冷凝水不能完全回收，在換熱器內(nèi)逐漸增多，z蕞終同樣會(huì)發(fā)生換熱效率降低、沖擊管出現(xiàn)等現(xiàn)象，危及設(shè)備的壽命。

五.解決辦法

5.1如上述圖所示，在原來的上升配管和收集器之間追加2個(gè)回路，其中主要由止回閥、配管泵構(gòu)成。 管道泵和換熱器的銘宇自控磁反轉(zhuǎn)板液位計(jì)聯(lián)動(dòng)，高低水平的管道泵根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體運(yùn)行狀況自動(dòng)起動(dòng)停止，磁反轉(zhuǎn)板液位計(jì)的數(shù)值上傳到工廠指揮中心，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)視，同時(shí)增設(shè)管道泵的緊急停止按鈕。 旁通只設(shè)置止回閥。 正常情況下，冷凝水通過旁通的止回閥可以順利回收到冷凝水回收裝置中，不正常的情況下，用配管泵加壓，可以順利回收。

5.2如上述圖所示，在原來的排水管路的手動(dòng)閥門下側(cè)追加電動(dòng)閥。 在通常運(yùn)轉(zhuǎn)中，手動(dòng)閥處于常開狀態(tài)，電動(dòng)閥和熱交換器的命名空間被自我控制

儀表鏈設(shè)定高低等級(jí)的自動(dòng)停止。 該高液位的上限必須高于配管泵起動(dòng)時(shí)的上限，作為配管泵的檢查時(shí)或冷凝水過多時(shí)的支撐，保證熱交換設(shè)備的正常運(yùn)行的該低液位的上限比配管泵停止時(shí)的上限稍高，保證配管式熱交換器內(nèi)有少量的結(jié)露水，減少蒸汽對(duì)設(shè)備直接造成沖擊

六、總結(jié)

調(diào)節(jié)手動(dòng)排水閥可以排出部分凝結(jié)水，適度緩和管式熱交換器的高液位，但該方法浪費(fèi)凝結(jié)水，在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用有限。 閥門開度的大小與管式換熱器內(nèi)的結(jié)露水液位的高低直接相關(guān)，一經(jīng)過大會(huì)蒸汽不能完全散熱就會(huì)馬上溢出，過小的話設(shè)備液位會(huì)逐漸上升，因此大多需要反復(fù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，不僅消耗了很多人力和物資，實(shí)際效果也不理想。 首鋼京唐鋼鐵公司4#換熱站結(jié)合上述兩種方法，在原有基礎(chǔ)上增加部分設(shè)備后，通過2010年冬季運(yùn)行檢測(cè)，從根本上解決了大型換熱設(shè)備的疏水問題，不僅釋放了人力，還提高了管式換熱器的換熱效率，使設(shè)備能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

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