差压变送器在除氧器液位测量中改造优化方案的研究与改进_江苏西源仪表科技有限公司

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差压变送器在除氧器液位测量中改造优化方案的研究与改进
    差压变送器被大量的应用于各类液位、流量及密度的测量之中,润中仪表科技从事压力变送器和差压变送器研制生产多年,在此领域有丰富的经验,本文以某一用户在600MW 机组除氧器水箱的液位测量中遇到的相关情况,对所使用的差压变送器作研究与分析,并对改造优化方案的可行性作针对性的分析。此机组的除氧器水箱有模拟量和开关量测点,模拟量测点通过差压式变送器测得,开关量通过液位开关测得。用户单位热控人员经过长时间检修实践发现液位经常开关存在误报和拒报的情况,导致机组联锁保护无法正常投入。而模拟量的液位变送器测量准确能够实时反映除氧器水箱的液位。因此用户单位热控技术人员尝试将液位开关取消,并增加两套差压式水位计,一套进送DCS,与原来两套做三取中做调节,三取二作为保护使用。另一套差压变送器信号送至主控室立盘的光柱表显示,以便在DCS 系统失灵时能够在远方进行监视。
  一、引言
用户单位除氧器液位测点有模拟量和液位开关。模拟量为差压式,安装智能3051 差压式变送器。液位开关为221A 系列。在实际应用中液位开关经常存在误动和拒动情况。主要原因为测量筒安装位置存在一定的误差,导致其节点动作时与模拟量对应有差异。液位开关浮筒内活动杆长期在水汽中工作,介质中杂质较多,使活动杠容易被卡涩,导致节点存在拒动现象。总之液位开关存在着的这些缺陷给除氧器的安全稳定运行带来了很大的安全隐患。很有必要研究改进除氧器液位的测量方法。用户单位通过长期的研究摸索,发现采用智能差压变送器的差压式测量方法能够代替液位开关。把液位开关取消,增加一套液位变送器,原来液位报警联锁的开关量信号改为模拟量高低值判断。同时,为了防止重要容器液位在DCS 系统失灵远方还能监视,在立盘上增加一光柱表,信号也来自就地一个独立取样的3051差压变送器。
  二、除氧器水箱水位测量可靠性研究
用户单位自投产以来,热控技术人员一直重视容器液位测量。除氧器水箱液位虽然不像汽包水位那样为主保护测点,但其重要性不言而喻。一是除氧器作为给水系统中贮水的重要中转站,其巨大的贮水量可以通过一定范围内调节其水位来满足给水需求。由此可以知道除氧器水箱水位首先个重要之处是准确测量来进行液位调节。二是除氧器水箱水位过高可能会导致除氧器水箱中的水倒流回汽轮机造成汽轮机的严重损坏。或者是除氧器水箱水位过低将会导致给水泵的气蚀。这样又可以得到另一个结论就是除氧器水箱水位过高或者过低都会导致重要设备损坏,故除氧器水箱水位测点是重要的保护测点。通过上面的论述足以说明除氧器水箱水位在火力发电机组调节以及保护中占有的重要地位,很有必要对除氧器水箱水位测量的可靠性进行研究。用户单位热控技术人员发现模拟量测点相对比较准确,特别是多点测量取中间值更能保证模拟量调节的可靠性。而作为联锁保护的测点一般选用三取二可靠性更高。另外,在DCS 系统失灵时,为了能够在远方监视除氧器水箱水位需要考虑增加独立于DCS 系统的水位显示。
  三、改造思路
用户单位除氧器水箱水位测点有模拟量测点和开关量测量。模拟量测点为差压式,安装差压变送器,通过4 ~20mA 远传至DCS 进行监视及调节。差压式液位变送器安装两台,分别位于除氧器水箱的左右侧。开关量信号通过在除氧器水箱上安装的液位开关送出,液位开关安装9 个,分别是水位高三值3 个,高二值1 个,高一值1 个,低一值1 个,低二值3 个。高一值和高二值用于联锁关闭四抽逆止门及四抽至除氧器供汽电动门,低二值用于联锁停运给水泵。目前,液位开关存在着误动和拒动的情况。综合考虑,液位的开关量信号可以使用模拟量信号大小判断获得。所以需要增加一套模拟量液位测点。其中用于除氧器水箱水位调节的可以用三个模拟量测点三取中获得。水位开关量信号: 低一值,高一值,高二值使用三取中后的点大小判断获得。高三值低二值开关量均为三个,则使用三个模拟量测点独立判断获得。独立取样的三个低三值三取二跳闸给水泵可靠性更高。同时再增加一个液位变送器使该液位变送器信号远传至主控室立盘的光柱表,以便在DCS 系统异常时能够在远方监视除氧器水箱水位。该光柱表使用单独UPS 电源供电。
  四、改造过程
( 一) 设备选型。液位变送器选型: 液位变送器选用艾默生公司的智能3051系列差压变送器,该系列变送器测量准确,安装及校验方便,运行可靠稳定。考虑到除氧器水箱液位能达到的高度,选用型号为3051CD2A 为适合。光柱表选型: 考虑除氧器水箱水位需要测量的范围在3米左右,故选用的光柱表测量范围在3 米以上。上海自动化仪表厂生产的XTMA - 1020 - B 系列变送器测量范围-1600mm ~ 1600mm,另外尺寸大小根据立盘安装位置定,总之以美观实用为准。该光柱表使用220V 交流电源供电,电源取自热控仪表电源柜。电源的容量2A 左右即可,不用太大。需要注意的是,该光柱表接收的4 ~ 20mA 信号有两种,一种是有源的,另一种需要光柱表供电。本次改造使用的差压变送器就是需要光柱表供电才能正常工作。在接线时特别要注意,即将“P”端子与“+ ”端子短接,接在变送器的正极。
五、结语
  通过该技术的应用,保证了除氧器液位的准确测量,在液位处于报警联锁值时能够正确显示,大大增加了除氧器安全稳定运行的可靠性。该技术已经在#1 机组中成功应用,目前#1 机组除氧器液位有四套测量装置,其中3 路信号进DCS系统,用于液位的调节控制及联锁,第4 路信号送至主控立盘的光柱表。完成改造后,取消了液位开关,减少了液位测点的维护工作量
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