消防水用（yòng）水流（liú）量（liàng）計在燃氣鍋爐（lú）給水調節上應用（yòng）中缺點和優勢

隨著環境保護意識的提高以及打造（zào）綠色、環保、循環型企（qǐ）業的要求，某公（gōng）司淘汰數台燃油鍋（guō）爐並將3台（tái）原35T燃煤蒸汽鍋（guō）爐改造為公司（sī）自（zì）供的高爐煤氣（qì）與焦爐煤氣的混合燃氣鍋爐，燃（rán）氣鍋爐的效率達到了90%左右（yòu），提高了能源利用率、降低了環境汙染、實現了公司能源的循環綜合利用，原鍋爐給水泵連續恒速（sù）運行、依靠調節給水（shuǐ）管道調節閥和回流支路實現（xiàn）水位控製的傳統調節方法，也改為（wéi）流量計與上（shàng）位機、PLC以及（jí）變頻器控製給（gěi）水泵轉速共同控製鍋爐給水的自動控製，較好地實現了鍋（guō）爐因外界環境溫度及負荷的不斷變（biàn）化對給水的自動、實時調節。
傳統鍋爐給水泵連續恒速運行，依靠調節給水管（guǎn）道調節閥和回（huí）流支路實現水位控製的調節（jiē）方法（fǎ），目前已經改變（biàn）為采（cǎi）用消防水用水流量計等流量計與上位機（jī）、PLC以及變頻器（qì）控製給水泵轉速，共同參與鍋爐給水的自動實時控製，但是消防水用水流量計等流量計在其應用過程中也存在著可靠性欠佳、故障時（shí）而發（fā）生等問題，本文就其維護檢修的一些經驗、教訓（xùn），采取的較為可（kě）靠的措（cuò）施作（zuò）一簡述。

1 燃氣鍋爐（lú）給水自動調節原理及係統組成
1.1 燃氣鍋（guō）爐給水自動調節原理
由水泵的工作（zuò）原理可知，流量與轉速成正（zhèng）比，電動（dòng）機的（de）轉速與電源頻率成正比，因此改變電源（yuán）頻率即可（kě）改變（biàn）給水泵的轉速，從而（ér）達到調節給水流量的目的。
1.2 燃氣鍋爐給（gěi）水自動調節係統組成（chéng）及三（sān）衝量控製
1.2.1 燃氣鍋爐給水自動調節係統組成
燃氣鍋爐給水自動（dòng）調節（jiē）係統由鍋爐汽（qì）包、汽（qì）包液（yè）位變送器、汽（qì）包液位控製器、蒸汽流量變送（sòng）器、蒸汽壓力變送器（qì）、蒸汽閥氣電關閥、給水流量計、給水單向閥（fá）、給水泵、變頻器、上位機、PLC等組成（chéng）。
1.2.2 燃氣鍋爐給水（shuǐ）自動調節（jiē）係統的三（sān）衝量控製
該係統采用三衝量控製，三衝量控製即*先（xiān）保證汽包水位在允許的範圍內（nèi），其次鍋爐給水量應與蒸發量及蒸汽輸出量相適（shì）應，即水位、蒸汽和給水三衝量。係統中汽包水（shuǐ）位（wèi）是被控（kòng）變量，是主衝量信號，蒸汽流量（liàng）和給水流量是（shì）兩個輔助衝量信號，從物料平衡角度分析，如果鍋爐產生的蒸汽量與進入鍋爐（lú）筒（tǒng）體的給水量相等，鍋爐汽包水位也就保持穩定，為了消除鍋爐實際管線較長等造成的滯後時間大等多種幹擾，上位機利用加減運算含PID、蒸汽前饋及補償（cháng）係統來保證水位的穩定，三衝量可由蒸汽流量差壓（yā）變送器、汽包水位差壓變送器、給水量消防水（shuǐ）用水流量計進（jìn）行檢測，然後通過A/D轉（zhuǎn）換送（sòng）至PLC及上（shàng）位機進行加減及PID運算後，再由D/A轉換輸出電流信號控製變頻器以實現給水泵轉（zhuǎn）速的調節，從而實現對鍋爐給水量及汽包液位的自動控製（zhì）。
2 鍋爐給水量及汽包水位的兩種控製狀（zhuàng）態
由於鍋爐是一個複雜的控製係統，不僅受外界環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（qì）包水位（wèi）的控製（zhì）設（shè）置了自動、手動兩種工作狀態。
2.1 手動工（gōng）作狀態
鍋爐剛開（kāi）始點火（huǒ）或起始運行時（shí），係統尚處在（zài）未穩定狀態，需要使用手動控製進行操作，這時調節係統就變（biàn）成了（le）單衝量調（diào）節，僅對汽包水位進行監控。
2.2 自動工作狀態
自動工作（zuò）狀（zhuàng）態即連續的三衝量自動調節（jiē）狀態，當鍋（guō）爐（lú）由不穩（wěn）定狀態轉為穩定運行時，將係統由手（shǒu）動切換至自動，這時上位機及PLC就能自動調節汽包水位及鍋爐給水量，使汽包（bāo）水位（wèi）保持在工藝規定的範圍內。
3 鍋爐給水量控製的優（yōu）越性及常用（yòng）流量計
3.1 鍋爐給水量控製的優越性
目前工業燃氣鍋爐為（wéi）保證（zhèng）工業生產所用蒸汽的穩定，降（jiàng）低負荷（hé）變化對鍋爐運行的影響，一般采（cǎi）取多台鍋爐並聯運行，這種情況下每台鍋爐安裝蒸汽流量計（jì）與給水流量計，通過給水（shuǐ）流量與蒸汽（qì）流量（無論是瞬時流量（liàng）還是累計流量），對於管道或係統中“跑、冒”等失水現象，通過（guò）及時檢查就（jiù）能發現異常並處理。
通過給水流（liú）量（liàng）與蒸（zhēng）汽流量的對比還能及時發現（xiàn）或避免（miǎn）鍋爐（lú）事故的發生（shēng），如（rú）及時發現鍋爐爆管等（děng）事故，對於（yú）采用（yòng）手動上水的蒸汽鍋爐，當負荷變化很大且變化頻繁時，其水位就很難控製，調整稍不及時就可能發生缺水或滿水事故。在生產（chǎn）運行過程中水位的變化總（zǒng）是滯後於負（fù）荷變化，通過（guò）觀察符合的變化（huà），讓給水流量的調節有一個提前量，就能減小水（shuǐ）位的波動，防（fáng）止鍋爐發生缺水或滿水（shuǐ）事故。
3.2 鍋爐給水量控製的常用流量計
3.2.1 鍋爐給水量控製的常用流量計
測量流體流量的（de）儀表統稱為流量計或流量表。流（liú）量計是工業測量中重要的儀（yí）表之一。隨著工業生產（chǎn）的發展，對流（liú）量（liàng）測量的準（zhǔn）確度和範圍的要求（qiú）越來（lái）越高，流（liú）量（liàng）測量技術日新月異。為了適（shì）應各（gè）種用途（tú），各種類型的流量計相繼（jì）問世。目前已投入使（shǐ）用的流（liú）量（liàng）計已超（chāo）過100種。但在燃氣（qì）鍋爐給水流量的控製中（zhōng）常用（yòng）的有差壓式流（liú）量計、消防水用水流量計、超聲波流量計等。
3.2.2 鍋爐給水量控製的常用流量計的優缺點
（1）差（chà）壓式流量計（jì）的優（yōu）缺點
差壓式流量計是一類應用*廣泛的（de）流量計（jì），在各（gè）類流量儀表中其使用量占（zhàn）居*位。近年來，由於各種新型流量計的問世，它的（de）使用量百分數逐漸下降，但目前仍是*重要（yào）的一類流量計。其優點：①應（yīng）用*多的孔板式流量，計結構牢固，性能穩定可靠，使用壽命長；②應用（yòng）範圍廣泛,至今尚（shàng）無任何一類流量計可與之相比擬；③檢（jiǎn）測件與變送器（qì）、顯示儀表分別由不同廠家（jiā）生產（chǎn），便於規模經濟生產。其缺點：①測量精度普遍偏低；②範圍度窄,一般僅3:1~4:1；③現場安（ān）裝條（tiáo）件要求高（gāo）；④壓損大（dà）（指孔板、噴嘴等）。
差壓式流量計應（yīng）用範圍特別廣泛，在封閉管道的（de）流量測量中各種對象都有應用（yòng）。
（2）消防水用水流量計的優缺點
消防（fáng）水用水流（liú）量計是根據法拉弟電磁感應定（dìng）律製成的一種測量導電性液體的（de）儀表。消防水用水流量計有一係列優良（liáng）特性，可以解決其它流量計不易應用的問題，如髒汙流、腐蝕流的測量。其優（yōu）點：①測量通（tōng）道是一段光滑直管，不會阻塞，適用於測量含固體顆粒的液固二相（xiàng）流體；②不產（chǎn）生流（liú）量（liàng）檢測所造成的（de）壓力損（sǔn）失，節能效果好；③所測得（dé）體積流量實際上不受流體密（mì）度、粘度、溫度、壓力和電（diàn）導率變化的明顯影響；④流量範圍大，口徑範圍寬；⑤可應用腐蝕性流（liú）體（tǐ）。其缺點：①不能測（cè）量電導（dǎo）率（lǜ）很（hěn）低的液體，如石油製品；②不能測（cè）量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體；③不能用於較（jiào）高溫度。
消防水用水（shuǐ）流量計應用範圍特別廣（guǎng）泛,在封閉（bì）管道的流量測量中各種對象（xiàng）都有應用,它（tā）在各工業部（bù）門的（de）用（yòng）量（liàng）約占流（liú）量計全部用量的1/4~1/3，並且有不斷上升的趨（qū）勢。
（3）超聲波流量計的優缺點
超聲流量計是通過檢測（cè）流（liú）體流動對超聲束（或超聲脈衝）的作用以測量流量的儀表。根據對（duì）信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速（sù）度差法（直接時差法、時差法、相（xiàng）位差法和頻差法）、波束（shù）偏移法、多（duō）普勒法、互相關法、空間（jiān）濾法及噪（zào）聲法等。超聲流量計和消防水用水流量計一樣，因儀表流通（tōng）通道未設置任何（hé）阻礙件，均屬無阻礙流量計，是適於解決流量測量困難問（wèn）題的一類流量計，特別在大（dà）口徑流量測（cè）量方麵有較突出的優點，近年（nián）來它是發展迅（xùn）速的（de）一類流量計之（zhī）一。其優點：①可做（zuò）非接（jiē）觸式測量；②為無流動阻撓測量（liàng）,無壓力損失；③可測量非導電性液體,對無阻撓測（cè）量的消防水用水流量計（jì）是一種補充。其缺點：①傳播時間法（fǎ）隻（zhī）能用於清潔液體和氣體，而多普勒法隻能用於測（cè）量（liàng）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。傳播時間法應用於清潔、單相液體和氣體；氣體應用方麵在高壓天然氣領域已（yǐ）有使用良好的經（jīng）驗（yàn）；多普勒法適（shì）用於異相含（hán）量不太高的雙（shuāng）相流體，通常不適用於非常清（qīng）潔的液體。
3.3 鍋爐給水（shuǐ）量控製（zhì）的常用流量計維護及故障處（chù）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（yǐn）壓管泄漏、引壓管積液（yè）、平衡閥泄漏、差壓變送器的正負壓室裝反、孔板（bǎn）流量計裝反、差壓變送器參（cān）數（shù）設置錯誤、差壓變送器零（líng）點漂移等。處理措施針對具體情況（kuàng）檢查疏通引壓管、孔板（bǎn）、校核差壓變送器等。
但其主要（yào）故障為差壓變送器零點（diǎn）漂移、引壓管堵塞，實際維護過程（chéng）就發生過（guò）差壓變送（sòng）器零點漂（piāo）移、引壓管堵塞導（dǎo）致的自動上水控製失靈的故障。
3.3.2 消防水用水流量計維護及故障處理消防水用水流（liú）量計在實（shí）際運行過程中存（cún）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（tǐ）的液體；
（2）不能用（yòng）來測量電導率很低的液體介（jiè）質；
（3）普通工業用（yòng）消防（fáng）水用水流量計的優缺點由於測量管內襯材料和電氣絕緣（yuán）材料的限製，不能用於測量高溫介質，也不能用於低（dī）溫介質的測量，以防止測量管外結露或結霜破（pò）壞絕緣；
（4）消防水用水流（liú）量（liàng）計易受外界電磁幹（gàn）擾的影響。但其主（zhǔ）要故障為流量計顯示為零，究其原因有傳感器零部件損壞（huài）或（huò）測量內壁有附著（zhe）層和轉換器元器件損壞以及流量（liàng）顯（xiǎn）示波動較大。定期（qī）於鍋爐停（tíng）產檢修（xiū）時打（dǎ）開消防水用水流量（liàng）計檢查更換損壞的元器（qì）件並清理管道結垢及傳感器內壁附著層，同時將流量傳感器與管道（dào）絕緣並單獨設置接（jiē）地裝置，接地線采用（yòng）截麵大於4mm2的多股銅線，接地電阻應小於4Ω。實際維護過程曾經發生過傳感器零部件損壞或測量內壁有附著層導致消防水用水流量計顯示為（wéi）零的故障，當時（shí）正值3台35T燃（rán）氣鍋爐並聯運行確保公司生產用蒸汽，為確保生產的（de）正常（cháng）進行被迫加贈了一台外夾式（shì）超聲波流量計輸出至上位機，以確保鍋爐汽包（bāo）水位的自動調節，待停產檢修期間檢修消防水用水流量計恢複正常（cháng），但仍保（bǎo）留了超聲波流量計作為消防（fáng）水用水流量計的故障備（bèi）用維護方案。
3.3.3 超聲波流量計（jì）維護及（jí）故障（zhàng）處理
超聲波流（liú）量計實際運行過程中存在以下缺陷和（hé）故障：
（1）溫度測量範圍不高，一般隻能測量溫度低於200℃的流體。
（2）抗幹擾能力差。易受氣泡、結垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音幹擾、影（yǐng）響測（cè）量精度。
（3）直管段要求嚴格。其為前20D後5D，否則離（lí）散性差，測量精度差。
（4）安裝的（de）不確定性，會給流量（liàng）測量帶來較大誤差。
（5）測量管（guǎn）道因結垢，會嚴重影響測量準確度，帶來顯著（zhe）的測量（liàng）誤差，甚至在嚴重時儀（yí）表（biǎo）無流量顯（xiǎn）示。
（6）可靠性、精度（dù）等級不高（一般（bān）為1.5~2.5級左右），重複性差（chà）。超聲波（bō）流量（liàng）計是通過（guò）測量流體速©度再乘以管道內截麵積來確（què）定流量。而該流量計無法直接測量內徑（jìng）和管道圓度，隻能根據外徑、壁厚按標準圓估算截麵積，由此帶來的不確定性已（yǐ）超過1％，因此精（jīng）度受（shòu）到限製。
（7）使（shǐ）用壽命短（一般精度隻（zhī）能保證（zhèng）2年）。超聲波流量（liàng）計（jì）主（zhǔ）要故障為瞬時（shí）流量值波動大、易受現場強幹擾，處理措施調整探頭位置或選擇“Z“型安（ān）裝方式提高信號強度（保持在3%以上）或采用插入式探頭，保證信號強度穩定，並且提供穩定的供電電源，超聲波（bō）流量計安裝遠離變頻器和強磁場幹擾，有良好的接地線。
4 結束語
隨著電子技術、計算機技術、自動控製技術的發展，更多性能優異、工作可靠、測量精度高、抗幹擾能力強、能（néng）適應惡劣的環境（jìng）條（tiáo）件的流（liú）量計應用在生產實際中，同時根據每種流量計的適用範圍及其局限性合理選用流量計，並且日常加以精心保養、維護、維修，流量計在延長設備使用壽命、降低故障率保（bǎo）障生產正常運行、降（jiàng）低設備運行成本、節能減排、保護環境等各個方麵將會發揮更大作用，帶來更大的社會效益、經濟（jì）效益。

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