一體化汙水管道流量計在鍋（guō）爐給水調節（jiē）上應用中缺點和（hé）優勢

傳統（tǒng）鍋爐給水泵連續恒速運行，依靠調節給（gěi）水（shuǐ）管道調節閥和回流支路實現水（shuǐ）位（wèi）控製的調節方法，目前已經改變為采用一體化汙水管道流量計（jì）等流量計與上位機、PLC以及變頻器控製給水泵轉速，共同參與鍋爐給水的自動實（shí）時控製，但是一體化汙（wū）水管道流量（liàng）計（jì）等流量計在（zài）其應用過程中也存在著可靠性欠佳、故障時（shí）而發生等問題，本文就其維（wéi）護檢修（xiū）的一些經驗、教（jiāo）訓，采取的較為可靠的措施作一簡述。
1 燃氣鍋爐給水自動調節原理及係統組成（chéng）
1.1 燃氣鍋（guō）爐給水自動調節原理
由水泵的（de）工作（zuò）原理可知，流量與（yǔ）轉速成正比，電動機的轉速與電源頻率成正比，因此改變電源頻（pín）率即可改變給水泵的（de）轉速，從而達到調節給水流量的目的。
1.2 燃氣鍋爐給水自動（dòng）調節係統組成及三衝量控製
1.2.1 燃氣鍋爐給水自動調節係（xì）統組成
燃氣鍋爐給水自動調節係（xì）統由鍋爐汽包、汽包液位（wèi）變送器、汽包（bāo）液位（wèi）控製器、蒸汽流量變送器、蒸汽壓力變送器、蒸汽（qì）閥氣電關閥、給水流（liú）量（liàng）計、給水單向閥、給（gěi）水泵、變頻器、上位機、PLC等組成。
1.2.2 燃氣（qì）鍋爐給水自動調（diào）節係統的三衝量控（kòng）製
該係統采用三衝量控製，三衝量控製即*先保證汽包水位（wèi）在允（yǔn）許的範（fàn）圍內，其次鍋爐給水量應與蒸發量及蒸汽輸出量相適應，即水位（wèi）、蒸汽和給水三衝量。係統中汽包水位（wèi）是被控變量，是主衝量信號，蒸汽流量和給（gěi）水流量是兩個輔助衝量信（xìn）號，從物料平衡角度分析，如果鍋爐（lú）產生的蒸汽（qì）量與進入鍋爐筒體的給水量相等，鍋爐汽（qì）包水（shuǐ）位也就保持穩定（dìng），為了消除鍋爐實際管（guǎn）線較長等造（zào）成的（de）滯後時間大等（děng）多種幹擾，上位機利用加減運算含PID、蒸汽前饋及補償（cháng）係（xì）統來保證水位的穩定，三衝量可由蒸汽流量差壓變送（sòng）器、汽包水位差壓變送（sòng）器、給水量一體化汙水管道流量計進行檢測，然後通過（guò）A/D轉換送至PLC及（jí）上位機（jī）進行加減（jiǎn）及PID運算後（hòu），再由D/A轉換輸出電流信號控製變頻器以實現給水泵轉速的調節（jiē），從而實現對鍋爐給水量及汽包液位的自動控製。
2 鍋爐給水量及汽包水位的兩種控（kòng）製狀態
由於（yú）鍋爐是一個複雜的控製係統，不僅受外界環（huán）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（de）影響，故鍋爐給水（shuǐ）量及汽包水位的（de）控製設置了自動、手動兩（liǎng）種工作狀態。
2.1 手動工作狀態
鍋爐剛（gāng）開始點（diǎn）火或起始運行時，係統尚處在未穩定狀態，需要使用手（shǒu）動控（kòng）製進行操作，這時調節係統就變成了單衝量調節，僅對汽包水（shuǐ）位進行監控。
2.2 自動工作狀態
自（zì）動工作狀態即連續的三（sān）衝（chōng）量自動調節狀態，當鍋（guō）爐由不穩定狀（zhuàng）態（tài）轉為穩定運行時（shí），將係統（tǒng）由手動切換至自動，這時上位機及PLC就能自動調節汽（qì）包水位及鍋爐給水量（liàng），使汽包水位保持在工藝規定的範圍內。
3 鍋爐給水量控製的優越性及常用流量計（jì）
3.1 鍋爐給水量控製的優越性
目前工業燃氣鍋（guō）爐為保（bǎo）證工業生產所用蒸汽的穩定，降低負荷變化對（duì）鍋爐運行的影響，一般（bān）采取多台鍋爐並聯運行，這種（zhǒng）情況（kuàng）下每台鍋爐安裝蒸汽流量計與給水流量計，通過給（gěi）水流量與蒸汽流量（無論（lùn）是瞬時流量還是累計（jì）流量），對於管道（dào）或係統中“跑、冒”等失水現象，通過（guò）及（jí）時檢查就能發現異常並處（chù）理。
通（tōng）過給水流量與蒸汽流量的對比（bǐ）還能及時發現或避免鍋爐事故的發生，如及（jí）時發現鍋爐爆管等事故（gù），對於采用手動上水的蒸汽鍋（guō）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（kě）能發生缺水或滿水事故（gù）。在（zài）生產運行過程中水位的變化總是滯後於負荷變化，通過觀察符合的變化（huà），讓（ràng）給（gěi）水流量（liàng）的調節有（yǒu）一個提前量，就能減小水位的波（bō）動，防止鍋爐發生缺水（shuǐ）或滿水事故。
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（jì）
測量流體流（liú）量的（de）儀表統稱為流量計或流（liú）量表。流量計是工業測量（liàng）中重要的儀（yí）表之一。隨著（zhe）工業生產的（de）發展，對流量測量的準（zhǔn）確度和範圍的要求越來越高（gāo），流量（liàng）測（cè）量技術日新月異。為了適（shì）應各種用途，各種類型（xíng）的流量計相繼（jì）問世。目前已投入使用的流量（liàng）計已（yǐ）超過100種。但在燃氣鍋爐給水流量的（de）控製中常用的有（yǒu）差壓式流量計、一體化汙水管道流量計、超聲波流量計等。
3.2.2 鍋（guō）爐給水量控製的常用（yòng）流量計的優缺點
（1）差壓式流量計的優缺點
差壓式流量計是一類應用*廣泛的流（liú）量計，在各類流量儀表中其使用量占居*位。近年來，由於各種新型（xíng）流量計的問世，它的使用量百分（fèn）數逐漸下（xià）降，但目前仍是*重要的一類流量計（jì）。其優點：①應用*多的孔板式流量，計結（jié）構牢固，性能穩定可靠，使用壽命長；②應用範圍廣泛,至（zhì）今尚無任何一類流量計可與之相比擬；③檢測件與（yǔ）變送器、顯（xiǎn）示儀（yí）表分別由不（bú）同（tóng）廠家生產，便於規（guī）模（mó）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現場安裝條（tiáo）件要（yào）求高；④壓損大（指孔板、噴嘴等（děng））。
差壓式流（liú）量計應用範圍特別廣泛，在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用。
（2）一體化汙水管道流量計的優缺點
一體化汙水管道流（liú）量計是根（gēn）據法拉弟電磁感應定律（lǜ）製成的一（yī）種測量導電性液體的儀表。一體化汙水管道流（liú）量計有一係（xì）列優良特性，可以解決其它流量計不易應用的（de）問題，如髒汙流、腐蝕流的測量。其優點：①測量通道（dào）是一段光滑直管，不會阻（zǔ）塞，適用於測量（liàng）含固體顆粒的（de）液固二相流體；②不產生流（liú）量檢測所造（zào）成的壓力損失，節能效果好；③所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度（dù）、壓力和電導率變（biàn）化的明顯影響；④流量範圍大，口徑範（fàn）圍（wéi）寬；⑤可應用（yòng）腐蝕性流體。其缺（quē）點：①不能測（cè）量電導（dǎo）率很低的液體，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（yòng）於較高溫度。
一體化汙水管道流（liú）量計應用範圍（wéi）特別廣泛,在封閉管道的流量測量中各種對象（xiàng）都有應用,它在各工業部門（mén）的用量約占流量計全部（bù）用量的1/4~1/3，並且有不斷上升的趨勢（shì）。
（3）超（chāo）聲波流量計的優缺（quē）點
超聲流量計是（shì）通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈衝）的作用以測量流量的儀表。根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法（直接時差法、時差（chà）法、相位（wèi）差（chà）法和頻差法（fǎ））、波束偏移法、多普勒法、互相（xiàng）關法、空間濾法及（jí）噪聲法等。超聲流量計和一體化汙水管道流量計一樣，因儀表流通通道未（wèi）設置任何阻礙件，均屬無阻礙流量計，是適於解決流量測量困難問題的一類流量（liàng）計，特別在大口徑流量測量方麵有較突出的優點，近年來（lái）它是發展迅速的一類流量計之一。其優點：①可做（zuò）非接觸式測量；②為無流動阻撓測量,無（wú）壓力損失；③可測量非導電（diàn）性液體,對無阻撓測量的一體化（huà）汙水管道流量計是（shì）一種補充。其缺點：①傳播時間法隻能用於清潔液體和氣體，而（ér）多普（pǔ）勒法隻能用於測量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（tǐ）和氣體；氣體應用方（fāng）麵在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗；多普勒法適用於（yú）異相含量不太高的雙相流體，通常不適用於非（fēi）常（cháng）清潔的液體。
3.3 鍋爐（lú）給水量控製的常用（yòng）流量計維護及故障處理
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（gù）障有正負引壓管堵塞、正負引壓管泄漏、引壓管積液、平衡閥（fá）泄漏、差壓變送器的（de）正負壓室裝反、孔板流量計裝反（fǎn）、差壓變送器參數設置錯誤、差壓變送器零點漂移等。處理措施針對具體情況檢查疏通（tōng）引壓（yā）管、孔（kǒng）板、校核差壓變送器等。
但其主要故障為差壓變送器零點漂移、引壓（yā）管堵塞，實際維護過（guò）程就（jiù）發生過差（chà）壓（yā）變送器零點漂移、引（yǐn）壓（yā）管堵塞導致的自動上（shàng）水控製（zhì）失靈的（de）故障。
3.3.2 一體化汙水管道流量計（jì）維（wéi）護（hù）及故障處理一體化汙水管道流量計在實際運行過程中存（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的液體；
（2）不能用來測量電導率很低的液體介質；
（3）普（pǔ）通工業用一體化汙水管道流量計的優缺點由於測量管內襯材料和電氣絕緣材料的限製，不能用於測量高溫（wēn）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壞絕緣（yuán）；
（4）一（yī）體化汙水管道流量計易受（shòu）外（wài）界電磁幹擾的影響。但其主要故障為流量計顯示為零，究其原（yuán）因有傳感器零部件損壞或測量內壁（bì）有附著層和（hé）轉換器元器件損壞以及流量顯示（shì）波動較大。定期於鍋爐停產檢（jiǎn）修時打開一體化（huà）汙水管道流（liú）量計檢查（chá）更換損壞的元器件（jiàn）並清理管道結垢及傳（chuán）感器內壁（bì）附著層，同時將流量傳感器與（yǔ）管道絕緣並單獨設置接地裝（zhuāng）置，接地線（xiàn）采用截麵大於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（bù）件損壞或測量內壁有附著層導致一體（tǐ）化汙水管道流量計顯示為零的故障，當時正值3台35T燃氣鍋（guō）爐並聯運行確保公司生產用（yòng）蒸汽，為確保生產的正常進（jìn）行被迫加贈了一（yī）台外夾式超聲波（bō）流量計輸出（chū）至上位（wèi）機，以確保鍋爐汽包水位（wèi）的自（zì）動調節，待停產檢修期間檢修一體化汙水管道流量計恢複正常，但仍保留了超聲波流量計作為一體化汙（wū）水管道流量（liàng）計（jì）的故障備用維護方案。
3.3.3 超聲波流量計維護及故障處理
超聲波流量計實際運（yùn）行過程中存在以下缺（quē）陷和故障：
（1）溫度（dù）測（cè）量範圍不高，一般隻能測量溫度低（dī）於200℃的流體。
（2）抗幹擾能力差。易受氣（qì）泡、結垢、泵（bèng）及其它聲（shēng）源混入的超聲（shēng）雜音幹擾、影響測量精度。
（3）直（zhí）管（guǎn）段要求嚴格。其為前20D後5D，否則離散性差，測量（liàng）精度差。
（4）安裝的不確定性（xìng），會給流量測量帶來較（jiào）大誤差。
（5）測量管道因結垢，會嚴重影響測量準確（què）度，帶來顯著（zhe）的測量誤差（chà），甚至在嚴重時儀表無（wú）流量顯示。
（6）可靠性、精度等級不高（一般為1.5~2.5級左右），重（chóng）複性差（chà）。超聲波流量計是通過（guò）測量流體速©度再乘以管道內截麵積來確定流（liú）量。而該流（liú）量計無法直接（jiē）測量內（nèi）徑和管道圓度，隻能根據外（wài）徑、壁厚按標準圓估算截麵積，由此（cǐ）帶來的不（bú）確定性已（yǐ）超過1％，因此精度受到限製。
（7）使（shǐ）用壽命短（一般精度隻能保（bǎo）證2年）。超聲波流量（liàng）計主要故障為瞬時流量值波動大、易受現場（chǎng）強幹擾，處理措施調整探頭位置或選擇“Z“型安裝方式（shì）提高信號強度（保持在3%以上）或（huò）采用插入式探頭，保證信號強度穩定，並且提供穩定的供電（diàn）電源，超聲波流量計（jì）安裝遠（yuǎn）離變頻器和強磁場幹擾，有良好的接地（dì）線。
4 結束語
隨著電子技術、計算機（jī）技術（shù）、自動控製技術的發展，更多性能優（yōu）異、工作可靠、測量精度高、抗幹擾能力強、能適應惡劣的環境條件的流量計應用在生產實際中，同時根據每種流量計（jì）的適用範圍及其局限性合（hé）理選用流（liú）量計（jì），並且日常（cháng）加以精心保養、維護、維修，流量計在（zài）延長設備使用壽命、降低故障（zhàng）率保障生產正常運行、降低設備運行成本、節能減排、保（bǎo）護環境等各個（gè）方麵將會發揮更大作用，帶來更大的社會效益、經濟效益。

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