純堿計量表（biǎo）在燃氣鍋爐給水調節上應用中缺（quē）點和優勢

純堿計量表（biǎo）是根據法拉*電（diàn）磁感應定律製成（chéng）的，用來測量導電液體體積流量的儀表（biǎo）。由於其獨特的優（yōu）點，目前（qián）已廣泛地被應用於工業工程中各種導電液（yè）體的流量測量，如（rú）各種酸、堿、鹽（yán）等腐蝕（shí）性介質；各種易燃易爆介質；汙水處理以及化工、食品、醫藥等工業中的各種漿液流量測量，形（xíng）成了獨特的應用領域。
傳統鍋爐給水泵連續恒速運行，依靠調節給（gěi）水管道（dào）調（diào）節閥（fá）和回流支路實現水位控製的調（diào）節方法，目前已經改變為采用純堿計量表等流量計與上（shàng）位機、PLC以及（jí）變頻器控製（zhì）給水泵轉速，共同參與鍋爐給水的自動實時控（kòng）製（zhì），但是純堿計量表等流量計在其應用過（guò）程中也存在著可靠性欠佳、故障（zhàng）時而發生（shēng）等問題，本文就其維護檢修的一些經驗、教訓，采取的較為可靠的措施作一簡述。
1 燃氣鍋爐給水自動調（diào）節原理及係統組成
1.1 燃氣鍋爐（lú）給水自動調節原理
由水泵的工（gōng）作原理可知，流（liú）量與轉速成正比，電動（dòng）機的轉速（sù）與電（diàn）源頻（pín）率成正比，因此改（gǎi）變電源頻率即（jí）可改變給水泵的轉速，從而達到調節（jiē）給水流量的目的。
1.2 燃（rán）氣鍋（guō）爐（lú）給水自動調節係統組成及三（sān）衝量控（kòng）製
1.2.1 燃氣（qì）鍋爐給水自動調節係統（tǒng）組成
燃氣鍋（guō）爐給水自動調（diào）節係統由鍋爐汽包、汽包液位變送器、汽包液位控製器（qì）、蒸汽流量變送器、蒸汽壓力變送器、蒸汽閥氣電關閥、給水流量計、給水單向閥、給水泵、變頻器、上位機、PLC等組成。
1.2.2 燃氣鍋爐給水自動調節係統的三衝量控製
該係統采用三衝量（liàng）控製，三衝量（liàng）控製即*先保證汽包水位在允許的範圍內，其次鍋（guō）爐給水量應與蒸發量（liàng）及蒸（zhēng）汽輸（shū）出（chū）量相適應，即水位、蒸汽和給水三衝量。係統中汽包水位是（shì）被控變量，是（shì）主衝量信號，蒸汽流量和給水流量是兩個輔助衝量信號，從物料平衡角度分析，如果鍋爐產生的蒸汽量（liàng）與進入鍋爐（lú）筒（tǒng）體的給（gěi）水量相等，鍋爐汽包（bāo）水位也就保（bǎo）持穩定，為了消除鍋（guō）爐實際管線較（jiào）長等造成（chéng）的滯後時間（jiān）大等多種幹擾，上位機利（lì）用加減運算含PID、蒸汽前饋（kuì）及補償係統來保證（zhèng）水位的穩定，三衝量可由蒸汽流量差壓變送器、汽包水位差壓變（biàn）送器（qì）、給水量純堿計量表進行檢測（cè），然後通過A/D轉（zhuǎn）換（huàn）送至PLC及上位機進行（háng）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速的調（diào）節，從（cóng）而實（shí）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（tài）
由於鍋爐是一個複雜的（de）控製係統，不僅受外界環境因（yīn）素以及負荷變化（huà）的影響，而（ér）且受自（zì）身爐況（kuàng）等多種因素的影響，故鍋爐給水量及汽包水位的控製設置了自動、手動兩種工作狀態。
2.1 手動工作（zuò）狀（zhuàng）態
鍋爐剛開始點火或起始運（yùn）行時，係統尚處在未穩定（dìng）狀態，需要使用手動控製進行操作，這時調節（jiē）係統就變成了（le）單衝量（liàng）調節，僅對（duì）汽（qì）包水位進行監控。
2.2 自動工作狀（zhuàng）態
自動（dòng）工（gōng）作（zuò）狀態即連續的（de）三衝量自（zì）動調節狀（zhuàng）態，當鍋爐由不穩定狀態轉為穩定運行時，將（jiāng）係統由（yóu）手動切（qiē）換至自動，這時上（shàng）位機及PLC就（jiù）能自動調節汽包水位及鍋爐給水（shuǐ）量（liàng），使汽包水位保持在工藝規定的範圍內。
3 鍋爐給水（shuǐ）量控製的優越性及常用流量計
3.1 鍋爐（lú）給水量控製（zhì）的優越性
目前工業燃氣（qì）鍋（guō）爐為保證工業生產所用蒸汽（qì）的穩定（dìng），降低（dī）負荷變化（huà）對鍋爐運行（háng）的影響，一般采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，通過給水流量與蒸汽（qì）流量（無論是（shì）瞬時流量還是累計流量），對於管道（dào）或係（xì）統中“跑、冒（mào）”等失水現象，通過（guò）及時檢查就能發現異常並處理。
通過給水流量與蒸汽流量的對比還能及時發現或避免鍋爐事故的發生，如及時發現鍋爐（lú）爆（bào）管等事故，對於采用手動上水的蒸汽鍋爐，當負荷變化很（hěn）大且變化頻繁時，其水位就很（hěn）難控製，調整稍不及時就可能發生缺水或滿水事故。在生產運行過程中水位的變化總（zǒng）是滯後於負荷變化，通過觀察符合的變化，讓給水（shuǐ）流量的調節有（yǒu）一個提前量，就能減（jiǎn）小水位的波動，防（fáng）止（zhǐ）鍋爐發生缺水或滿水事故。
3.2 鍋爐給水量控製的（de）常用流量計
3.2.1 鍋爐給水量控製的常用流量計
測量流體流量的儀（yí）表統稱為流量計或流量（liàng）表。流量計是工（gōng）業測量中重要的（de）儀表之一。隨著工業生產（chǎn）的發展，對流量測量的準確度和範圍的要求越來越高，流量（liàng）測量技術日新（xīn）月異。為了適應各種用途，各種類型的流（liú）量計（jì）相繼問世。目前已投入使用的流量計已（yǐ）超過100種。但在燃氣鍋爐給水流量的控製中常（cháng）用的有（yǒu）差壓（yā）式（shì）流量計、純堿計量表、超聲波流量（liàng）計等。
3.2.2 鍋爐（lú）給水量（liàng）控製的常用流量計的優缺點
（1）差壓式流量計的優缺點（diǎn）
差壓式流量計是（shì）一類應用*廣泛的流量計，在各類流量儀表中其使用（yòng）量占居*位。近年來，由於各種新型流（liú）量計的問世，它的使用量百分數逐漸（jiàn）下降，但目（mù）前仍是*重要的（de）一（yī）類流量計（jì）。其優點：①應用*多的孔板式（shì）流量，計結構牢（láo）固，性能穩定可靠，使用壽命長；②應用範（fàn）圍廣泛,至今尚無任何一類流量計可與之相比擬；③檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同（tóng）廠家生產，便於規模（mó）經濟生產。其（qí）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）裝條件要求（qiú）高；④壓損大（dà）（指孔板、噴嘴（zuǐ）等）。
差（chà）壓式流量計應用範圍特別廣（guǎng）泛（fàn），在封閉管道的流量測（cè）量中各（gè）種對象都有應用。
（2）純堿計量表的優（yōu）缺點（diǎn）
純堿計（jì）量表是根據法拉弟電磁感應定律製成的一種測量導（dǎo）電性液體（tǐ）的儀表。純堿計量表有（yǒu）一係列（liè）優良特性，可以解決其它流量計不易應用的問（wèn）題，如髒汙流、腐蝕流的測量。其（qí）優點：①測量通道是一段光滑直管，不會阻塞，適（shì）用於測量含固體顆粒（lì）的液固二相流體；②不產生流量檢測所造成的壓力損失，節能效果好；③所（suǒ）測得體積（jī）流量實際上不（bú）受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率（lǜ）變化的明顯影響；④流（liú）量範圍大，口徑範圍寬（kuān）；⑤可應用腐蝕性流體。其缺（quē）點：①不能測量（liàng）電導率很低的液體，如石油製品；②不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體；③不能用於（yú）較高溫度（dù）。
純堿計量表應用（yòng）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,它在（zài）各工業部門的用量約（yuē）占流量計全部用量的1/4~1/3，並且有不斷上升的趨勢。
（3）超聲（shēng）波流量（liàng）計的優缺點
超聲流量（liàng）計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈（mò）衝）的作用以測量流（liú）量的儀表。根據對信號（hào）檢測的原理超聲流量計（jì）可分為傳播速度差法（直接時（shí）差法、時差法、相位差法和頻差法）、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法等。超聲流量計和純堿（jiǎn）計量表一樣，因（yīn）儀（yí）表流通通道未設置任何（hé）阻礙（ài）件，均屬無阻礙（ài）流量計，是適於解決流（liú）量測量困難問（wèn）題的一類流量計，特別在大口徑流量測量方麵有較突（tū）出的（de）優點，近（jìn）年來它（tā）是發展迅速的一類流量計之一。其（qí）優點：①可做非接觸式測（cè）量；②為無流動阻撓測量,無壓力損失；③可測量非導電性液體,對無阻撓測量的純堿計量表是一種補充。其（qí）缺點：①傳播時間法隻能用於清潔液體和氣體（tǐ），而多普勒（lè）法隻能（néng）用於測量含有一定量懸浮顆粒和（hé）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（qīng）潔、單相液（yè）體和氣體；氣體（tǐ）應用方麵在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗；多普勒法適用於異（yì）相含量不（bú）太高的（de）雙相流體，通常不適用於非常清潔的液體（tǐ）。
3.3 鍋爐（lú）給（gěi）水量控製（zhì）的常用流量計維護及故（gù）障處理
3.3.1 差壓（yā）式流量計維護及故障處理
差壓式（shì）流量（liàng）計的日常故障有（yǒu）正負（fù）引壓管堵塞、正負引壓管泄漏、引壓管積（jī）液、平衡閥泄漏（lòu）、差壓變（biàn）送器的正負壓室裝反、孔板流量計裝反、差壓（yā）變送器（qì）參數設（shè）置錯誤（wù）、差壓變送器零點漂移等。處理措施針對具（jù）體情況檢查（chá）疏通引壓管、孔板、校核差壓變送器等。
但其主要故障為差壓變送器零點（diǎn）漂移、引壓管堵塞，實際維護過程就發生過（guò）差壓變送器零點漂移、引壓管堵塞導（dǎo）致的自動上（shàng）水（shuǐ）控製失靈的故障。
3.3.2 純堿計（jì）量表維護及故障處理純堿計量表在實際運行過程中存在以下缺陷和故障：
（1）不能用來測（cè）量氣體、蒸汽以及含（hán）有（yǒu）大量氣體（tǐ）的液體；
（2）不能用來測量電（diàn）導率很低的液體介質（zhì）；
（3）普通工業用純堿計量表的優缺點由於測量管內襯材料和電氣絕緣材料的（de）限製，不（bú）能用於測量高溫介質，也不能用於（yú）低溫介質的測量，以防止測量管（guǎn）外結露或結霜破壞絕緣；
（4）純堿計量表易受外界電磁幹擾的影響。但其主（zhǔ）要故障為流量計顯示為零，究其（qí）原因有（yǒu）傳感（gǎn）器零部件損壞或測量內壁有附著層和（hé）轉換器元器件損壞以及（jí）流量顯示（shì）波動較（jiào）大。定期於（yú）鍋爐停產檢修時打開純堿（jiǎn）計量表檢查更換損壞的元器件並清理管道結垢及傳感器內壁附著層（céng），同時將流量傳感器與管道絕緣並單獨設置接地裝置，接地線采用（yòng）截麵大於4mm2的多股銅線（xiàn），接地（dì）電阻應小於4Ω。實際維護過程曾（céng）經發生過傳感器零部件損（sǔn）壞或測量內壁有附著層導致純堿計量表顯示為零的故障，當時正值3台35T燃氣鍋爐並聯運行確保公司生產用蒸（zhēng）汽，為確保生產的正常進行被迫加贈了一台外夾式超聲波流量計輸出至上位機，以確保鍋（guō）爐汽包水（shuǐ）位的自動（dòng）調節，待停（tíng）產檢修期（qī）間檢修純堿計量表恢複正常，但仍保留了超聲波流量計（jì）作為純（chún）堿計量表的故障備用維護方案。
3.3.3 超（chāo）聲波流量計（jì）維護及故障處理
超聲波流量計實際運行（háng）過程中存在以下缺陷和故障：
（1）溫度測量範圍不高，一（yī）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、影響測量精度。
（3）直管段要求嚴（yán）格。其為前20D後5D，否則離散（sàn）性差，測量精度差。
（4）安裝（zhuāng）的不確定性，會給流量測量帶（dài）來（lái）較大誤差。
（5）測量管道因結垢，會嚴重影響測量準確度，帶來顯著的測量誤差，甚至在嚴重時儀表無流量（liàng）顯示。
（6）可（kě）靠性、精度等級不高（一般為1.5~2.5級左右），重複性差。超聲波流量計是通過測量流體速©度再（zài）乘以（yǐ）管道內截麵積來確定流量。而該流量（liàng）計無法直接測量內徑和管道（dào）圓度，隻能根據外（wài）徑、壁厚按標準圓估算截麵積，由此帶來的不確定（dìng）性已超過1％，因此精度受到限製。
（7）使（shǐ）用壽命短（一般精度隻能保證2年（nián））。超聲波流量計（jì）主要（yào）故障為（wéi）瞬時流量（liàng）值波動大、易（yì）受現場強幹擾，處理措施調整探頭位置或選擇“Z“型安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，超聲波流量計安裝遠離變頻器和強磁場幹（gàn）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（kòng）製技術的發展，更多性能優異、工作可靠、測（cè）量精（jīng）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（chǎn）實際中，同時根據（jù）每種流（liú）量計的適用（yòng）範圍及其局限性合理選用流量計，並且日常（cháng）加以精心保養、維護、維修，流量計在延長（zhǎng）設備使（shǐ）用（yòng）壽命、降低故障率保障生產正常（cháng）運行、降低設備運行成本、節（jiē）能減排、保護環境等各個方麵將會發揮更（gèng）大作用，帶（dài）來更大的（de）社會效益、經濟效（xiào）益。

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