高壓電磁流量計在供水係統中的技術改造與實施

摘要：技術供水係統（tǒng）是水電廠輔助設備中*基（jī）本的係統之一。水電廠技術供水係（xì）統包括技術供（gòng）水、消防供水和生活供水。為準確監視機組技術供水水管流量，提高機組安全運行指標，大化電廠結合技術（shù）供水現況，研究（jiū）決定進行技術改造 , 增設帶現場顯示的高壓電磁流量計，解決技術（shù）供水水管流量實時監視（shì）問題，便於運行人員及時掌（zhǎng）握機組技術供水情況及日常巡回檢查。經過（guò）改造（zào） , 達（dá）到了預期目的。
1 概述
大化水力發電總廠位於紅水河中遊，是紅水河流域 10 個梯級電站中的*六（liù）級，下轄大化（huà）電廠和百龍灘（tān）電廠（chǎng），總裝機容量為 758MW。大化（huà）電廠一期工程在右岸，共有 4 台（tái）水輪（lún）發電機組，二期工程在左岸，1 台水輪發電機組，總裝機容（róng）量（liàng） 566MW，設計多年平均（jun1）發電量為 28.63 億 kW.h。1998 年起用 4 年時間進行增容改造，改造後總裝機容量為4×11.4 萬千瓦，二期工程於 2007 年 7 月 26 日正式開工建設，在原大壩左岸增加了 1 台 11 萬千瓦的機（jī）組 , 2009 年 6 月底投產發電。
2、右岸技術供水情況
大化電廠技術供水包括右（yòu）岸和左（zuǒ）岸供水，本文以右岸 3 號（hào）機技術供（gòng）水係統增設帶現場顯（xiǎn）示高壓（yā）電磁流量計技術改造方案為例進行分析說明。右（yòu）岸技術供（gòng）水係（xì）統（見圖 1）由各機組單元（yuán）蝸殼取水（shuǐ）主水源、濾（lǜ）水器、主供水泵、正反向切換閥（3202 閥與 3204 閥開為反向取水，3203 閥與 3205閥開為正向取水，運行（háng）時隻開其中一種）、備用水源（yuán）、備用濾水器、備用供（gòng）水泵和備用總水管構成一個整體，並通過 0211 閥與廠房消防水係統相連接，可通過主水源自流供水、主水（shuǐ）源水泵增壓（yā）供水、備用水源自流供水、備用水源水泵增壓供水等不（bú）同供水方式向機組推力（lì）軸承冷卻器和發導軸（zhóu）承冷卻器、水導軸（zhóu）承冷卻器、發（fā）電機空氣冷卻器提供冷卻水（shuǐ）源。機組技術供水正常運（yùn）行采用單（dān）元蝸殼取水的供水方式運（yùn）行，以備用水源供水為輔。機組主軸密封用水（shuǐ）分別取自生活供水水源和技術供水（shuǐ）備用總管水源，向機組大軸提供可調水壓端麵密封水源。在現場配置一個技術供水現地單元櫃，實現對機組（zǔ）技術供（gòng）水係統設備自動控製、故障保護及報警。櫃內配置可編（biān）程 PLC 控製係統，電控櫃對主供增（zēng）壓（yā）泵、3202 至 3208 電動碟閥進行流程控製。

由技術供水現地單元（yuán）觸摸屏或監控上位機進行（háng）開、關閥操作。機組正常（cháng）運行時，技術供水現地單元櫃控製把手應置於“遠控”方（fāng）式運行，由監控上位機（jī）進行遠程操作，把手置於“現地”方式，由技術（shù）供水現（xiàn）地單元櫃觸摸屏進行操作。設定機組停機 10 分鍾後（hòu）自動（dòng）關閉技術供水，該功能由開（kāi）停機啟停技（jì）術（shù）供水壓板控製。自流供水時，濾過器前壓（yā）力小於（yú） 0.25MPa，應（yīng）清掃蝸殼（ké）取水口（kǒu）；水泵（bèng）供水時，濾過器前壓力小於 0.20MPa，應改用備用供水，進行蝸殼取水口的清掃。機組檢修恢複前，技術供水（shuǐ）係統必須進行耐壓試（shì）驗 , 合格後方可投（tóu）入運行（háng）。耐壓參數：P=0.3MPa，t=30 分（fèn）鍾。
3、技術供水改造原因（yīn）
機組自動開機時，會自動下發（fā）指令開啟（qǐ）技術供水，機（jī）組冷（lěng）卻水中斷信號作為開機條件（jiàn）之一，其中（zhōng）冷（lěng）卻水中斷信號包括推力冷卻水中斷及水導冷卻水中斷。大化電廠是水庫（kù）無調（diào）節（jiē）的水電廠，水（shuǐ）位落差變化快，而原大化電（diàn）廠右岸技（jì）術供水示流器（qì）無（wú）流（liú）量顯示（shì），無法監視到供水水管流量大小，對開機及監視機組安全運行非常不利，影響機組備用可（kě）靠性，對電網係統緊急斷麵（miàn）調峰調頻有惡劣影響。為了方便運行人員掌握機組（zǔ）技術供水實（shí）時情況 , 確（què）保機組正常開（kāi）啟及安全穩定（dìng）運行，研究決定增（zēng）設帶現場（chǎng）顯示的高壓電磁流量計。
4、改造方案（àn）及實施
技術供水係統設有主、備用水（shuǐ）源。主水源是蝸殼取水，作為機組技術供水（shuǐ）的主用水源。備用水源有兩個，一個是設在 1 號機（jī）段的壩（bà）前取水，取水口高程為 145m，另一個是同 4 號機組蝸殼取（qǔ）水共用取（qǔ）水口的蝸殼備（bèi）用取水。兩路備用水源均接到備用（yòng）總水管，並通過 X207 閥分別與各台機（jī）組的技術（shù）供水係統相連（lián）通（tōng）（見圖 2）。

4.1、改（gǎi）造原則
本次改造（zào）采用寶得（dé） burkert8045 型高壓電磁流（liú）量計 , 是集溫度、壓力（lì）、流量傳感（gǎn）器和智（zhì）能流量積算儀於一體的新一代高精度、高可靠性的精密計（jì）量儀表。一（yī）體（tǐ）式高壓電磁流量計（jì）包括一個流量傳感器和一個帶顯示器的（de）發送器，外殼為 IP 65 防濺。具有與流量成正比的 4~20mA 標準輸出信號（hào），電子線路故障時提供（gòng） 22mA 的故障信號。
4.2、安裝說明
現場安裝時應注意（yì）遠離可能對其產生幹擾的大型設備，防止長期的熱輻射和其他如（rú）磁場直射等環境影響。為確保高測量精度（dù）和較好的零點穩定性，進行校正前，高壓電磁流量計應裝入工藝介質（zhì）中（zhōng）至少 24 小時電*鈍（dùn）化。安裝的（de）管路設計（jì）應確保管道始（shǐ）終充滿流體，防止測量誤差，管路設計圖見圖 3。

垂直安裝時確保流向由下而上，如圖 4 中箭頭所示，應與管道水平中心線（xiàn）成 45 度角（jiǎo）安裝高壓電磁流量計。
測量流向（xiàng）取決於高壓電磁流量計的安裝方位，將高壓電磁流量計在接（jiē）頭上旋轉 180 度即可（kě）反向。正（zhèng）流向時，高壓電磁流量計的突耳應在上遊方向。流量顯示總是（shì）正的，而累加器可以根據（jù）流向增加或者（zhě）減少。安裝中確（què）認管路設計不允許在（zài）介質中產生氣泡或空腔（qiāng），否則將引起測量誤差（見圖 5）。
4.3、安裝（zhuāng）位置
右岸廠房（fáng） 3 號（hào）機推力冷卻供水管安裝 3 組高壓電磁流量計，分別位於 3 號機推力（lì）冷卻器正向供水（反向排水）3259 閥、3 號機（jī）推力冷卻（què）器正向供水（反向排水）3263 閥、3 號機推力冷卻器正向供水（反向（xiàng）排水）3267 閥（fá）後；發導冷卻供水管安裝 2 組高壓電磁（cí）流量計，位於 3 號機發導冷卻器正向供水（shuǐ）（反向排水）3271 閥（fá）、3 號機發導冷卻器反向供（gòng）水（正向排水）3270 閥（fá）門後； 水（shuǐ）導冷卻供水管（guǎn）安裝 1 組高壓電磁流量計, 位於 3 號機水導正向供水（反向排水）3217 閥門後，高壓電磁流量計安裝位置要保證上（shàng）遊直管長度為（wéi） 10DN，下遊直管（guǎn）長度（dù） 5DN（見圖（tú） 6）。安裝在推力冷卻供水管的 3 組高（gāo）壓電磁流量計和水導冷卻供水管 1 組高壓電磁流量計（jì）取代原有的示流器。

請確（què）認（rèn）管路設計不允許在介質中產生氣泡或空腔，否則將引（yǐn）起測量（liàng）誤差。

推力冷卻水高壓電磁流量計：3 個高（gāo）壓電磁流量計開關量（liàng）和 3 個原示流器開關量串接，送至監控係統作為機組開機條件判斷依據。發導（dǎo）冷卻水（shuǐ）高壓（yā）電磁流量計：2 個高壓電磁流量計開關量串接，送至監控（kòng）係統，作為機組開機（jī）條件判斷依據（jù）；
水導冷卻水高壓（yā）電磁流量計：1 個高壓電磁流量計開關量送至（zhì）監控係統，作為機組（zǔ）開機條件判斷依據；
以（yǐ）上均采用模擬（nǐ）量三線製（zhì）接法，上送（sòng）至監控係統用於運行人員監視。
增加 3 號機發（fā）導冷卻水流量通斷測點作為（wéi）機組開機條件（jiàn）中技術供水是（shì）否正（zhèng）常的判斷依據。
5、改造效果
5.1 技改後通過監控上位機
畫麵可以（yǐ）實時（shí）監控（kòng）推力（lì）、水導、發導流量（liàng），當水流量（liàng）過低時發報警信號到監控上位機，掌握水流量實時數（shù）據（jù）。帶現（xiàn）場顯示高（gāo）壓電磁流量計無機械（xiè）可動部件，穩定可靠，壽命長，在安裝正確的條件下傳（chuán）感器是免維護的，長期運行無須特殊維護 , 維護成本低。
5.2 實現了機電一體化，如在使用過程中傳感器被汙染或阻塞可用水或其他與 PVDF 和SS316L 相容的清洗劑清洗。建議在清洗電*後 24小時（shí）或流體（tǐ）改變後進行零點校正。
5.3 日（rì）常的計量過（guò）程不需人工（gōng）值守，測量信號既可就地顯（xiǎn）示，也可（kě）按需遠傳。流量測（cè）量範圍較寬 , 可在孔板和渦街流量計無法涉（shè）足的（de）部分小流（liú）量區域進行有效工作，體積小、重量（liàng）輕，離線標定較為（wéi）方便，工藝（yì）安裝條件不苛刻（kè），儀表上、下遊直管段（duàn）可較孔板（bǎn）和渦街流量計大大（dà）縮短。
5.4 具有優異的量程比，在（zài）低流速或流量變化幅度較大的流域具有良好的適用性。
5.5 技術供水改造後 , 機組因技（jì）術供水流（liú）量中斷引起的開機不成功率降低，減少了（le）因供水流量低對機組各軸承冷卻的影響，運行可靠（kào），對機組安全運行（háng）提供一定的保障。
6、結語
本次技改（gǎi）解決了原大化電廠技術供（gòng）水示流器（qì）無流量顯示、無法（fǎ）監視到供水水管流量大小、無（wú）法調整低流量報警定值功能難題。便於運行人員巡回監視（shì），免於維護，提高效益，確保機（jī）組（zǔ）安全穩定運行。

上一篇：管道電（diàn）磁流量計在（zài）汙水處理對自動控製技術的應用分析

下一篇：分體式電磁流量計的實際優勢與改進空間