淺析磁反轉板液位計

鋼鐵廠換熱設備疏水問題及處理方法:

目前，若干換熱站的大型換熱設備以管式換熱器為例，一般集中配置，上層為換熱設備主體，下層為冷凝水回收裝置，因此節(jié)約了設置面積，冷凝水的回收也變得容易。 但是，近年來一些換熱站將換熱設備、冷凝水回收裝置等設備共同配置在一個水平面上，此時在蒸汽不斷變化的情況下，形成的冷凝水仍能正常回收，面臨新的挑戰(zhàn)。 本文主要討論這個問題的解決辦法。

首鋼京唐鋼鐵公司為滿足鋼鐵廠的正常生產(chǎn)需求，在廠內(nèi)設置了5個集中供暖站，分別為1#、2#、3#、4#、5#換熱站，分布于全廠，主要負責供暖全廠內(nèi)各相關生產(chǎn)和生活與管理設施建筑所需的高、低溫熱水，同時考慮管網(wǎng)蒸汽使用量的平衡 各換熱站的主要換熱設備為蒸汽-水式換熱器，蒸汽在各換熱器散熱后產(chǎn)生的冷凝水，全部回收到工廠的各工藝設備中作為生產(chǎn)用水。 但是，由于管網(wǎng)、用戶等外部原因，進入管式熱交換器的蒸汽量少，壓力低時，熱交換過程中產(chǎn)生的結露水無法回收，在管式熱交換器內(nèi)逐漸變多，結露水的液位持續(xù)變高，熱交換效率急劇下降，其中特別是大型熱交換器變得更加嚴重 為此，本文以首鋼京唐鋼鐵公司4#換熱站為例，綜合分析了現(xiàn)場兩臺QTQH-W-N-32MW型高溫蒸汽-水換熱器后，提出了解決新?lián)Q熱器疏水問題的新方法，適應了外部蒸汽的不斷變化。

1、水系統(tǒng)介紹

1.1容器補充

車站內(nèi)設置補充罐，補充罐容積為20m3，具體尺寸為3000 & times 3000 & times； 2500mm，水箱設有進水口、排水口、溢流口、油箱頂部工作口、液位計接口、泵進水口等必要接口和內(nèi)、外搭接，底部設有隔板。 其中，進水口配備有自動浮球閥，浮球閥能夠根據(jù)油箱液位自動開閉。 底部分隔可以有效地過濾水箱內(nèi)的硬性雜質(zhì)。 該罐可緩沖系統(tǒng)的水流量變化，防止水流量變動較大時影響供暖系統(tǒng)的正常運轉。

1.2自動變頻恒壓供水裝置

該站設有自動變頻恒壓恒壓供水裝置，變頻供水泵2臺，變頻控制箱1套，單體供水泵的主要參數(shù)如下: (1)流量: 20m3/h； (2)揚程: 58.8m (3)馬達電力: 11kW/380V (4)運轉水溫: &le； 40℃； (5)環(huán)境溫度: 5℃~40℃； (6)工作壓力: &le； 1000千帕。 該裝置的運行方式有手動和自動兩種，自動的情況下可以根據(jù)現(xiàn)場的實際運行狀況設定參數(shù)。 暖氣系統(tǒng)穩(wěn)定運轉時，通常設定為自動給水，泵為1臺，2臺泵按設定時間自動切換運轉，裝置通過安裝在與系統(tǒng)連接的配管上的壓力傳感器檢測系統(tǒng)的壓力，向內(nèi)部的CPU上載數(shù)據(jù)，比較預先設定的參數(shù) 當系統(tǒng)壓力等于已經(jīng)設定的壓力參數(shù)時，泵停止運轉，進入休眠期，等待系統(tǒng)壓力降低，再次變頻啟動。 此外，該裝置設有自動泄壓閥，當系統(tǒng)壓力超過預先設定的參數(shù)時，裝置通過自動泄壓閥釋放壓力，維持系統(tǒng)的恒定電壓。

1.3循環(huán)泵

該站配備三臺ISR200-150-440型臥式高溫熱水循環(huán)泵，正常工作時，一臺泵的主要參數(shù)如下: (1)流量: 550m3/h； (2)揚程: 54.5m (3)分配電機功率: 132kW/380V (4)工作溫度: &le； 100℃； (5)工作壓力: &le； 1200千帕。 泵通過柔性聯(lián)軸器連接。 標準軸承、水泵葉輪青銅材質(zhì)、配合耐腐蝕的泵體樹脂砂鑄造、泵軸采用不銹鋼材質(zhì)。 其中泵的轉子及其主要旋轉部件進行了靜平衡和動平衡試驗。 靜平衡精度為GB9239的G6.3級以上，動平衡精度為GB9239的G2.5級以上。 泵的振動在無汽蝕運行條件下測量，軸承部的振動值滿足JB/T8097的規(guī)定。 泵的起動方式有定位起動和遠程起動兩種方式。

2 .蒸汽系統(tǒng)介紹

2.1蒸汽管道

該車站的蒸汽管道由一次電動截止閥、y型過濾器、減壓閥、電動調(diào)節(jié)閥、二次手動閥等五個部分構成的旁路上只設有一個手動閥。 正常情況下，廠區(qū)管網(wǎng)蒸汽通過主路進入管式換熱器。 電動截止閥用于在緊急情況下快速可靠地切斷蒸汽源。 y型過濾器用于過濾蒸汽輸送的硬質(zhì)雜質(zhì)。 雜質(zhì)可以從設備所具有的排出口定期排出。 銘宇減壓閥通過調(diào)節(jié)自身的調(diào)壓螺栓，調(diào)整進入管式熱交換器的蒸汽壓力，保證進入管式熱交換器的蒸汽在允許的正常壓力范圍內(nèi)變動。 電動調(diào)節(jié)閥一般設置在遠程操作，工廠中心是遠程調(diào)節(jié)閥的開度，控制進入管式熱交換器的蒸汽量，適時調(diào)節(jié)供暖溫度。 二次手動閥正常動作時為全開狀態(tài)，主要用于電動調(diào)節(jié)閥停止運轉，調(diào)節(jié)蒸汽量。 旁通閥一般處于常閉預備狀態(tài)，管網(wǎng)壓力過低，蒸汽不能通過減壓閥時，或者主路的檢查需要隔離時，通過打開旁通供應蒸汽。

2.2冷凝水回收裝置

該站有3套冷凝水回收裝置，1套處理水量為40t/h。 各組裝置由冷凝水主體箱、除污器、汽水除去器、調(diào)壓裝置、冷凝水供水泵、液位傳感器、電氣控制盤等7大部分構成。 管式熱交換器運轉中形成的冷凝水在通過捕集器后，通過上升配管、水平配管進入回收裝置的主體箱。 此時，首先通過精密過濾器、除污器，對整個配管的油污、硬質(zhì)雜質(zhì)進行機械物理處理，再通過回收裝置上開設的排出閥定期排出垃圾。 罐內(nèi)的結露水通過汽水分離器分離二次蒸汽和飽和結露水，進而在密閉二次蒸汽的罐內(nèi)保持一定的空間和結露水比較穩(wěn)定的狀態(tài)，然后結露水通過汽水除去器，進入輔助使用的供水泵送入工廠管網(wǎng)。

3 .熱交換系統(tǒng)介紹

3.1管式熱交換器

熱交換器是將熱流體的一部分熱傳遞給冷流體的設備，也稱為熱交換器。 換熱器是生產(chǎn)過程中換熱和傳遞不可或缺的設備。 由于熱交換多為腐蝕性、氧化性強的材料，因此制造熱交換器的材料要求強的腐蝕性。 熱交換器的分類比較廣泛，主要分為螺旋板式熱交換器、波紋管式熱交換器、列管熱交換器、板式熱交換器、管殼式熱交換器、容積式熱交換器、浮子式熱交換器等。 由于制造熱交換器的材料要求強烈的腐蝕性，因此可以用石墨、陶瓷、玻璃等非金屬材料或不銹鋼、鈦、鉭、鋯等金屬材料制作。 但是，石墨、陶瓷、玻璃等材料制成的熱交換器容易損壞，體積大，熱傳導差等缺點，鈦、鉭、鋯等稀有金屬制成的熱交換器價格過高，但不銹鋼制成的熱交換器耐腐蝕性差，容易發(fā)生晶界腐蝕。

該站高溫水汽水道式換熱器有2臺，單體設備的主要參數(shù)如下: (1)換熱負荷: 32000kW； (2)溫水循環(huán)量: 550m3/h； (3)供水溫度: 130℃； (4)凝結水溫度: 80℃； (5)蒸汽計算壓力:0.2-0.4MPa (6)蒸汽計算溫度: 200℃，設備耐溫度考慮為300℃)結露水的出水溫度: &le； 85℃； (8)蒸汽消耗量: 48t/h (9)水側工作壓力: &le； 1200千帕。 該換熱器的內(nèi)部管材質(zhì)為不銹鋼。

管式換熱器工作原理:

如下圖所示，壓力為0.4~0.6MPa的飽和蒸汽從蒸汽入口進入管式熱交換器，通過擋板、隔板上下流通，z蕞終被熱水吸收，形成結露水從結露水出口流出。 一次溫水(溫度約20℃)從溫水入口流入，通過從左向右的熱交換管流入集管，通過從右向左的熱交換管從溫水出口流出，成為二次溫水，二次溫水流入系統(tǒng)，散熱后返回熱交換站循環(huán)泵入口，被加壓，再次流入溫水入口，反復進行這樣的循環(huán)加熱

4、疏水性問題

4.1熱交換初期

首鋼京唐鋼鐵公司4#換熱站生產(chǎn)于2008年冬季，由于當時大部分外部用戶沒有采暖條件，車站外部沒有設置采暖管道等諸多問題，4#換熱站不能擁有所有的高溫用戶，需要少量蒸汽，用戶的 在這種情況下，由于進入管式熱交換器的蒸汽量少，同時在其內(nèi)部沒有形成足夠的壓力，所以形成的少量冷凝水通過收集器后，不能通過收集器后的上升配管返回冷凝水箱，z終于熱交換器內(nèi)的冷凝水逐漸增加，磁板液位計長期顯示高水平，熱

4.2換熱中期

首鋼京唐鋼鐵公司4#換熱站2010年冬季隨著廠內(nèi)各項工程的結束，車站內(nèi)高溫管式換熱器幾乎擁有全部用戶，換熱器也接近全負荷運轉，換熱過程中形成的結露水幾乎全部回收。 但換熱站作為平衡全廠管網(wǎng)蒸汽的重要設施，需要根據(jù)管網(wǎng)蒸汽量適時調(diào)節(jié)。 管網(wǎng)蒸汽不足時，換熱器應斷續(xù)使用少量蒸汽。 通過對現(xiàn)場的長期觀察，這種情況下?lián)Q熱器內(nèi)的結露水開始逐漸增加，銘宇磁盤液位計顯示出高水平，換熱效率逐漸降低，出現(xiàn)沖擊管等現(xiàn)象，危及設備的壽命。

4.3熱交換后期

隨著換熱設備及其附屬設備的長期運行，換熱器的陷阱可能會變得不穩(wěn)定，換熱器在換熱過程中形成的冷凝水不能完全回收，在換熱器內(nèi)逐漸增多，z蕞終同樣會發(fā)生換熱效率降低、沖擊管出現(xiàn)等現(xiàn)象，危及設備的壽命。

五.解決辦法

5.1如上述圖所示，在原來的上升配管和收集器之間追加2個回路，其中主要由止回閥、配管泵構成。 管道泵和換熱器的銘宇自控磁反轉板液位計聯(lián)動，高低水平的管道泵根據(jù)現(xiàn)場的具體運行狀況自動起動停止，磁反轉板液位計的數(shù)值上傳到工廠指揮中心，實時遠程監(jiān)視，同時增設管道泵的緊急停止按鈕。 旁通只設置止回閥。 正常情況下，冷凝水通過旁通的止回閥可以順利回收到冷凝水回收裝置中，不正常的情況下，用配管泵加壓，可以順利回收。

5.2如上述圖所示，在原來的排水管路的手動閥門下側追加電動閥。 在通常運轉中，手動閥處于常開狀態(tài)，電動閥和熱交換器的命名空間被自我控制

儀表鏈設定高低等級的自動停止。 該高液位的上限必須高于配管泵起動時的上限，作為配管泵的檢查時或冷凝水過多時的支撐，保證熱交換設備的正常運行的該低液位的上限比配管泵停止時的上限稍高，保證配管式熱交換器內(nèi)有少量的結露水，減少蒸汽對設備直接造成沖擊

六、總結

調(diào)節(jié)手動排水閥可以排出部分凝結水，適度緩和管式熱交換器的高液位，但該方法浪費凝結水，在現(xiàn)場的應用有限。 閥門開度的大小與管式換熱器內(nèi)的結露水液位的高低直接相關，一經(jīng)過大會蒸汽不能完全散熱就會馬上溢出，過小的話設備液位會逐漸上升，因此大多需要反復進行現(xiàn)場調(diào)整，不僅消耗了很多人力和物資，實際效果也不理想。 首鋼京唐鋼鐵公司4#換熱站結合上述兩種方法，在原有基礎上增加部分設備后，通過2010年冬季運行檢測，從根本上解決了大型換熱設備的疏水問題，不僅釋放了人力，還提高了管式換熱器的換熱效率，使設備能夠長期穩(wěn)定運行。

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