冷卻水塔液位計，本文介紹HLCSBYB-5型超聲波液位計在發電廠冷卻水塔中的應用, 并提出日常運行與維護以及儀表工作中的注意事項
在眾多生產環節里, 需要對物料的物位進行跟蹤和監測, 并將獲得的數據如實反饋到控制系統中進行系統開閉環及聯鎖控制, 從而保證工業生產正常運轉。發電廠中的冷卻水塔液位與冷卻泵及機組有著重要電氣聯鎖, 因此液位計是否真實反映水位并反饋到控制系統, 關系到機組運行的穩定。超聲波液位計不僅測量范圍廣, 而且其分體式產品能進行HART通訊及編程。這類液位計一般用于罐類、蓄水池等容器類設備物料料位的測量。
1 超聲波液位計原理
安裝在容器頂部的傳感器探頭向容器底部 (物料表面) 發射超聲波, 當超聲波被發射到被測物體表面上時, 經由物料表面反射, 超聲波再返回到傳感器探頭上。HLCSBYB-5型超聲波液位計內部自帶計算物料高度的功能。
假設超聲波的傳輸距離為S, 傳輸時間為T, 超聲波在空氣中的傳播速度為V, 則:S=VT/2。
2 超聲波液位計的性能
(1) 高能量。超聲波液位計自帶的高能量可以穿透粉塵、蒸汽、泡沫及其他干擾類的物體, 而HLCSBYB-5傳感器即使表面附著超過1cm粘物, 也能正常測量。
(2) 低頻率。頻率的大小與傳輸距離、波長有關。頻率越低, 穿透能力越強, 波長越大, 能量也就越大。越低的頻率能使超聲波穿透能力更強, 他物干擾性變弱, 保證超聲波反射的強度, HLCSBYB-5型能將發射頻率降低到4kHz, 能測量到更遠的距離。
(3) 自動增益。HLCSBYB-5型超聲波液位計能根據工況的不同, 位置地理條件及環境的不同, 有差別性地決定聲波的回波能量大小, 并能夠自動調節增益, 可在惡劣的工況環境中使用。
(4) 回波識別技術。在惡劣的工況環境中, 需要識別聲波中的雜波以去除干擾波,HLCSBYB-5借鑒了雷達測距的回波技術, 使用其的軟件進行識別操作。
(5) IP防護等級。國家標準GB4208-84和電工委員會標準IEC529-76關于外殼防護等級的有IP65防噴水型和IP68潛水型。在防護等級的選擇中, 考慮到冷卻水塔內環境常年潮濕, 水汽充足, 選擇防護等級為IP68的探頭, 以防止水汽及其他原因對傳感器探頭的腐蝕及損害。
(6) 盲區。頻率越低, 盲區越大, 在參照相關選型表所列舉的數據并根據現場的實際情況, 應盡量選擇盲區小并能滿足實際工況的產品。對于HLCSBY-5可以在軟件參數中糾正一部分盲區參數, 這樣可以減少硬件產品升級而需要的設備費用。
(7) 頻率。考慮到外部環境及江南地區季節因素的影響, 選擇30kHz傳感器用于冷卻塔液位的監測, 可以保證液位參數的準確性。
3 硬件安裝
首先要熟悉現場的工況環境及相對濕度, 進行現場勘察后再進行安裝。安裝方式包括管口安裝、平面安裝及立管安裝三種。安裝要求:傳感器要與液體表面垂直安裝, 遠離液面;避免障礙物干擾發射器正常工作;遠離磁場的干擾;正確設置盲區距離;聲束角位置需符合要求。傳感器的安裝如圖1所示。
圖1 傳感器的安裝
4 軟件設置
HLCSBYB-5軟件部分參數設置如圖2所示, 主要包括以下部分。
圖2 參數設定
(1) QuickSet:主要對物料的測量范圍及應用方式進行快速設定, 包括Low Lever、Hi Lever和Application Type。
(2) Output Adj:主要對電流輸出信號進行調整, 由4mA Adj和20mA Adj組成, 以彌補傳輸至PLC的電流偏差導致中控數據偏離。
(3) TX Setup:增益部分, 增益比例的設置可以提高傳感器防*力。
(4) Tranking:一般在廠內設置, 現場安裝及調試時不建議修改其中的參數值。
5 儀表通訊
由于冷卻水塔內常年潮濕, 因此選擇分體式超聲波液位計用于冷卻水塔液位的監測。傳感器探頭與儀表連接, 儀表端4~20mA電流信號接至電氣室PLC模擬量輸入點。傳感器參數除了可使用自帶面板按鍵設置外, 還可以外接HART通訊線, 連接電腦進行參數設定 (由于儀表端長期外露, 按鍵容易失效, 在特殊情況下需要設置時, 可以用HART線連接后進行外部設定, 從而能避免這類問題, 而且能通過自帶軟件進行傳感器波形矯正) 。
6 超聲波液位計日常運行與維護注意事項
(1) 水蒸氣會明顯導致聲波穿透力下降, 因此在日常運行中需通過增加增益的方式來彌補, 但這種方式識波靈敏度會更加敏感, 需要多次調試。
(2) 傳感器探頭與水面間應無管路及障礙物, 否則會影響超聲波的反射。
(3) 泡沫會吸收能量, 甚至會在*吸收下導致斷線超量程的情況。所以在冷卻水處理階段, 運行人員一定要密切觀察冷卻水的表面情況, 防止因水處理中添加剝離劑而使冷卻水浮面有大量泡沫, 使探頭探測失靈, 以至聯鎖跳停機組。
(4) 冷卻水的降溫方式包括塔頂的冷卻風扇和開式結構強制及自然降溫, 氣流的速度一般不會超過50km/h, 強大的氣流通過勢必會影響聲波的發射和反射, 此項在初期設計時需考慮。
(5) 溫度不同, 聲波傳播的速度也不同, 為了能夠準確地反映物料實際測量值, 在條件允許的情況下盡量選擇頻率小、穿透能力強的型號, 以避免溫度對傳感器的影響。
7 結語
選用HLCSBYB-5超聲波料位計實現冷卻水塔液位監測, 安裝調試和后期維護工作量小, 抗*力強, 能及時有效地反映真實的液位高度, 在實際運用中, 未發生過因為儀器故障導致跳機的事故。/goodsid/fenleier/2675588/1.html。
