紀(jì)科

摘 要：火力發(fā)電廠污水坑液位控制也是生產(chǎn)工作中不可或缺的一項(xiàng)重要工作。由于污水坑環(huán)境惡劣，現(xiàn)場(chǎng)臟污，對(duì)設(shè)備的使用壽命和維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和難度產(chǎn)生了很大影響。針對(duì)這些問(wèn)題，總結(jié)自己的一些工作經(jīng)驗(yàn)，提出了本文中設(shè)計(jì)的污水坑液位控制器在線(xiàn)清洗及穩(wěn)定控制技術(shù)，希望能對(duì)各位讀者有所幫助。

關(guān)鍵詞：污水 液位 在線(xiàn)清洗 穩(wěn)定控制 非接觸

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-9082（2020）03-0-02

一、背景

火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機(jī)組都配套有污水處理系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生間接的影響。這些系統(tǒng)包括凝結(jié)水泵泵坑污水處理系統(tǒng)、循環(huán)水泵泵坑污水處理系統(tǒng)和煤場(chǎng)污水坑系統(tǒng)等。

目前，上文提到的各種污水處理系統(tǒng)，大多采用拉繩浮球開(kāi)關(guān)來(lái)控制泵坑的液位。常用三個(gè)開(kāi)關(guān)控制，分別是液位低開(kāi)關(guān)、液位高1值開(kāi)關(guān)和液位高2值開(kāi)關(guān)。由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，污水臟污難堪，而且在污水中常會(huì)存在各種雜質(zhì)，致使拉繩浮球開(kāi)關(guān)工作壽命短，可靠性差，維護(hù)難度高，經(jīng)濟(jì)性不佳。

詢(xún)問(wèn)部分兄弟單位，也存在同樣普遍而又棘手的問(wèn)題。比如青銅峽大壩電廠、張家口發(fā)電廠、唐山陡河發(fā)電廠等，污水坑液位的控制，也是他們一直在研究的技術(shù)。

二、機(jī)組污水泵坑液位控制的現(xiàn)狀和弊端分析

火力發(fā)電廠污水坑液位控制通常采用三個(gè)拉繩浮球開(kāi)關(guān)控制兩臺(tái)污水泵的方式三個(gè)拉繩浮球開(kāi)關(guān)分別是液位高2值開(kāi)關(guān)、液位高1值開(kāi)關(guān)和液位低開(kāi)關(guān)。當(dāng)液位低開(kāi)關(guān)隨污水液位下降復(fù)位后，聯(lián)鎖停止所有排污泵;當(dāng)液位上升使液位低開(kāi)關(guān)動(dòng)作，并繼續(xù)上升，迫使液位高1值開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，聯(lián)鎖啟動(dòng)一臺(tái)排污泵;當(dāng)一臺(tái)排污泵聯(lián)鎖啟動(dòng)后，液位仍然上升并導(dǎo)致液位高2值開(kāi)關(guān)動(dòng)作，此時(shí)，聯(lián)鎖啟動(dòng)另一臺(tái)排污泵。

以某機(jī)組凝結(jié)水泵坑污水排放系統(tǒng)中三個(gè)浮球開(kāi)關(guān)控制兩臺(tái)排污泵的配置為例，由于三個(gè)浮球在污水中浸泡，常被污水中的雜質(zhì)卡住而不能正常動(dòng)作，導(dǎo)致污水從坑中溢出。由于液位開(kāi)關(guān)升降緩慢并常有波動(dòng)，使得浮球開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)狀態(tài)的切換不利索，導(dǎo)致觸點(diǎn)經(jīng)常間隙放電而嚴(yán)重影響浮球的使用壽命。由于浮球直接浸泡在污水中，一旦浮球漏水，開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)就會(huì)與污水接觸而導(dǎo)電，危急人員安全。由于污水中的油泥和雜質(zhì)很多，長(zhǎng)時(shí)間浸泡，會(huì)在浮球開(kāi)關(guān)及其引線(xiàn)上沉積很厚的臟污物，給檢修維護(hù)工作帶來(lái)非常大的不便，而且雜物的存在，使得浮球開(kāi)關(guān)非常容易被損壞。又由于設(shè)備檢修時(shí)，人員需要站于覆蓋在污水坑口的格柵板上，對(duì)檢修人員的人生安全也產(chǎn)生了不利的影響。

三、在線(xiàn)清洗和穩(wěn)定控制技術(shù)的介紹

1.系統(tǒng)概述

圖1給出了本技術(shù)的系統(tǒng)示意圖。新設(shè)計(jì)液位計(jì)存在液下部分和液上部分。液下部分采用機(jī)械防卡結(jié)構(gòu)，不銹鋼浮球和由三棱柱體構(gòu)成的概念浮球桶，可防止浮球被浮球筒壁上沉積的污垢卡住，并過(guò)濾液位波動(dòng)，避免因液位波動(dòng)而頻繁觸發(fā)液位開(kāi)關(guān)，縮短使用壽命。刷污結(jié)構(gòu)用于在線(xiàn)清理、刷拭浮球筒的表面積污。

液上部分安裝信號(hào)觸發(fā)機(jī)構(gòu)，可避免探頭與污水接觸而短路損壞，也可避免探頭與污水接觸而臟污。液位信號(hào)檢測(cè)元件采用非接觸式接近開(kāi)關(guān)，安裝在液上部分，安裝維護(hù)方便。

為防止由于沉積的淤泥過(guò)厚而使液位控制器的浮球不能正常下降到最低水位，我們建議在排污泵出口管道上引出一路沖泥管，沖走沉積在液位計(jì)下方的淤泥和雜物。

圖1系統(tǒng)示意圖

2.設(shè)計(jì)思想

本設(shè)計(jì)主要解決的問(wèn)題之一，就是減小浮球隨液位上下浮動(dòng)時(shí)與浮球筒壁間的阻力。將浮球筒壁與浮球的接觸方式，由“面接觸”改造為“線(xiàn)接觸”，就可實(shí)現(xiàn)。采用棱柱結(jié)構(gòu)，讓棱柱的一條棱與浮球接觸，使得接觸方式由“面接觸”改造為“線(xiàn)接觸”。

平面是最簡(jiǎn)單的加工工藝。三棱柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可減小加工難度，降低成本，使整個(gè)設(shè)備的重量減小。

浮球液位計(jì)一般都豎直安裝，浮球延豎直方向在浮球筒內(nèi)浮動(dòng)。本設(shè)計(jì)，將浮球筒壁改造成由數(shù)根豎直安裝的三棱柱（樣例設(shè)計(jì)中采用12根三棱柱）構(gòu)成的概念浮球筒。工作時(shí)，每根三棱柱的三條棱中的一條棱與浮球接觸。

十二根三棱柱延圓弧均勻分布，兩兩之間形成均勻的小縫隙。當(dāng)污水坑的液面被擾動(dòng)而波動(dòng)時(shí)，由于這些小縫隙的存在，對(duì)傳遞到浮球下的液面波紋形成阻尼作用，從而使浮球受到液面波紋的擾動(dòng)大大減小。即三棱柱之間的小縫隙還可以對(duì)液位波動(dòng)起到阻尼過(guò)濾作用。

通過(guò)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用到的刷子的結(jié)構(gòu)做一些調(diào)整，做成浮球筒刷，用于在系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中在線(xiàn)清理三棱柱上和浮球上的污垢，使用時(shí)非常干凈、簡(jiǎn)單、方便。

3.部分零部件結(jié)構(gòu)及簡(jiǎn)要說(shuō)明

該裝置采用模塊化設(shè)計(jì)思想，將浮球筒固定支架、浮球筒、液位開(kāi)關(guān)固定罩分成各個(gè)模塊，模塊的安裝拆除只需簡(jiǎn)單的插拔和撥扣即可，簡(jiǎn)單方便。

這里的浮球筒是個(gè)概念桶，是由12根三棱柱沿圓弧均勻分布而圍成的桶裝結(jié)構(gòu)。工作時(shí)，三棱柱的一條棱與浮球相接觸，從而極大地降低了浮球的摩擦阻力。為了保證精度和裝配間隙滿(mǎn)足要求，我們?cè)O(shè)計(jì)浮球的直徑比三棱柱的棱所構(gòu)成的圓的直徑小1mm。理論上講，浮球在工作時(shí)只能同時(shí)與兩條相鄰的棱接觸，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于加工精度和裝配過(guò)程等的誤差，或機(jī)械外力作用，浮球可能同時(shí)與兩條以上的棱接觸。這時(shí)，如果與浮球相接觸的棱都分布在浮球的一段劣弧內(nèi)（即最多有5條相鄰的棱同時(shí)與浮球相接觸），則不影響設(shè)備的正常工作;如果由于運(yùn)輸和安裝問(wèn)題，導(dǎo)致與浮球同時(shí)接觸的棱分布在浮球的一段優(yōu)弧內(nèi)或者是浮球的半圓弧內(nèi)，則有可能導(dǎo)致浮球被與之接觸的棱卡住，致使液位控制器不能正常工作。故在安裝結(jié)束后，一定要認(rèn)真檢查浮球是否能夠沿著既定的方向自由活動(dòng)。

各條三棱柱之間形成的小縫隙，對(duì)液面的波動(dòng)形成了阻尼作用，對(duì)液面波動(dòng)可以有效過(guò)濾，避免了由于液位波動(dòng)大而導(dǎo)致信號(hào)誤發(fā)。