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        工業(yè)冷凍系統(tǒng)液位計(jì)的改造

        2020-09-14 11:04:12陳學(xué)勇青海黃河水電新能源分公司青海西寧810007
        化工管理 2020年25期
        關(guān)鍵詞:液閥光柱定位器

        陳學(xué)勇(青海黃河水電新能源分公司,青海 西寧 810007)

        0 引言

        某多晶硅生產(chǎn)項(xiàng)目中工業(yè)冷凍RF1、RF2和RF3系統(tǒng)氣液分離器磁翻板液位計(jì)FISHER供液閥不同程度工作不穩(wěn)定,具體表現(xiàn)在:

        (1) RF1機(jī)組系統(tǒng)撬塊FISHER供液閥定位器反饋臂運(yùn)行時(shí)磨下很深的凹槽,閥位無(wú)法反饋,導(dǎo)致FISHER供液閥閥動(dòng)作需要手動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)法滿足使用要求;

        (2) RF3低溫系統(tǒng)撬塊不同程度地出現(xiàn)供液不穩(wěn)定,經(jīng)常出現(xiàn)需要人為手動(dòng)調(diào)節(jié),表面上無(wú)明顯損壞可能是使用時(shí)間較長(zhǎng)的金屬疲勞所致;

        (3)冷凝器損壞后水進(jìn)入系統(tǒng)中殼體生銹制冷劑運(yùn)行后清洗掉銹后沉積到系統(tǒng)的最低部,而液位檢測(cè)顯示位置就是系統(tǒng)的最低處導(dǎo)致了液位檢測(cè)和磁翻板出現(xiàn)不穩(wěn)定。

        1 項(xiàng)目改造的必要性及可行性

        1.1 改造必要性

        安裝在氣液分離器上積液柱上下的差壓檢測(cè)膜片檢測(cè)裝置將上下膜片檢測(cè)到的壓力信號(hào)送到差壓變送器輸出4~20mA差壓信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)分解變成2路4~20mA信號(hào),一路送到光柱顯示器另一路送到DANFOSS EKC347進(jìn)行信號(hào)處理,再輸出4~20mA啟動(dòng)信號(hào)給閥門(mén)定位器控制閥門(mén)開(kāi)度的大小。

        C01車(chē)間使用FISHER 667和GX閥門(mén),這兩種閥門(mén)有不同的控制方式,只要修改與他們對(duì)應(yīng)的合適控制方式閥門(mén)就可以穩(wěn)定工作,所以將液位從浮球檢測(cè)改成差壓檢測(cè),信號(hào)輸出從控制氣改成4~20mA。其需要的零部件也是配套的,沒(méi)有特別復(fù)雜的程序也沒(méi)有需要論證的技術(shù)問(wèn)題。

        如圖1、圖2所示,液位顯示采用差壓變送器輸出的信號(hào)直接光柱顯示準(zhǔn)確直觀。

        圖1 差壓傳感器套件正面圖

        圖2 差壓傳感器套件背面圖

        1.2 改造可行性分析

        現(xiàn)場(chǎng)光柱液位顯示與實(shí)際液位波動(dòng)平均液位近似(解釋?zhuān)簹庖悍蛛x過(guò)程中液位會(huì)上下波動(dòng))。

        閥門(mén)的動(dòng)作控制與液位相符合,液位高于“設(shè)定值+比例帶+死區(qū)”時(shí)閥門(mén)下行,液位低于“設(shè)定值+比例帶+死區(qū)”閥門(mén)上行,液位等于“設(shè)定值+比例帶+死區(qū)”閥門(mén)靜止。

        閥門(mén)的動(dòng)作幅度和時(shí)間與“比例帶+死區(qū)”有關(guān),“比例帶+死區(qū)”在控制器上可調(diào)。

        氣分的控制液位“設(shè)定值”可設(shè)置。

        安裝在氣分上積液柱上下的差壓檢測(cè)膜片檢測(cè)裝置將上下膜片檢測(cè)到的壓力信號(hào)送到差壓變送器輸出4~20mA差壓信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)分解變成2路4~20mA信號(hào),一路送到光柱顯示器另一路送到DANFOSS EKC347進(jìn)行信號(hào)處理,再輸出4~20mA啟動(dòng)信號(hào)給閥門(mén)定位器控制閥門(mén)開(kāi)度的大小。

        工業(yè)冷凍RF1、RF2和RF3系統(tǒng)氣液分離器磁翻板液位計(jì)FISHER供液閥使用FISHER 667和GX閥門(mén),這兩種閥門(mén)有不同的控制方式,只要修改與他們對(duì)應(yīng)的合適控制方式閥門(mén)就可以穩(wěn)定工作。而這種修改也是非常成熟的,只是液位從浮球檢測(cè)改成差壓檢測(cè),信號(hào)輸出從控制氣改成4~20mA。液位顯示采用差壓變送器輸出的信號(hào)直接光柱顯示準(zhǔn)確直觀。

        2 技術(shù)改造

        將現(xiàn)有的浮筒液位控制器改造成差壓液位控制器,加工與差壓傳感器法蘭相同的法蘭及接管,根據(jù)接管大小在液位采集豎管上切割相同大小的孔,安裝加工好的高低位法蘭、傳感器等。主要分為四個(gè)部分:

        (1)信號(hào)檢測(cè)單元;

        (2)控制處理單元;

        (3)驅(qū)動(dòng)單元;

        (4)光柱液位顯示裝置。

        2.1 信號(hào)檢測(cè)單元

        羅斯蒙特1199型遠(yuǎn)傳膜片可組裝到羅斯蒙特3051S、3051型差壓、表壓與絕壓變送器及液位變送器上。操作期間,薄的有彈性的膜片與充灌液把變送器的壓力敏感元件與過(guò)程的介質(zhì)隔離開(kāi),毛細(xì)管的管路或直接安裝的法蘭把膜片連接到變送器。所以采用ROSEMOUNT3501羅斯蒙特1199型遠(yuǎn)傳膜片系統(tǒng),使用與壓力膜片法蘭對(duì)接的法蘭和墊片,與積液柱鏈接的管道(10mm)大于現(xiàn)在的管道直徑(49mm),在積液柱上開(kāi)口后焊接接管及法蘭。

        2.2 控制處理單元

        采用DANFOS 專(zhuān)用液位控制器EKC347作為信號(hào)處理單元,EKC347內(nèi)設(shè)目標(biāo)參數(shù)和PID控制,實(shí)施檢測(cè)到的液位信號(hào)在內(nèi)部處理完成后輸出控制信號(hào)4~20mA,到閥門(mén)定位器實(shí)現(xiàn)液位控制;EKC347同時(shí)輸出4~20mA信號(hào)通過(guò)屏蔽線傳送到FRICK Quantum LX控制中心做實(shí)時(shí)液位顯示方便操作。

        2.3 驅(qū)動(dòng)單元

        驅(qū)動(dòng)單元是液位控制改造的核心,把現(xiàn)有的定位器氣源驅(qū)動(dòng)方式改造成數(shù)字式驅(qū)動(dòng)定位器(圖3)。改造時(shí)原來(lái)浮筒檢測(cè)裝置去除2500控制器,更換為膜片是差壓檢測(cè)和傳感器;定位器的將原來(lái)的氣源驅(qū)動(dòng)更改成數(shù)字驅(qū)動(dòng)控制的定位器;電磁閥仍然使用AC220V,由機(jī)組提供控制電源來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)供液閥的啟??刂?。

        圖3 數(shù)字式驅(qū)動(dòng)定位器示意圖

        2.4 光柱液位顯示裝置

        來(lái)自信號(hào)分配器的4~20mA的液位信號(hào)直接接入光柱液位顯示裝置顯示液位(圖4),從EKC347輸出的4~20mA通過(guò)信號(hào)電纜傳送到控制中心顯示實(shí)時(shí)液位(圖5)。

        (1)電源供給:由AC220V /DC24V 100W開(kāi)關(guān)電源提供差壓變送器、分配器、控制器、光柱顯示裝置和定位器電源支持。

        (2)從EKC347輸出的4~20mA通過(guò)信號(hào)電纜傳送到控制中心顯示實(shí)時(shí)液位。

        調(diào)整光柱液位顯示與時(shí)間液位(液位波動(dòng)的中間值)相當(dāng),測(cè)定液位輸出4~20mA的值,調(diào)整顯示使4mA=0%液位,20mA=100%液位。

        圖4 完成后定位器

        圖5 完成后的控制箱

        3 技術(shù)要求

        設(shè)定DANFOSS EKC347使之符合機(jī)組使用工況,調(diào)整完畢后生成設(shè)定值參數(shù)表備份。

        使用手持器調(diào)試閥門(mén)使閥門(mén)開(kāi)度4mA=100%,20mA=0%并調(diào)試閥門(mén)使其與要求一致。

        機(jī)組運(yùn)行調(diào)試,設(shè)置DANFOSS EKC347調(diào)整PID使閥門(mén)的動(dòng)作與實(shí)際相協(xié)調(diào)。

        設(shè)定控制中心使液位在“用戶自定義”界面中顯示。

        積液柱改造工作,旁路接線端子25&5,回收制冷劑取下積液柱上所有部件,完成后裝回。此項(xiàng)不影響開(kāi)車(chē)。

        線路調(diào)試工作可單獨(dú)完成不影響調(diào)試工作。

        供液閥改造閥門(mén)會(huì)停止工作,使旁通供液需要適當(dāng)降低低負(fù)荷或者另接管道。此項(xiàng)對(duì)負(fù)荷有影響。

        控制中心改造顯示不影響正常開(kāi)機(jī)。

        液位顯示改造對(duì)正常運(yùn)行無(wú)影響。

        4 結(jié)語(yǔ)

        工業(yè)冷凍系統(tǒng)氣液分離器FISHER供液閥控制改造后機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn),供液閥定位器問(wèn)題在液位控制系統(tǒng)改造后問(wèn)題已被根除,液位控制改造完成后控制正常效果良好。由于閥門(mén)動(dòng)作需要手動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)法滿足使用要求,改造完畢后滿足蒸發(fā)器自動(dòng)調(diào)節(jié)的需求,避免機(jī)組高液位停機(jī),同時(shí),從而使整個(gè)系統(tǒng)工作穩(wěn)定,并消除壓縮機(jī)吸氣帶液等重大安全隱患問(wèn)題。

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