Қазандық барабанының деңгейін өлшеу үшін дифференциалды қысым бергішін іске қосу
Ылғалды аяқ конфигурациясы, нөлдік қысымды басу есебі, конденсат құмырасының дизайны және бу қазандық барабаны деңгейін өлшеу жүйелері үшін HART калибрлеу қадамдары
Қазандық барабаны деңгейін өлшеудің қиындықтары
Қазандық барабаны деңгейін өлшеу электр станциясы немесе мұнай өңдеу зауытындағы ең қауіпсіздікке қатысты өлшеулердің бірі болып табылады. Дұрыс емес деңгей оқуы су азайған кезде тоқтау, тасымалдану салдарынан турбинаның зақымдануы немесе қоректік суды басқару сәтсіз болған жағдайда апатты ыдыстың артық қысымы сияқты салдарға әкеледі. Атмосфералық резервуар деңгейін өлшеу қолданбаларынан айырмашылығы, қазандық барабаны деңгейін өлшеу 60–180 бар қысымда және 270–360°C температурада жұмыс істейді. Бұл жағдайлар тікелей қалқымалы немесе ығыстырғыш деңгей аспаптарын сенімсіз етеді. Гидростатикалық басымдықтың айырмашылығын барабанның жоғары қысымды жағынан және конденсацияланған сумен толтырылған сілтеме аяғынан өлшейтін дифференциалды қысым бергіштері әлі де ең қолайлы шешім болып табылады.
Emerson Rosemount 3051 бергіштері Солтүстік Америка және Азия зауыттарында осы қызмет үшін кеңінен қолданылады. Honeywell DCS Experion жүйелері осы бергіштерді HART мультиплексорлары арқылы біріктіріп, қашықтан конфигурациялауға және үздіксіз цикл диагностикасын жүргізуге мүмкіндік береді. Алайда, ылғалды аяқтың өлшемін дұрыс таңдамау, конденсат құмырасын орнатудағы қателіктер немесе нөлдік қысымды басу параметрлеріндегі қателіктер Honeywell DCS контроллерінің шынайы процесс өзгерістерінен ажырата алмайтын жүйелі деңгей қателіктерін тудырады — барабан құрғап қалғанда немесе артық толғанда ғана байқалады.
Ылғалды аяқ конфигурациясын түсіну
DP бергіш қазандық барабаны деңгейін барабанның төменгі қысымын толығымен су толтырылған сілтеме бағанының жоғарғы қысымымен салыстыра отырып өлшейді. Ылғалды аяқ бергіштің жоғары қысымды (HP) жағын барабанның бу кеңістігіне қосады. Төмен қысымды (LP) жағы барабанның төменгі қосылымына қосылып, барабан су бағанының салмағын сезеді.
Ылғалды аяқ барлық жұмыс жағдайларында конденсат температурасы бойынша толығымен суға толы болуы керек. Толығымен толтырылмаған ылғалды аяқ жалған деңгей өзгерістерін еліктейтін өзгермелі сілтеме қысымын тудырады. Инженерлер ылғалды аяқтың жоғарғы жағында бу конденсациясының жылдамдығына қарамастан тұрақты артық ағын нүктесін сақтау үшін конденсат құмырасын орнатады. Конденсат құмырасының артық ағын деңгейі барлық деңгей есептеулерінің нөлдік сілтеме биіктігін анықтайды.
100 бар жұмыс қысымындағы қазандық барабаны үшін ылғалды аяқтағы конденсат шамамен 50–80°C қоршаған орта температурасына ие. Оның тығыздығы шамамен 970 кг/м³. 310°C процесс температурасындағы барабан суының тығыздығы шамамен 690 кг/м³. Бұл тығыздық айырмашылығы өте маңызды: егер ылғалды аяқтың конденсат температурасы нашар жылу оқшаулау себебінен жобаланғаннан жоғары көтерілсе, ылғалды аяқтың тығыздығы төмендеп, сілтеме қысымы азаяды, бұл барабан деңгейінің жалған өсуі ретінде оқылады.
Сондықтан барабанның төменгі қосылымын LP бергіш кірісіне қосатын аспап түтігін оқшаулаңыз, бірақ ылғалды аяқты оқшауламаңыз. Ылғалды аяқтың қоршаған орта температурасында қалуы конденсат тығыздығын барынша арттырып, тығыздық ауытқуларының қателіктерін азайтады.
Нөлдік қысымды басу және ауқымды есептеу
DP бергіштің шығысы деңгейді тікелей көрсетпейді. Ылғалды аяқтың статикалық басы HP жағында тұрақты қысым ығыстыруын тудырады. Бұл ығыстыруды іске қосу кезінде бергіш ауқымынан басу керек.
Қалыпты орнатуда конденсат құмырасының артық ағыны бергіштің орталық сызығынан 3,5 м жоғары орналасады. Барабанның төменгі қосылымы бергіштен 0,3 м жоғары орналасқан. Өлшеу ауқымы барабан суының 0–1,5 м деңгейін қамтиды. 970 кг/м³ конденсат тығыздығы мен 690 кг/м³ барабан суы тығыздығын пайдаланып, нөлдік барабан деңгейінде HP мен LP арасындағы қысым шамамен 31,3 кПа, ал толық деңгейде шамамен 21,2 кПа болады.
Rosemount 3051 LRV-ны 21,2 кПа (100% деңгей) және URV-ны 31,3 кПа (0% деңгей) етіп орнатыңыз. Барабан деңгейі көтерілген сайын өлшенген DP азаяды — бұл кері әрекет ететін конфигурация HART командасы 35 арқылы теріс ауқым режимін талап етеді. Жүйелі ауытқуды болдырмау үшін әрқашан жұмыс температурасындағы нақты сұйықтық тығыздықтарын қолданыңыз, бөлме температурасындағы судың тығыздығын емес.
Қадамдық іске қосу процедурасы
1-қадам: Бергішті оқшаулап, 24 В тұрақты токпен қоректендіріңіз. Rosemount 375 коммуникаторы немесе AMS Device Manager арқылы HART байланысын растаңыз. Қателік кодтарының жоқтығын тексеріңіз.
2-қадам: Демпфирлеуді 1,0–2,0 секундқа орнатыңыз. Қазандық барабаны деңгейінің сигналдары қайнау кезінде жоғары шуды тасымалдайды. Демпфирлеу жеткіліксіз болса, шу қоректік су басқару циклінде таралып, басқару ауытқуына әкеледі.
3-қадам: HART Sensor Trim-де LRV және URV нөлдік қысымды басу есебімен сәйкес келетінін тексеріңіз. Айырмашылық болса, түзетілген мәндерді енгізіңіз.
4-қадам: Конденсат құмырасының толтыру клапанын ашып, ылғалды аяқты толтырыңыз. Артық ағынның белсенді екенін — конденсаттың артық ағын соплағынан тамшылап тұрғанын — тексеріп, клапанды жабыңыз. Толығымен толтырылмаған конденсат құмырасы ауа қуығын тудырып, сағаттар бойы оқудың ауытқуына себеп болады.
5-қадам: Манометрлік теңестіру клапанын ашып, бергішті нөлге теңшеңіз. Теңестіру клапаны ашық болғанда, HP және LP жақтары бірдей қысымды көреді. Шығыс нөлдік қысым басылған 100% барабан деңгейін көрсетуі керек. Егер ығысу ауқымның 0,5%-нан асса, HART арқылы нөлдік түзетуді қолданыңыз және түзету мәнін жазып қойыңыз.
6-қадам: Теңестіру клапанын жабыңыз да, нақты барабан деңгейін бақылаңыз. Оны барабанның көзілдірігімен салыстырыңыз. Тұрақты жұмыс кезінде 25 мм-ден аз ауытқу қабылданады. Іске қосу кезінде қысқару және кеңею әсерлері уақытша айырмашылықтар тудырады — бұл процесс құбылысы, бергіш қатесі емес.
Қорытынды және іс-әрекетке кеңес
DP бергіштерді пайдаланып қазандық барабаны деңгейін өлшеу ылғалды аяқ дизайнына, тығыздықты өтемдеуге және нөлдік қысымды басу есебіне мұқият назар аударуды талап етеді. Ылғалды аяқты қоршаған орта температурасында ұстау конденсат тығыздығының тұрақтылығын барынша арттырады. LRV және URV мәндерін бөлме температурасындағы судың тығыздығын емес, жұмыс температурасындағы нақты сұйықтық тығыздықтарын пайдаланып есептеңіз. Іске қосу алдында әрқашан конденсат құмырасын артық ағынға толтырыңыз, ауа қуығы қателіктерін болдырмау үшін. Іске қосқаннан кейін көзілдірікпен салыстырып, Honeywell DCS AI масштабтауын бергіштің инженерлік бірліктеріне дәл сәйкестендіріңіз. Қауіпсіздікке аса маңызды қолданбалар үшін Honeywell Safety Manager-де тәуелсіз деңгей қорғанысын қамтамасыз ететін екі бергіштің 2oo2 дауыс беру логикасын енгізіңіз. Бұл тәжірибелер қазандық барабаны деңгейін өлшеудің негізгі сәтсіздік себебін болдырмайды: техникалық тұрғыдан жұмыс істейтін, бірақ жүйелі түрде қате оқитын бергіш.
