磁翻板液位計(jì)參與的制氫安裝的使用

摘 要：文章闡述了磁翻板液位計(jì)參與的熱力除氧乏汽回收技術(shù)在制氫安裝的使用，并引見(jiàn)了乏汽回收技術(shù)的原理、結(jié)構(gòu)及自動(dòng)控制的現(xiàn)。PLC技術(shù)、XST系列儀表與變頻控制的結(jié)合，使得乏汽回收零碎失掉最優(yōu)化的控制。同時(shí)結(jié)合本單位乏汽回收零碎改造的實(shí)例，詳細(xì)剖析了改造的經(jīng)濟(jì)效益。

前言

            乏汽通常指具有熱勢(shì)能的蒸汽在經(jīng)過(guò)做功之后，將其熱勢(shì)能轉(zhuǎn)化爲(wèi)動(dòng)能、勢(shì)能或其他方式的能量之后發(fā)生的剩余蒸汽。由于蒸汽經(jīng)過(guò)做功發(fā)作能量轉(zhuǎn)化，其溫度和壓力都變得比擬低，其應(yīng)用價(jià)值就不大，通常間接排放到大氣中。在凡有運(yùn)用或消費(fèi)蒸汽的工業(yè)企業(yè)都建有鍋爐，如石化和發(fā)電企業(yè)。蒸汽消費(fèi)進(jìn)程中，鍋爐下水的除鹽水含氧量要求極低，通常的做法是采用蒸汽加熱除鹽水消弭氧氣的方式停止，即采用熱力除氧。這種消弭含氧的方式復(fù)雜、牢靠且效果明顯，但同時(shí)少量的蒸汽也隨著廢氣一同被排放。這些被排放的蒸汽雖然溫度和壓力都比擬低，但依然含有熱勢(shì)能，臨時(shí)排放會(huì)形成少量動(dòng)力糜費(fèi)。

            假如能將這些具有一定熱勢(shì)能的蒸汽無(wú)效回收加以應(yīng)用，同時(shí)又能將水中逸出的氣體排去，不只能爲(wèi)企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益還可以增加對(duì)環(huán)境的熱凈化。

1 乏汽回收的使用與完成的背景

            煉油部制氫安裝兩臺(tái)除氧器，除氧溫度爲(wèi) 104℃左右，外排乏汽壓力爲(wèi)0.015MPa，除氧器的下水溫度在90℃左右，流量 20t/h 左右，乏汽外排管徑爲(wèi) DN50，外排乏汽的流量在2t/h左右。少量的蒸汽同氧氣一同被排放到大氣中。因而，將乏汽全部回收應(yīng)用是非常必要的，給除氧器增上了一套乏氣回收安裝，做好節(jié)能減排、節(jié)能降耗。

射吸原理圖

2 項(xiàng)目施行的必要性

            本項(xiàng)目屬于節(jié)能減排項(xiàng)目，增上乏汽回收安裝，可將除氧器外排的乏汽 100% 回收，回收水可作爲(wèi)除氧器補(bǔ)水。項(xiàng)目施行后，不只可取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，還可消弭熱凈化和樂(lè)音凈化，是值得施行的項(xiàng)目。

1）改善除氧效果：本安裝采用除鹽水的水爲(wèi)動(dòng)力，并應(yīng)用原除氧器的排汽對(duì)進(jìn)水停止除氧，同時(shí)將原定排汽中的氧氣排掉，這就使得裝置本安裝后的除鹽水進(jìn)水中的總氧含量低于裝置前的除鹽水進(jìn)水中的總氧含量。同時(shí)，由于本安裝可將定排的乏汽完全回收，故可失掉更優(yōu)質(zhì)的除鹽水。由此可見(jiàn)，本安裝對(duì)改善現(xiàn)場(chǎng)熱能糜費(fèi)有很好的作用。

2）降低職工休息強(qiáng)度和操作風(fēng)險(xiǎn)：防止職工頻繁上下除氧平臺(tái)操作排汽閥，防止被燙傷的風(fēng)險(xiǎn)。

3）消弭熱凈化和樂(lè)音凈化：裝置本安裝后，很遠(yuǎn)就能看見(jiàn)的“白龍”沒(méi)有了，很遠(yuǎn)就能聽(tīng)見(jiàn)的樂(lè)音消弭了。

3 乏汽回收技術(shù)原理

            乏汽回收零碎是經(jīng)過(guò)對(duì)余汽停止射吸回收，回收凝液及熱勢(shì)能，對(duì)其停止再次應(yīng)用。其原理是將補(bǔ)充進(jìn)除氧器的除鹽水改動(dòng)路由使其進(jìn)入 KLAR 動(dòng)力頭，動(dòng)力頭外部由于噴嘴處的縮徑，除鹽水在壓力的作用下經(jīng)過(guò)噴嘴發(fā)作放射發(fā)生負(fù)壓，負(fù)壓使除氧器排放的乏汽被吸入動(dòng)力頭 ，如圖 1 所示，同時(shí)除鹽水和乏汽停止熱量交流并混合，即乏汽被冷凝，除鹽水被加熱。然后混合后的流體再進(jìn)入到零碎中。這樣應(yīng)用了乏汽進(jìn)步了鍋爐的給水溫度的同時(shí)使其失掉凝結(jié)，增加除氧器蒸汽量 ，到達(dá)了回收應(yīng)用乏汽和熱勢(shì)能的目的。工藝原理如圖 2 所示。

乏汽回出工藝原理圖

4 乏汽回收安裝控制零碎的組成

            乏汽回收進(jìn)程控制的根本義務(wù)是在保證回收零碎平安運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，無(wú)效回收乏汽所帶的余熱。但它的控制零碎卻比擬復(fù)雜，由 XST 系列儀表控制閥位、PLC 零碎完成液位聯(lián)鎖功用。

            XST 系列儀表采用單片機(jī)嵌入式組合設(shè)計(jì)，硬件擴(kuò)大性強(qiáng)，可與各類模仿量輸入的變送器配合，組成溫度、壓力、流量、液位、等測(cè)量或控制回路。

            乏汽回收零碎液位控制采用磁浮子液位變送器，將凝液罐液位信號(hào)轉(zhuǎn)換成 4mA ～ 20mA 信號(hào)傳給 XST 儀表，XST 儀表設(shè)定零點(diǎn)、量程，既能顯示實(shí)踐液位，又能將設(shè)定值和測(cè)量值作比擬，輸入 4mA ～ 20mA 信號(hào)傳給變頻器，因其采用正作用，故液位越高，電流越大，變頻器輸入也就也大，電機(jī)帶動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速就越大。但在實(shí)踐使用中，XST儀表的控制功能不是很好，參數(shù)整定功能較低，招致液位動(dòng)搖較大。因 XST 儀表不能停止 PID 參數(shù)整定，只能在變頻器上做文章，最終將變頻器內(nèi)有關(guān)的升降速的工夫參數(shù)減小，即每次液位將要下降到控制目標(biāo)時(shí)，變頻器的輸入信號(hào)不再是升速；而液位將要上升到控制目標(biāo)時(shí)，變頻器的輸入信號(hào)不再是降速。從而使原動(dòng)搖爲(wèi) 270mm ～ 550mm的范圍，減小到 350mm ～ 450mm 的范圍并出現(xiàn)周期變化。從而樹(shù)立了 XST 系列儀表與變頻器間的控制回路，使乏汽回收零碎的全體運(yùn)轉(zhuǎn)失掉最優(yōu)化的控制。

5 乏汽回收安裝控制原理

            控制對(duì)象零碎如圖 3 所示，次要控制參數(shù)包括別離罐液位高報(bào)（LH）、正常液位（L）、液位低報(bào)（LL）以及除氧器壓力（P）。次要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)爲(wèi)進(jìn)水控制閥（Vi）、變頻控制器（Bf）。液位應(yīng)控制在正常液位（L）左近，偏離 L 則由 XST 儀表控制變頻器，調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速，以堅(jiān)持水罐的液位。液位由磁翻板液位計(jì)顯示，并遠(yuǎn)傳到中控室實(shí)時(shí)監(jiān)控。

磁翻板液位計(jì)控制對(duì)象零碎圖

1）當(dāng)別離罐內(nèi)無(wú)除鹽水時(shí)，磁翻板液位變送器將信號(hào)經(jīng)過(guò) XST 儀表傳至 PLC 零碎，PLC 輸入聯(lián)鎖信號(hào)不允許泵啟動(dòng)；微開(kāi) Vi 閥，除鹽水液位到達(dá) LL 以上時(shí)，PLC 輸入信號(hào)給 Bf，使泵以變頻器的第一頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)泵以較低轉(zhuǎn)速開(kāi)端運(yùn)轉(zhuǎn)。

2）當(dāng)水泵啟動(dòng)后，逐步翻開(kāi) Vi 閥，除鹽水經(jīng)過(guò)動(dòng)力頭對(duì)乏氣發(fā)生射吸。當(dāng)除鹽水液位到達(dá) L 時(shí)，液位由 XST儀表停止控制。

3）當(dāng)液位超越 LH 時(shí)，PLC 輸入聯(lián)鎖信號(hào)，讓泵以工頻速度運(yùn)轉(zhuǎn)，并啟動(dòng)備泵，直到液位降至 LH 以下 5s 后，停備泵。爲(wèi)保證控制的顛簸，若液位曾經(jīng)降至 L，間接停備泵。

4）當(dāng)乏汽回收零碎不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如除氧器壓力 P超高，經(jīng)過(guò)壓力開(kāi)關(guān)及 PLC 控制，平安閥（Vs）會(huì)自動(dòng)翻開(kāi)將乏汽排縮小氣。

6 制氫安裝乏汽回收安裝經(jīng)濟(jì)效益剖析

            乏汽回收零碎自投入運(yùn)轉(zhuǎn)以來(lái)，無(wú)需專人操作，消費(fèi)運(yùn)轉(zhuǎn)顛簸，除氧目標(biāo)合格，乏汽簡(jiǎn)直全部失掉回收應(yīng)用，節(jié)能效益分明。依據(jù)改造前后各項(xiàng)參數(shù)比照計(jì)算，每年就可浪費(fèi)本錢超百萬(wàn)元，如表 1 所示。綜述 : 制氫安裝兩臺(tái)除氧器的乏汽經(jīng)過(guò)動(dòng)力頭的射吸作用，將乏汽冷凝成水，共回收乏汽量 2 t/h，按年 8000h，一年浪費(fèi)冷凝水價(jià)值 17.52 萬(wàn)元，一年折合浪費(fèi)標(biāo)煤價(jià)值116.87 萬(wàn)元， 兩臺(tái)乏汽回收安裝年電耗及維護(hù)費(fèi)、固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用算計(jì) 17.87 萬(wàn)元，設(shè)備及裝置建立投資133.86 萬(wàn)元，年回收效益 116.52 萬(wàn)元，約 14 個(gè)月即可發(fā)出投資本錢。安裝至多可運(yùn)轉(zhuǎn) 10 年以上，10 年經(jīng)濟(jì)總效益將愈加分明 , 可見(jiàn)是值得施行的項(xiàng)目。

磁翻板液位計(jì)改造項(xiàng)目施行后浪費(fèi)的本錢數(shù)據(jù)表

7 結(jié)論

            除氧器乏汽回收零碎有良好的氧氣別離才能，以保證冷凝水的含氧量不高于待除氧補(bǔ)充脫鹽水中濃度，保證除氧器除氧效果；不只回收熱能，而且能將冷凝水間接回輸?shù)匠跛闼橹?。

            總之，乏汽回收零碎構(gòu)造復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)平安牢靠，貼近實(shí)踐消費(fèi)需求，除氧效果良好，電氣智能化水平高，投資少但經(jīng)濟(jì)效益分明，契合將來(lái)開(kāi)展趨向的需求，是一種值得人們?nèi)リP(guān)注的節(jié)能新技術(shù)。