寧鋼水處理液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用完善.docx

1、寧鋼水處理液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用完善張建蓉，趙鵬（寧波鋼鐵股份有限公司，浙江寧波315800）【摘要】根據(jù)寧鋼不同水系統(tǒng)液位計(jì)使用情況，總結(jié)出各種液位計(jì)用于不同場(chǎng)合的利弊，并通過對(duì)液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的陸續(xù)改造，確定了液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要根據(jù)不同的水系統(tǒng)、生產(chǎn)的重要性、工藝聯(lián)鎖條件等因素來綠合選定。通過近幾年液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不斷改進(jìn)、完善及精心維護(hù)，現(xiàn)有的水處理液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求。關(guān)健詞】水處理：液位計(jì)；超聲波：帶達(dá)式；靜壓式：液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)【中圖分類號(hào)】TH715【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1006-676412021）02-0063-04【開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OS1D）Applic

2、ationandImprovementofWaterTreatmentLevelMonitoringSysteminNingboSteelZHANGJianrong,ZHAOPeng(NingboIron&SteelCo.,Ltd.,Ningbo,Zhejiang315800,China)AbstractAccordingtotheusageofliquidlevelmetersindifferentwatersystemsofNigboSteel,theadvantagesanddisadvantagesofvariousliqudlevelmetersusedindifferedo

3、ccasionsaresummarized.Bycontinuoustransfbrmati)noftheliquidlevelmonitoringsycm,itisdctcminedthattheqiiidlevelmonitoringsyseitishoidbecomprehensivelysheetedacordingtodifferentwatersystems,theimportanceofpinduction,processinterlock-iigconditionsandetherfactors.Throughcontinuousimprovement,perfectionan

4、dcarefulnairtenanceoftheIquidlevelm<nStoringsteminecentyears,theexistingwatertreat-nvntliquidlevelmonitoringsystemhasninstablyandcanmeettheactualneedsoftheproditlionstc.Keywords】watertreatment;liquidleveltypliquidlevelmonitoingsystem刖s寧鋼水處理主要包括煉鐵水處理、煉鋼水處理、軋鋼水處理、中央污水處理4大水處理系統(tǒng)，每個(gè)水處理系統(tǒng)中都設(shè)有不同的子系統(tǒng)構(gòu)成，每

5、個(gè)子系統(tǒng)里都設(shè)有儲(chǔ)水池。根據(jù)工藝要求儲(chǔ)水池乂分為敞開式、封閉式和半封閉式，在項(xiàng)目初期設(shè)計(jì)階段，儲(chǔ)水地的液位計(jì)全部是超聲波液位計(jì)。在敞開式儲(chǔ)水池上，超聲波液位計(jì)的測(cè)量精度受周邊環(huán)境及現(xiàn)場(chǎng)安裝因素的影響相對(duì)較??；而在封閉式儲(chǔ)水池和半封閉式儲(chǔ)水池上，超聲波液位計(jì)的測(cè)量精度受兩者的影響比較大。經(jīng)常發(fā)生液位計(jì)的測(cè)量數(shù)值出現(xiàn)頻繁波動(dòng)、示值不變、虛假值等異?，F(xiàn)象，曾發(fā)生過多起因液位計(jì)測(cè)量值錯(cuò)誤導(dǎo)致儲(chǔ)水池抽空、meter;ultrasonic;radartype;staticpressurec;水泵進(jìn)氣、異常的聯(lián)鎖啟動(dòng)、液位異常報(bào)警等現(xiàn)象。此類故障給整個(gè)水系統(tǒng)的正常生產(chǎn)帶來了極大隱患,也給主生產(chǎn)線帶來了一定程

6、度的損失。1現(xiàn)場(chǎng)存在的問題寧鋼水處理系統(tǒng)2003年開工建設(shè)，2007年各系統(tǒng)陸續(xù)建成投產(chǎn)。最初出現(xiàn)故障現(xiàn)象較多的是液位監(jiān)測(cè)數(shù)值的異常波動(dòng)，后面陸續(xù)出現(xiàn)液位計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)值死值，所測(cè)數(shù)值與水池液位實(shí)際值不符等現(xiàn)象。當(dāng)儲(chǔ)水池液位計(jì)突然出現(xiàn)異常，會(huì)導(dǎo)致水池不能自動(dòng)補(bǔ)水，水井水位低至送水泵吸入口，水泵進(jìn)氣無法送水；液位過低也會(huì)導(dǎo)致水泵出力不足，無法正常調(diào)節(jié)水量；液位監(jiān)測(cè)數(shù)值與實(shí)際水池實(shí)際液位不符，導(dǎo)致液位計(jì)與水池補(bǔ)水閥聯(lián)鎖異常啟動(dòng)，水池補(bǔ)水全部溢流，液位異常報(bào)警。現(xiàn)場(chǎng)不同儲(chǔ)水池液位計(jì)安裝示意見圖1。®封閉式水池(b)半封閉式儲(chǔ)水池(c)敞開式儲(chǔ)水池圖1現(xiàn)場(chǎng)不同儲(chǔ)水池液位計(jì)安裝示意圖1.1 全封閉儲(chǔ)

7、水池中央、污水系統(tǒng)中的清水池和軟水池就是全封閉儲(chǔ)水池。超聲波液位計(jì)如圖1(a)所示安裝。最初出現(xiàn)問題的是軟水池的液位計(jì)。故障現(xiàn)象為后臺(tái)監(jiān)控畫面HMI上的液位示值一直異常波動(dòng)，起初判斷是現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)受到干擾，但控制系統(tǒng)的其它儀表信號(hào)都顯示正常；到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，將液位計(jì)儀表井打開現(xiàn)場(chǎng)檢查超聲波液位計(jì)電壓及顯示正常，檢查到液位計(jì)探頭時(shí)，發(fā)現(xiàn)液位U探頭上凝結(jié)著密密麻麻的水珠，擦拭水珠后，液位計(jì)測(cè)星示值正常。為了排除現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)干擾所致，將液位計(jì)里“抑制干擾信號(hào)”功能投入，在PLC的信號(hào)輸入端增設(shè)信號(hào)隔離器，同時(shí)對(duì)儀表的接地重新進(jìn)行拆接，但后期又陸陸續(xù)續(xù)發(fā)生過多次同類故障。1.2 半封閉式儲(chǔ)水池軋鋼水系統(tǒng)中層流

8、泵站的熱水井、煉鐵水系統(tǒng)煤氣洗滌水的冷水井如圖1(b)所示，屬于半封閉式儲(chǔ)水池，此處超聲波液位計(jì)也出現(xiàn)過液位測(cè)量示值波動(dòng)的情況，儀表維護(hù)人員將探頭上的水珠擦拭后，該故障現(xiàn)象消除。所以排除了液位計(jì)信號(hào)受到干擾導(dǎo)致的測(cè)量示值異常波動(dòng)。層流泵站的熱水井液位計(jì)也因同樣問題，導(dǎo)致生產(chǎn)操作人員沒有及時(shí)增開水泵，水位溢出水池后，淹掉了整個(gè)層流泵站的所有儀表和電氣設(shè)備，造成軋鋼停機(jī)2ho敞開式儲(chǔ)水池?zé)捾堜撍到y(tǒng)的二沉池如圖1(c)所示，屬于敞開式儲(chǔ)水池，同樣采用的超聲波液位計(jì)，液位計(jì)運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，很少出現(xiàn)過液位計(jì)測(cè)量值與實(shí)際值不符、測(cè)量數(shù)值異常波動(dòng)等情況。2原因分析2.1安裝位置儀表的現(xiàn)場(chǎng)安裝位置不合理。由于

9、超聲波液位計(jì)是利用聲波反射原理實(shí)現(xiàn)液位測(cè)量的，安裝現(xiàn)場(chǎng)如果有障礙物會(huì)影響超聲波發(fā)射和接受，造成信號(hào)丟失，影響測(cè)量效果。2.2 接線盒密封儀表內(nèi)部電路板受潮導(dǎo)致信號(hào)異常。雖然超聲波液位計(jì)的防護(hù)等級(jí)是IP67,但儀表井內(nèi)長(zhǎng)期積水潮氣有可能會(huì)順著電纜進(jìn)線口處浸入。2.3 故障排查超聲波液位計(jì)本身的故障基本可以排除。因?yàn)檎麄€(gè)處理過程中未對(duì)液位計(jì)本身、電源等進(jìn)行處理只是將探頭上的水珠擦拭干凈。U信號(hào)干擾線路干擾，也基本可以排除。線路干擾導(dǎo)致PLC后臺(tái)數(shù)據(jù)顯示滿量程，對(duì)超聲波液位計(jì)本身的接地和信號(hào)電纜的屏蔽接地都重新進(jìn)行了拆接，且加信號(hào)隔離器和不加信號(hào)隔離器，故障現(xiàn)象無實(shí)質(zhì)變化。2.5其它原因外部原因?qū)е?/p>

10、液位測(cè)量錯(cuò)誤。出現(xiàn)問題較多的是封閉式儲(chǔ)水池和半封閉儲(chǔ)水池上的液位計(jì)，它們都是安裝在水井上面的人孔內(nèi)或儀表井內(nèi)，外加鐵皮罩防雨，如圖2。儲(chǔ)水池人孔(b)儀表并圖2液位計(jì)安裝位置水井水溫一般維持在35°C左右，而環(huán)境溫度隨著季節(jié)變換，春、秋、冬季晝夜溫差較大，在液位計(jì)安裝的人孔中不斷有蒸汽冒出，內(nèi)外溫差造成液位計(jì)探頭凝露，影響了水位的測(cè)量，從而造成儲(chǔ)水池液位測(cè)量不準(zhǔn)。綜上所述，造成超聲波液位計(jì)測(cè)量數(shù)值不準(zhǔn)、信號(hào)異常波動(dòng)的主要原因是：超聲波液位計(jì)探頭上有凝露，聲波的發(fā)射和接收受到影響，從而造成液位計(jì)的測(cè)量值出現(xiàn)異常波動(dòng)和死值現(xiàn)象。超聲波液位計(jì)探頭上易凝露也是其設(shè)備木身不能解決的一個(gè)問題，所

11、以改善液位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)的安裝條件、用其他類別的液位計(jì)替代超聲波液位計(jì)是可行的解決方案。3改進(jìn)完善措施為了解決超聲波液位計(jì)在上述場(chǎng)合探頭上經(jīng)常凝露的問題，保證液位計(jì)正常工作測(cè)量，根據(jù)行業(yè)主流液位計(jì)的測(cè)量應(yīng)用和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境，我們計(jì)劃采用兩種不同類型的液位計(jì)，接觸式液位計(jì)和非接觸式液位計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)更替，同時(shí)對(duì)液位計(jì)的周圍的環(huán)境進(jìn)行改善。如將儀表井內(nèi)沉積的雨水直接排到池子里，并提高液位計(jì)的安裝支架：儀表本體的電纜進(jìn)線口加強(qiáng)密封。通過對(duì)儀表本身的價(jià)格和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境、是否參與工藝聯(lián)鎖等進(jìn)行綜合考慮，最終確定液位計(jì)的型號(hào)：如液位參與工藝聯(lián)鎖，還需加裝電容式液位開關(guān),提高液位測(cè)量的安全性。（1）接觸式液位計(jì)，主要以電

12、容式液位計(jì)和靜壓式液位計(jì)為主。電容式液位計(jì)根據(jù)儀表自身的工作性質(zhì)，它只適合于軟水系統(tǒng)和凈循環(huán)水系統(tǒng)中，靜壓式液位計(jì)雖然適合濁環(huán)水系統(tǒng)的液位測(cè)量，但其在濁環(huán)水系統(tǒng)中的維護(hù)量大，需定期對(duì)其探頭進(jìn)行維護(hù)，且濁環(huán)水系統(tǒng)中的沉積物必須及時(shí)清理，如果探頭被沉枳物淹沒，靜壓液位計(jì)也不能正常工作，因此不適合濁環(huán)水系統(tǒng)。（2）非接觸式液位計(jì)，以超聲波液位計(jì)和雷達(dá)液位計(jì)為主。雷達(dá)液位計(jì)通過天線系統(tǒng)發(fā)射并接收能量很低的極短的微波脈沖。以光速運(yùn)行的雷達(dá)波，其運(yùn)行時(shí)通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)，它比超聲波的抗干擾能力強(qiáng)，但價(jià)格較高，所以它主要用在有設(shè)備聯(lián)鎖和比較重要的生產(chǎn)場(chǎng)所：其它場(chǎng)所可以選定超聲波液位計(jì)。比如在敞開式

13、儲(chǔ)水池中,超聲波液位計(jì)運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定。實(shí)際運(yùn)行中如有液位聯(lián)鎖，F(xiàn)L該液位的測(cè)量在運(yùn)行中乂至關(guān)重要，我們?cè)谠撘何挥?jì)的安裝位置同時(shí)乂加裝電容式液位開關(guān)做低液位報(bào)警。如果液位測(cè)量值低于安全水位，電容式液位開關(guān)的探頭露出水面，液位開關(guān)觸發(fā)啟動(dòng)聲光報(bào)警器，提示生產(chǎn)運(yùn)行人員需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)，解決了儲(chǔ)水池被抽空的生產(chǎn)事故。表1是寧鋼水處理液位訂選型參考表。（下轉(zhuǎn)第75頁）表1寧鋼水處理液位il選型條件參考表系統(tǒng)儲(chǔ)水池類型工藝更要性是否參與聯(lián)頒參考選型結(jié)果凈環(huán)水系統(tǒng)（包括軟水、中央水脫鹽水系統(tǒng)）到閉式q帶壓+液位開關(guān)q帶壓或電容靜壓、電容+液位開關(guān)半封閉式vq帶壓+液位開關(guān)q掙壓或電容掙壓、電容+液位開關(guān)敞開

14、式qq靜壓、電容、超聲波q靜壓、電容q旅聲波，液位開關(guān)濁環(huán)水系統(tǒng)（污水、煉軋鋼濁環(huán)、您:供濁環(huán)水系統(tǒng)）封閉式w雷達(dá)液位升關(guān)q雷達(dá)超聲波，液位開關(guān)半封閉式qq雷達(dá)+液位開關(guān)q雷達(dá)q超聲波敞開式q超聲波十液位開關(guān)q超聲波或宙達(dá)超聲波圖2臺(tái)車?yán)辶说慕Y(jié)構(gòu)優(yōu)化4實(shí)施效果實(shí)施改造后的包容式機(jī)械密封使用壽命可以達(dá)到23年，只需要根據(jù)磨損情況逐步更換，簡(jiǎn)單、方便，設(shè)備維護(hù)成本大幅度降低。除此之外，通過對(duì)環(huán)冷各關(guān)鍵部分的設(shè)備改進(jìn)，解決了多年來存在的設(shè)備隱患，同時(shí)還減少了高溫段密封罩的檢查、維護(hù)工作量，減少了現(xiàn)場(chǎng)粉塵的散逸，減輕了崗位人員清理積料的工作量，降低了上部密封的漏風(fēng)率，提高有效余熱廢氣量，提升了余熱廢氣

15、溫度，提高了能源利用率，余熱發(fā)電效率提升明顯，年創(chuàng)效684.8萬元。5結(jié)束語鼓風(fēng)式環(huán)冷機(jī)在鋼鐵冶金煉鐵燒結(jié)行業(yè)中日前還是普遍使用的設(shè)備，通過對(duì)環(huán)冷機(jī)節(jié)能技術(shù)的研究和改造，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境的大為改善，并給企業(yè)創(chuàng)造了實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)：1胡澤懷.解決通用燒結(jié)環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)問題的新方案:A.2015鋼鐵企業(yè)中低溫余熱回收與高效利用新設(shè)務(wù)、新技術(shù)交流會(huì)論文集C：.2015.：2張晟董輝環(huán)冷機(jī)內(nèi)氣固傳熱過程仿真及優(yōu)化AL第十一屆中國鋼鐵年會(huì)論文集S15能源與環(huán)?！綜）.2017.：3張效瓣，周繼良，潘文，等.首鋼京唐燒結(jié)580m：環(huán)冷機(jī)風(fēng)豪優(yōu)化研究IA：.第十屆全國能源與熱工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集201

16、9.（11于成忠，張榮軍,徐福玉，等.新型環(huán)冷機(jī)的應(yīng)用AL第十一屆中國鋼鐵年會(huì)論文集一一S17.冶金設(shè)備與工程技術(shù)C：.2017.51張榮華.王濤，張輝，等.降低4號(hào)燒結(jié)機(jī)M：冷機(jī)出礦溫度生產(chǎn)實(shí)踐A,2014年煉鐵精細(xì)化肯理、挖潛補(bǔ)漏及新技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集（C1.2014：6宋云鋒，楊勝義,李永付，等.馬鋼220萬噸錐窯環(huán)冷機(jī)操作優(yōu)化實(shí)踐1A：.第九屆中國金屬學(xué)會(huì)宵年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集LC1.2018.T冶飛.環(huán)冷機(jī)密封對(duì)燒結(jié)余熱回收效率影響的實(shí)踐與探討（A）.第十一屆中國鋼鐵年會(huì)論文集一S01.煉鐵與原料C.2017.81屈秀忠.余熱利用鍋爐在燒結(jié)球團(tuán)環(huán)冷機(jī)的應(yīng)用AL第二十五屆粵仰就普川遼陜京簡(jiǎn)閩十省市金屆學(xué)會(huì)礦業(yè)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（下JW）C.2018.收稿日期：2020-10-19作者簡(jiǎn)介：閆飛，1993）男,河北唐山人助理工程師，大學(xué)本科學(xué)歷，現(xiàn)從M鋼鐵冶金、冶金機(jī)械1：程方面技術(shù)工作。（上接第65頁）注：參與、重要打表中的超聲波液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、靜壓液位計(jì)、電容式液位計(jì)在表中填寫時(shí)，將“液位計(jì)”三字省略掉，均用超聲波、雷達(dá)、靜壓、電容