冷却水塔液位计，本文介绍HLCSBYB-5型超声波液位计在发电厂冷却水塔中的应用, 并提出日常运行与维护以及仪表工作中的注意事项
在众多生产环节里, 需要对物料的物位进行跟踪和监测, 并将获得的数据如实反馈到控制系统中进行系统开闭环及联锁控制, 从而保证工业生产正常运转。发电厂中的冷却水塔液位与冷却泵及机组有着重要电气联锁, 因此液位计是否真实反映水位并反馈到控制系统, 关系到机组运行的稳定。超声波液位计不仅测量范围广, 而且其分体式产品能进行HART通讯及编程。这类液位计一般用于罐类、蓄水池等容器类设备物料料位的测量。
1 超声波液位计原理
安装在容器顶部的传感器探头向容器底部 (物料表面) 发射超声波, 当超声波被发射到被测物体表面上时, 经由物料表面反射, 超声波再返回到传感器探头上。HLCSBYB-5型超声波液位计内部自带计算物料高度的功能。
假设超声波的传输距离为S, 传输时间为T, 超声波在空气中的传播速度为V, 则:S=VT/2。
2 超声波液位计的性能
(1) 高能量。超声波液位计自带的高能量可以穿透粉尘、蒸汽、泡沫及其他干扰类的物体, 而HLCSBYB-5传感器即使表面附着超过1cm粘物, 也能正常测量。
(2) 低频率。频率的大小与传输距离、波长有关。频率越低, 穿透能力越强, 波长越大, 能量也就越大。越低的频率能使超声波穿透能力更强, 他物干扰性变弱, 保证超声波反射的强度, HLCSBYB-5型能将发射频率降低到4kHz, 能测量到更远的距离。
(3) 自动增益。HLCSBYB-5型超声波液位计能根据工况的不同, 位置地理条件及环境的不同, 有差别性地决定声波的回波能量大小, 并能够自动调节增益, 可在恶劣的工况环境中使用。
(4) 回波识别技术。在恶劣的工况环境中, 需要识别声波中的杂波以去除干扰波,HLCSBYB-5借鉴了雷达测距的回波技术, 使用其的软件进行识别操作。
(5) IP防护等级。国家标准GB4208-84和电工委员会标准IEC529-76关于外壳防护等级的有IP65防喷水型和IP68潜水型。在防护等级的选择中, 考虑到冷却水塔内环境常年潮湿, 水汽充足, 选择防护等级为IP68的探头, 以防止水汽及其他原因对传感器探头的腐蚀及损害。
(6) 盲区。频率越低, 盲区越大, 在参照相关选型表所列举的数据并根据现场的实际情况, 应尽量选择盲区小并能满足实际工况的产品。对于HLCSBY-5可以在软件参数中纠正一部分盲区参数, 这样可以减少硬件产品升级而需要的设备费用。
(7) 频率。考虑到外部环境及江南地区季节因素的影响, 选择30kHz传感器用于冷却塔液位的监测, 可以保证液位参数的准确性。
3 硬件安装
首先要熟悉现场的工况环境及相对湿度, 进行现场勘察后再进行安装。安装方式包括管口安装、平面安装及立管安装三种。安装要求:传感器要与液体表面垂直安装, 远离液面;避免障碍物干扰发射器正常工作;远离磁场的干扰;正确设置盲区距离;声束角位置需符合要求。传感器的安装如图1所示。
图1 传感器的安装
4 软件设置
HLCSBYB-5软件部分参数设置如图2所示, 主要包括以下部分。
图2 参数设定
(1) QuickSet:主要对物料的测量范围及应用方式进行快速设定, 包括Low Lever、Hi Lever和Application Type。
(2) Output Adj:主要对电流输出信号进行调整, 由4mA Adj和20mA Adj组成, 以弥补传输至PLC的电流偏差导致中控数据偏离。
(3) TX Setup:增益部分, 增益比例的设置可以提高传感器防*力。
(4) Tranking:一般在厂内设置, 现场安装及调试时不建议修改其中的参数值。
5 仪表通讯
由于冷却水塔内常年潮湿, 因此选择分体式超声波液位计用于冷却水塔液位的监测。传感器探头与仪表连接, 仪表端4~20mA电流信号接至电气室PLC模拟量输入点。传感器参数除了可使用自带面板按键设置外, 还可以外接HART通讯线, 连接电脑进行参数设定 (由于仪表端长期外露, 按键容易失效, 在特殊情况下需要设置时, 可以用HART线连接后进行外部设定, 从而能避免这类问题, 而且能通过自带软件进行传感器波形矫正) 。
6 超声波液位计日常运行与维护注意事项
(1) 水蒸气会明显导致声波穿透力下降, 因此在日常运行中需通过增加增益的方式来弥补, 但这种方式识波灵敏度会更加敏感, 需要多次调试。
(2) 传感器探头与水面间应无管路及障碍物, 否则会影响超声波的反射。
(3) 泡沫会吸收能量, 甚至会在*吸收下导致断线超量程的情况。所以在冷却水处理阶段, 运行人员一定要密切观察冷却水的表面情况, 防止因水处理中添加剥离剂而使冷却水浮面有大量泡沫, 使探头探测失灵, 以至联锁跳停机组。
(4) 冷却水的降温方式包括塔顶的冷却风扇和开式结构强制及自然降温, 气流的速度一般不会超过50km/h, 强大的气流通过势必会影响声波的发射和反射, 此项在初期设计时需考虑。
(5) 温度不同, 声波传播的速度也不同, 为了能够准确地反映物料实际测量值, 在条件允许的情况下尽量选择频率小、穿透能力强的型号, 以避免温度对传感器的影响。
7 结语
选用HLCSBYB-5超声波料位计实现冷却水塔液位监测, 安装调试和后期维护工作量小, 抗*力强, 能及时有效地反映真实的液位高度, 在实际运用中, 未发生过因为仪器故障导致跳机的事故。/goodsid/fenleier/2675588/1.html。
