2015年3月24日

升級你的給水加熱器液位控製:值得嗎?乐动体育下载

作者:Don Hite，電力工業業務發展經理

燃煤發電裝機規模的全球前景，以及某種程度上的核能發電，可能會讓決策者在決定是否投資於改善給水加熱器液位控製並最終提高工廠效率(熱率)的技術時，陷入沉思，同時顯著降低維護成本。乐动体育下载例如，在北美，煤在環境方麵就相當於一個由四個字母組成的單詞。另一方麵，中國、印度、日本、東南亞以及其他地區將其龐大的煤炭儲量視為維係其長期能源安全的寶貴資產。核能也麵臨著類似的困境，公眾對安全的擔憂以及與變化相關的前期工程成本是影響工業發展的因素。

我不會假裝我的水晶球比別人的好，但我願意站出來，與電力行業的各種客戶分享我工作中的一些見解。希望這些信息對那些想要“這值得嗎?”給水加熱器液位控製方麵。乐动体育下载

投資回報率隻需要兩年
將燃煤發電和核能發電視為其長期戰略計劃一部分的國家在效率和維護方麵的收益足以在大約2至2年半的時間內收回改造其水平控製係統的成本。乐动体育下载當然，還有許多因素在起作用，包括但不限於，與給水優化相關的現有控製的性能。盡管如此，當你把效率、環境和維護效益考慮在內時，它肯定是有價值的，最終會降至底線。在那些燃煤發電前途未定的地區，例如，由於年齡、環境限製/影響、整體效率低下等原因而退役的地區，我看到電廠將時間框架推遲到5年或更長時間，其中前兩年通過運營、性能和維護收益收回投資，利潤在電廠生命周期內實現。請注意，由於額外的前端工程需求，核電行業可能會經曆一個稍長的成本回收周期。

本文的重點不在於介紹Magnetrol®Eclipse®製導波雷達(GWR)與....之前用於給水加熱器的傳統水平技術相比的應用和成本效益讓我們以1999-2004年為例。我假設您已經選擇了這種技術，所以我將重點討論如何將現有的安裝改造成最先進的配置，以及一些成本考慮因素。如果你還沒有到這個階段，你可以下載我們的文獻eclipse.magnetrol.com，詳細介紹了GWR的好處，或者隨時給我發郵件討論細節dhite@magnetrol.com．此外，如果您想了解更多關於該技術如何提高性能——從而提高散熱率——的信息，請下載白皮書。”加熱速率和給水加熱器液位控製乐动体育下载這句話來自Magnetrol的網站，鏈接如下。請注意，這是一個你不會想要放下。

耗熱率意識
常見的改造方案:
你們中繼續對話的人，我遇到了三種持續的給水加熱器改造方案相對於燃煤發電和核能發電。

首先是將轉矩管(位移器)技術升級為GWR技術，隻需將轉矩管(位移器)的“內髒”去掉，用現有的燃燒室替換成GWR即可。或者，如果原始安裝的是頂部進/底部出型工藝連接，控製方案包括嵌入式PID(設定點)控製器，用於本地氣動控製，以保持給水加熱器的“正常水位”，則情況可能會更複雜。是的，氣動控製仍然存在。在我的例子中，我使用了後一種情況(Retrofit Option 1)，因為這是最昂貴的路線，需要額外的硬件來安裝GWR和維護現有的控製方案。消除可能不適用於特定安裝或不太複雜的場景的部分是很容易的，例如，如果扭矩管變送器和氣動控製已經升級到向DCS傳輸4-20mA信號，我們可以刪除PID控製器和I/P轉換器。

第二種最常見的改造包括升級壓差裝置，在現有的外部腔室無法容納GWR的情況下，但我們可以利用現有的工藝連接。相對於成本而言，這個場景更符合Retrofit Option 2中的示例。

最後，但並非最不重要的是，改進了射頻電容或磁性液位指示器加上磁致伸縮式液位發射器。這一場景非常簡單，因為在大多數情況下，現有的外部密室都可以使用，所以用GWR移除/替換當前的技術就很簡單了。添加外部腔室(改造選項2)適用於以下情況，或首選Aurora®配置(Orion®Instruments磁液位指示器，帶有整體GWR)。

hp-feedwater加熱器
改造選項1:
在這裏，我們奉行“一石二鳥”的方法，該方案提供了一種將扭矩管液位變送器/控製器改造為GWR技術的解決方案，以及升級視力(玻璃)測量儀，以減少總體維護成本*，同時提供更高的人員安全利潤率。如前所述，這是一種最糟糕的情況，因為當采用頂部安裝技術進行改造時，扭矩管的連接(從上到下)會出現問題，而該現場的氣動控製方案要保持完整。

利用每個給水加熱器上現有的瞄準鏡(玻璃)量規位置的側麵/側麵工藝安裝配置(圖1)是改造扭矩管液位控製器的最直接的方法，采用AURORA配置(帶有積分GWR的磁性液位指示器)。乐动体育下载

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雖然這種方法增加了儀器本身的一些成本，並且可能需要引入隔離閥，但它無需對管道進行修改，以適應GWR的側/底部工藝連接配置(改造選項2)，同時還能緩解持續的視(玻璃)規問題。順便說一下，我提到隔離閥隻是因為它們在某些情況下是視鏡(玻璃)規的組成部分。如果閥門是分開的，我們可以使用現有的設備。

這是一種實用的方法，因為在ASME鍋爐規範中，相對於給水加熱器，沒有強製要求使用可視(玻璃)儀表;因此，在新的給水加熱器安裝中很少遇到它們。極光(集成了GWR的MLI)提供了兩個世界的最佳選擇:高度精確的水平指示以及其他GWR的優點，再加上易於閱讀和冗餘的視覺指示。更換/修理上圖中的瞄準鏡(玻璃)計的成本將超過儀器的額外成本。安裝過程很簡單，隻需拆除瞄準鏡(玻璃)量規，焊接必要的隔離閥(根據需要)和AURORA配置。

為了保持與現有氣動設計一致的控製方案，新係統將包括一個PID(設定點)控製器和I/P轉換器作為臨時設定點控製解決方案。PID控製器將接受來自ECLIPSE GWR的4-20mA給水水位信號，並計算控製輸出，通過I/P轉換器將其轉換為相應的壓力(3-15 psi或3-27 psi)，以便適當的閥門運行，以保持給水加熱器的“正常水位”。PID控製器和I/P轉換器可以很容易地拆除，4-20mA輸出信號可以直接路由到I/O機櫃，用於未來的DCS，或者現有的控製方案是否可以容納GWR的模擬輸出。(圖2)

pid-controller-schematic

*瞄準鏡/管狀(玻璃)壓力表的主要故障是由於蒸汽切割或密封失效或整體閥門和腐蝕玻璃造成的泄漏。維修過程大致是這樣的:拆卸部件;噴砂;刮表麵;安裝維修工具;重新組裝和扭轉螺栓;重新安裝船;使容器升溫並降溫;檢查扭矩值。以下是與維修這些設備相關的詳細費用。

預算考慮(改裝方案一):

  • AURORA(集成GWR的MLI)
    • ECLIPSE型706型同軸蒸汽探頭導波雷達
  • PID控製器過程
    • 輸出:4-20mA
  • I/P換能器，非防爆
    • 輸入——4-20mA
    • 輸出:3 - 15 psig/3 - 27 psig
  • 其他物品
    • PID控製器和I/P轉換器外殼
    • 隔離閥(如果有與視線(玻璃)計一體的儀表)
    • 勞動
改造選項2:
利用現有的轉矩管、射頻電容或磁性液麵指示室是改造給水加熱器並融入更先進的液麵控製技術的最簡單和最經濟有效的方法之一。乐动体育下载這個過程很簡單，就是驗證現有的燃燒室是否能夠容納GWR，確保GWR具有合適的配套法蘭，然後進行拆卸和更換。

正如上文所提到的，在某些安裝中，現有的腔室無論出於何種原因都無法滿足要求，通常采用從上到下的工藝連接配置(圖3)。在這種情況下，實現GWR解決方案的最幹淨的方法是將現有的腔室替換為包含側/底部或側/側工藝安裝配置的腔室。這也適用於沒有外部室的差壓改造;然而，原來的電平變送器過程連接將用於安裝外部室和GWR。

chamber_side_bottom_config

乐动体育下载液位控製方案與圖2中描述的選項一致。

預算考慮(備選方案2):

  • 外腔式ECLIPSE製導波雷達
    • 706型同軸蒸汽探頭導波雷達
    • 腔室:(側/底部或側/側工藝連接(按要求)
  • PID過程控製器(根據需要)
    • 輸出:4-20mA
  • I/P換能器，非防爆(根據要求)
    • 輸入——4-20mA
    • 輸出:3 - 15 psig/3 - 27 psig
  • 其他物品
    • PID控製器和I/P轉換器外殼(根據需要)
    • 勞動