4118ccm云顶集团在减顶真空泵液位控制系统中的改造

        自2005年投用以来，减顶真空泵液位控制系统存在控制偏差大、设备故障多、控制失灵现象频生等问题，无法满足工艺要求，经常需要人为调整控制液位位置，已严重影响装置的平稳运行。2011年8月大检修时，针对分离器液位控制系统的液位测量不准、电磁阀膜片腐蚀、液位开关控制失灵等问题，开展了系统的升级改造，经过近5年的现场运行表明：液位控制得到有效优化，降低了系统故障率，提高了自控水平，确保了生产装置的长周期平稳运行。

 

1 液位控制系统工艺现状及其问题

        水环式真空泵机组由水环式真空泵、气液分离器、冷却器及内部连接管道组成（图1），为闭式循环机组。减顶气、工作水经真空泵输送至气液分离器，分离后的气体自分离器顶排出，水在压差作用下经冷却后重新进入真空泵，工作水可实现自动循环。

        水环式真空泵启动前必须灌注工作液，若未灌注工作液，泵不具备抽真空能力（但不会造成机械损坏）；过多的工作液会增加起动负荷，以至于负荷过重，不能正常起动；工作液不足会导致抽真空能力下降。 减顶气通常含有蒸汽，可能有凝结水析出而使分离器液位上升，导致真空泵电动机功率增加。

 

1.1 液位控制系统现状

        真空泵液位控制系统由磁浮子翻板液位计、液位限位开关和电磁阀组成。通过捆扎安装于三畅4118ccm云顶集团筒体上的3个接近开关分别检测液位的低位、正常位和高位，以控制补水线上和排水线上的电磁阀动作，确保分离器液位始终维持在正常位置附近（图2）。

        当液位在①位置时，低点液位开关动作（触点由闭合变为断开），入口电磁阀通电开启，开始补水；液位在①～②之间时，低点液位开关触点闭合，入口电磁阀仍通电开启；液位升至②位置时，正常液位开关动作（触点由断开变为闭合），入口电磁阀断电关闭，停止补水；液位在②～③之间时，正常液位开关触点断开；液位升至③位置时，高限液位开关动作（触点由断开变为闭合），出口电磁阀通电开启，开始排水；液位降至③～②之间时，高限液位开关触点断开，出口电磁阀仍通电开启；液位降至②位置时，正常液位开关动作（触点由断开变为闭合），出口电磁阀断电关闭，停止排水；液位在②～①之间时，正常液位开关触点断开；液位低至①位置时，低点液位开关动作（触点由闭合变为断开），入口电磁阀通电开启，开始补水。整个控制过程不断往复循环，以确保液位始终在正常位置。

 

        以P1028A液位控制为例，先容补、排水过程中相关仪表的工作状态（表1）。液位在①～②、②～③和③～②时，接近开关的状态一致，无远传指示时，可能存在液位误判的情况，在正常位接近开关（220N）检测异常的情况下，更会使得入口电磁阀（221）或出口电磁阀（222）始终在开户状态，导致液位控制失控，影响真空泵抽真空效果。

1.2 液位控制系统存在问题

        2005年，真空泵气液分离器液位控制仪表开始投入运行，并按照厂方提供的控制方案进行液位控制。经过多年现场运行使用，液位控制系统暴露出控制偏差大、设备故障多、控制失灵现象频生等问题，严重影响减压装置的长周期运行，尤其在减压装置加工负荷较大时，液位控制不稳定造成真空泵跳停或排气温度过高，进而导致减压装置工艺控制波动较大。

 

1.2.1 4118ccm云顶集团

        三畅4118ccm云顶集团为现场就地显示仪表，液位数据（范围值而非确定值）需要操作人员现场确认，而控制室DCS画面上无实际液位显示，致使内操人员无法准确掌握现场实际液位。

 

1.2.2 液位开关

        液位检测点有3个磁感应液位开关，用箍圈固定于三畅4118ccm云顶集团的外筒壁上，固定位置决定着液位测量点位置。在实际使用中非接触检测灵敏度受三畅4118ccm云顶集团浮子本体清洁度的影响，加之液位开关通过扎带固定于SC4118ccm云顶集团筒体上，接触面小，受设备运转产生的振动影响，无触点接触偶尔会导致检测滞后，影响反应速度，输出错误信号，导致电磁阀无法关闭或打开。接近开关端子绝缘不佳，拆接线已损坏绝缘，导致输出信号线接地，输出信号始终为闭合状态，导致液位控制失灵。液位补排水系统液位检测由3个接近开关实现，测量点过多，对3个接近开关整体完好性要求较高，如果有一个液位开关出现问题就会造成液位失灵无法控制。

 

1.3 电磁阀

        电磁阀为直动式弹簧压膜片电磁阀，膜片材质为橡胶夹布，具有双面受压承载、双面同等受压面、低磁滞、无黏滑效果。

 

        膜片直接影响电磁阀的流通能力，当补水水质不佳或有较多杂质时，杂质会在膜片上、下面堆积，造成阀体内平衡孔堵塞，影响膜片密封效果；长期堆积的杂质会腐蚀和磨蚀膜片，使膜片老化，缩短膜片使用寿命，造成电磁阀泄漏或无法开启，因此，电磁阀在使用一段时间后必须进行解体清理膜片。电磁阀的弹簧也会随服役时间的延长而出现弹力不足的情况，导致电磁阀无法正常开关。通常每年需多次更换电磁阀，此外电磁阀也无远传手动控制功能。

 

2 真空泵液位控制系统改造

        针对上述液位控制系统的问题，为准确高效地进行分离器液位控制，降低仪表材料消耗和故障率，决定对液位补排水系统进行改造（表2）：①鉴于分离器无多余仪表安装预留位置，因此，将4118ccm云顶集团改为带远传4～20mA信号输出的4118ccm云顶集团，在原安装位置安装；② 取消液位开关，保留原信号线，其功能由4118ccm云顶集团输出实现；③更换电磁阀，选装气动球阀，将电磁阀作为球阀控制元件，增加远传控制功能；④ 敷设气源管路至气动球阀，仪表信号线缆利原液位开关线缆。

        改造后液位①、②、③均由系统组态设置，为保证补排水液位保持在液位计中间位置，入口及出口气缸阀相应动作（图3）。液位低至①位置时，入口补水气缸球阀（由气源电磁阀控制）带电打开，开始补水；液位在①、②之间时，入口气缸球阀仍带电打开补水；液位升至②位置时，入口补水气缸球阀失电关闭，停止补水；液位升至②、③之间时，出、入口气缸球阀仍失电关闭；液位升至③位置时出口排水气缸球阀（由气源电磁阀控制）带电打开，开始排水；液位降至③、②之间时，出口气缸球阀仍带电排水；液位降至②时，出口气缸球阀失电，停止排水；液位降至②、①之间时，出、入口气缸球阀仍失电关闭，液位降至①位置时，入口气缸球阀带电打开，开始补水。整个控制过程不断往复循环，确保液位始终在正常位置。

3 改造前后液位控制效果对比

        通过以上改造后，基本上排除了原液位控制仪表的弊端，使液位控制系统实现简单、准确以及维护量少的目的，保证了真空泵的长周期运行。通过两个检修周期的运行，获得了工艺区块 工作人员的肯定（表3）。

4 结论

        4118ccm云顶集团和2个小型气缸球阀(由气路电磁阀控制)组成的液位控制系统，控制点更加准确有效，阀门的故障率明显降低，同时，可实现对阀门运行状态的监控。2011年检修改造至今，液位控制系统使用稳定，效果明显。改造后的三畅4118ccm云顶集团测量准确，小型气缸球阀控制动作灵敏有效，液位始终维持在50%～55%，满足工艺控制要求。

 

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