智能型電磁（cí）流量計在供水係統中的技術改造與實施

摘要：技術供水係統是水電廠輔助設備中*基本的係統之一。水電（diàn）廠技術供水係（xì）統（tǒng）包括技術供水（shuǐ）、消防供水和（hé）生活供水。為準確監視機組技術供水水管流量，提高機組安全運行指標，大化（huà）電廠結合技術供水現況（kuàng），研究決定進行技術（shù）改造 , 增設帶現場顯示的智能型電磁（cí）流量計，解決技術供水水管流量實（shí）時監視問題（tí），便於運行人員及時掌握機組技術供水情況及日常巡回檢查。經過改造 , 達到了預期目的。
1 概述
大化（huà）水（shuǐ）力發電總廠位於紅水河中遊，是紅水河流域（yù） 10 個梯級電站中的（de）*六級，下轄大化（huà）電廠和百龍灘電廠（chǎng），總裝機（jī）容量為 758MW。大（dà）化電廠一期工程在右岸，共有 4 台（tái）水輪發電機組，二期工程在左岸，1 台水輪發電機（jī）組，總裝機（jī）容量 566MW，設計多年（nián）平均發（fā）電量為 28.63 億 kW.h。1998 年起用 4 年時間進行增容改造，改（gǎi）造後總裝機容量為4×11.4 萬千瓦，二期工程於 2007 年 7 月 26 日正式開工建（jiàn）設（shè），在原大壩左岸增加了 1 台 11 萬千瓦的機組 , 2009 年 6 月底投產發（fā）電。
2、右岸技術供水情況
大化電廠（chǎng）技術供水包括右岸和左岸供水，本文以右岸 3 號機技術供（gòng）水係統增設帶現場顯示智能型（xíng）電磁流量計技術（shù）改造方案為（wéi）例進行分析說明。右岸技術供水係統（tǒng）（見圖 1）由各機組單元蝸殼取水主水源、濾水器、主供水泵、正反向切換閥（3202 閥與 3204 閥開為反向取水，3203 閥與 3205閥開（kāi）為正向取水，運行時隻開其中一種）、備用水源、備用濾水器、備用供（gòng）水泵和備用總水管構成一個整（zhěng）體，並通過 0211 閥與廠房消防（fáng）水係統相連接，可通過主水源（yuán）自流供水、主（zhǔ）水源水泵（bèng）增壓供水、備用水源自流供水、備用水源（yuán）水泵增壓供水等不同供水（shuǐ）方（fāng）式向機組推力（lì）軸承冷卻器和發導軸承冷卻器、水導軸承冷卻器、發電機空氣冷（lěng）卻器提供冷卻水源。機組技術供水正常運行采用單元蝸殼取水的供水方（fāng）式運行（háng），以備用水源供水為輔。機組主軸密封用水分別取自生活供水水源和技（jì）術供水（shuǐ）備用總管水源，向機組（zǔ）大軸提供可調水壓（yā）端麵密封水源。在現場配置（zhì）一個技術供水現地單元櫃，實現（xiàn）對機組（zǔ）技術供水係統設備自動控製、故障保護及報警。櫃內配置可編程 PLC 控製係統，電控櫃對主供增壓泵、3202 至 3208 電動碟（dié）閥進行流程控製。

由技術（shù）供水現（xiàn）地單元觸摸屏或（huò）監（jiān）控上（shàng）位機進行開、關（guān）閥操作。機組正（zhèng）常（cháng）運行時，技術供水現地單元櫃控製把手應置（zhì）於“遠控”方式運行，由監控上位機進行遠（yuǎn）程（chéng）操作，把手置於“現地”方式，由（yóu）技術供水現地單元櫃觸摸屏進行操作。設定機組停機 10 分鍾後自動關（guān）閉技術供（gòng）水（shuǐ），該功能由開停機啟停技（jì）術供水壓板控製。自流供水時，濾（lǜ）過（guò）器前壓力小於 0.25MPa，應清掃（sǎo）蝸殼取水口；水泵供水時，濾過器前壓力小於 0.20MPa，應改（gǎi）用備用供水，進行蝸殼取水口的清掃。機組檢修恢複前（qián），技術供水係統必須（xū）進行耐壓（yā）試（shì）驗 , 合格後方可投入運行（háng）。耐壓（yā）參數（shù）：P=0.3MPa，t=30 分鍾。
3、技術供水改造原（yuán）因
機組自動開（kāi）機時，會自動下發指令開啟技術供水，機組冷卻水中斷信號作為開機條件之一，其中冷卻水（shuǐ）中斷信號包括推（tuī）力冷卻水中斷及水導冷卻水中斷。大化電廠是水庫無調（diào）節的水電廠，水位落差變化快，而原大化電廠右岸技術供水示流器無流量顯示，無法監視到供水水管流量大小，對開機及監視機組安全運行非（fēi）常不利，影響機組（zǔ）備（bèi）用可靠性，對電網係統緊急斷（duàn）麵調（diào）峰調頻有惡劣（liè）影響。為了方便運行人員掌握機組技術（shù）供水實時（shí）情況 , 確（què）保機組正常開啟及安全穩定運行，研究決定增設（shè）帶現場顯示的智能型電磁流量計。
4、改造方案及實施
技術供水係統設（shè）有主、備（bèi）用水源。主水源是蝸殼取水，作為（wéi）機（jī）組技術（shù）供水的主用水（shuǐ）源。備（bèi）用水源有兩（liǎng）個，一個是設在 1 號機段的壩前取水，取水口高程為 145m，另一個是（shì）同 4 號（hào）機組蝸（wō）殼取水共（gòng）用取水口的蝸殼備用取水（shuǐ）。兩路備用水源均接到備用總（zǒng）水管，並通過 X207 閥（fá）分別與各台機組的技術（shù）供水係統相（xiàng）連通（見圖 2）。

4.1、改造原則
本次（cì）改造采用寶得 burkert8045 型智能型電磁流量計 , 是集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀於一體的新一代高精度、高可（kě）靠性的精密計量儀表。一體式智能型電磁流量（liàng）計包括一個流量傳感器和一個帶顯示器的發送器，外殼為 IP 65 防濺（jiàn）。具有與流量成正比的 4~20mA 標準輸出信號，電子線路故（gù）障時提供 22mA 的故障信號。
4.2、安裝說明
現場安裝時應注意遠離可能對其產生幹擾的大型設備，防止長期的熱輻射和其他如磁場直射（shè）等環境影響。為確保（bǎo）高測量精度和較好的零點穩定性，進行校正前，智能型（xíng）電磁流量（liàng）計應裝入工藝介質中至少（shǎo） 24 小時電*鈍（dùn）化（huà）。安裝的管路設計應確保管道始終充滿（mǎn）流體，防止測（cè）量誤差，管路設計圖（tú）見圖 3。

垂直安（ān）裝時確保流向由下而上，如圖 4 中箭（jiàn）頭所示，應與管道水平中心線成 45 度角安裝智能型電磁流量計。
測量流向取（qǔ）決於智能（néng）型電磁流量計（jì）的安裝方位，將智能型電磁流量計在接（jiē）頭上旋轉 180 度即可（kě）反向。正流向時，智能型電磁流量（liàng）計的突耳（ěr）應在上遊方向。流量顯示總是正的，而累加器可以根據流向增加或者減少。安（ān）裝中確（què）認管路設計不允許在介質中產生氣泡（pào）或空腔，否則將引起測量誤（wù）差（見圖 5）。
4.3、安裝位置
右岸廠房 3 號機推力冷卻供水管安裝 3 組智能型電磁流量計，分別位於 3 號機推力冷卻器（qì）正向供水（反向排水）3259 閥、3 號（hào）機推力冷卻器正向供水（反向排水）3263 閥（fá）、3 號機推力冷卻器正向（xiàng）供（gòng）水（反向排水）3267 閥（fá）後（hòu）；發導冷卻供水管安裝 2 組（zǔ）智能型（xíng）電磁流量計，位於（yú） 3 號機發導冷（lěng）卻器（qì）正向（xiàng）供水（shuǐ）（反向排水）3271 閥、3 號機（jī）發導冷卻器反（fǎn）向供水（shuǐ）（正向排水）3270 閥門後； 水導（dǎo）冷卻（què）供水管安裝 1 組（zǔ）智能型電磁流量計, 位於 3 號（hào）機（jī）水導正向（xiàng）供水（反向排水）3217 閥門後，智能型電磁流量計安裝位置要保證上遊直管長度為（wéi） 10DN，下遊直管長度 5DN（見（jiàn）圖 6）。安裝在推力冷卻供水管（guǎn）的 3 組（zǔ）智能型電磁流量計和水導冷卻供水管（guǎn） 1 組智能型電磁流（liú）量計（jì）取代原（yuán）有的示流器。

請（qǐng）確認（rèn）管路設計不允許在介質中（zhōng）產（chǎn）生氣泡或空腔，否則將引起測量誤差。

推力冷卻水智能型電磁流量計：3 個智能型電磁流量計開關量和（hé） 3 個原示（shì）流器開關量串（chuàn）接，送至監控係統作為機組開（kāi）機條件判斷依（yī）據。發導冷卻水智能型電磁流量計：2 個智能型電磁流量計（jì）開關量串接，送至監控係統，作為機組開機（jī）條件判斷依（yī）據；
水導冷卻水智能型電磁流（liú）量計：1 個智能型電磁流量計開關量（liàng）送至監控（kòng）係統，作為機組開機條件判斷依據；
以上均采用（yòng）模擬量三線製（zhì）接（jiē）法，上送至監控係統用於運行人（rén）員（yuán）監視。
增加 3 號機發導冷卻（què）水流量通斷（duàn）測點作為機組開機條件（jiàn）中技術（shù）供水是否正常的判斷依據。
5、改造效果
5.1 技改後通過監控上位機
畫麵可以實時監控推（tuī）力、水導、發導流量，當水流量過低時（shí）發（fā）報警信號到監控（kòng）上位機，掌握水流量實（shí）時數據。帶現場顯示智能型電磁流量（liàng）計無機械（xiè）可（kě）動部（bù）件，穩定可靠，壽命長，在安裝正確的（de）條（tiáo）件下傳感（gǎn）器是免維護的，長期運行無須特殊維護 , 維護成本低。
5.2 實現（xiàn）了機電一（yī）體化，如在使用過程中傳感器被汙染或阻塞可用（yòng）水或其他與 PVDF 和SS316L 相容的清洗劑清洗。建議在清洗（xǐ）電*後 24小時或流體改變後進行零點校正。
5.3 日常（cháng）的計量過程不需人工值守，測量信號既可就地顯示，也可按需遠（yuǎn）傳。流量測量範圍較寬 , 可在孔板和渦街流量計無法涉足的部分小流量區域進行有效工作（zuò），體積小、重（chóng）量輕，離線標定較為方便，工藝安裝條件不苛刻，儀表上、下遊直管段（duàn）可較孔板和渦街流量計大大（dà）縮短。
5.4 具有優異（yì）的量程比，在低流速或流量變化幅度較大的流域（yù）具有良（liáng）好的適用性（xìng）。
5.5 技術供水改造後 , 機組因技術供水流量中斷引起的（de）開機不成功率降低，減少了（le）因供水流量低對機組各軸承冷卻的影響，運行可靠，對機組（zǔ）安全運（yùn）行提供一定的保障。
6、結語
本（běn）次技改（gǎi）解決了原大（dà）化電廠技術供水示流器無（wú）流量顯示、無法監視（shì）到供水水（shuǐ）管流量大小、無法調整低流量報警定值功能難題（tí）。便於運行人員巡回監視，免於維護，提高效益（yì），確保機組安全穩定運行。

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