污水坑液位控制器在線清洗及穩定控制技術

紀科

摘 要：火力發電廠污水坑液位控制也是生產工作中不可或缺的一項重要工作。由于污水坑環境惡劣，現場臟污，對設備的使用壽命和維護人員的勞動強度和難度產生了很大影響。針對這些問題，總結自己的一些工作經驗，提出了本文中設計的污水坑液位控制器在線清洗及穩定控制技術，希望能對各位讀者有所幫助。

關鍵詞：污水 液位 在線清洗 穩定控制 非接觸

中圖分類號：TM621文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2020）03-0-02

一、背景

火力發電廠汽輪發電機組都配套有污水處理系統。這些系統的穩定運行，對汽輪發電機組的安全經濟運行會產生間接的影響。這些系統包括凝結水泵泵坑污水處理系統、循環水泵泵坑污水處理系統和煤場污水坑系統等。

目前，上文提到的各種污水處理系統，大多采用拉繩浮球開關來控制泵坑的液位。常用三個開關控制，分別是液位低開關、液位高1值開關和液位高2值開關。由于現場環境惡劣，污水臟污難堪，而且在污水中常會存在各種雜質，致使拉繩浮球開關工作壽命短，可靠性差，維護難度高，經濟性不佳。

詢問部分兄弟單位，也存在同樣普遍而又棘手的問題。比如青銅峽大壩電廠、張家口發電廠、唐山陡河發電廠等，污水坑液位的控制，也是他們一直在研究的技術。

二、機組污水泵坑液位控制的現狀和弊端分析

火力發電廠污水坑液位控制通常采用三個拉繩浮球開關控制兩臺污水泵的方式三個拉繩浮球開關分別是液位高2值開關、液位高1值開關和液位低開關。當液位低開關隨污水液位下降復位后，聯鎖停止所有排污泵;當液位上升使液位低開關動作，并繼續上升，迫使液位高1值開關動作后，聯鎖啟動一臺排污泵;當一臺排污泵聯鎖啟動后，液位仍然上升并導致液位高2值開關動作，此時，聯鎖啟動另一臺排污泵。

以某機組凝結水泵坑污水排放系統中三個浮球開關控制兩臺排污泵的配置為例，由于三個浮球在污水中浸泡，常被污水中的雜質卡住而不能正常動作，導致污水從坑中溢出。由于液位開關升降緩慢并常有波動，使得浮球開關觸點狀態的切換不利索，導致觸點經常間隙放電而嚴重影響浮球的使用壽命。由于浮球直接浸泡在污水中，一旦浮球漏水，開關觸點就會與污水接觸而導電，危急人員安全。由于污水中的油泥和雜質很多，長時間浸泡，會在浮球開關及其引線上沉積很厚的臟污物，給檢修維護工作帶來非常大的不便，而且雜物的存在，使得浮球開關非常容易被損壞。又由于設備檢修時，人員需要站于覆蓋在污水坑口的格柵板上，對檢修人員的人生安全也產生了不利的影響。

三、在線清洗和穩定控制技術的介紹

1.系統概述

圖1給出了本技術的系統示意圖。新設計液位計存在液下部分和液上部分。液下部分采用機械防卡結構，不銹鋼浮球和由三棱柱體構成的概念浮球桶，可防止浮球被浮球筒壁上沉積的污垢卡住，并過濾液位波動，避免因液位波動而頻繁觸發液位開關，縮短使用壽命。刷污結構用于在線清理、刷拭浮球筒的表面積污。

液上部分安裝信號觸發機構，可避免探頭與污水接觸而短路損壞，也可避免探頭與污水接觸而臟污。液位信號檢測元件采用非接觸式接近開關，安裝在液上部分，安裝維護方便。

為防止由于沉積的淤泥過厚而使液位控制器的浮球不能正常下降到最低水位，我們建議在排污泵出口管道上引出一路沖泥管，沖走沉積在液位計下方的淤泥和雜物。

圖1系統示意圖

2.設計思想

本設計主要解決的問題之一，就是減小浮球隨液位上下浮動時與浮球筒壁間的阻力。將浮球筒壁與浮球的接觸方式，由“面接觸”改造為“線接觸”，就可實現。采用棱柱結構，讓棱柱的一條棱與浮球接觸，使得接觸方式由“面接觸”改造為“線接觸”。

平面是最簡單的加工工藝。三棱柱結構的設計，可減小加工難度，降低成本，使整個設備的重量減小。

浮球液位計一般都豎直安裝，浮球延豎直方向在浮球筒內浮動。本設計，將浮球筒壁改造成由數根豎直安裝的三棱柱（樣例設計中采用12根三棱柱）構成的概念浮球筒。工作時，每根三棱柱的三條棱中的一條棱與浮球接觸。

十二根三棱柱延圓弧均勻分布，兩兩之間形成均勻的小縫隙。當污水坑的液面被擾動而波動時，由于這些小縫隙的存在，對傳遞到浮球下的液面波紋形成阻尼作用，從而使浮球受到液面波紋的擾動大大減小。即三棱柱之間的小縫隙還可以對液位波動起到阻尼過濾作用。

通過對化學實驗中應用到的刷子的結構做一些調整，做成浮球筒刷，用于在系統正常運行過程中在線清理三棱柱上和浮球上的污垢，使用時非常干凈、簡單、方便。

3.部分零部件結構及簡要說明

該裝置采用模塊化設計思想，將浮球筒固定支架、浮球筒、液位開關固定罩分成各個模塊，模塊的安裝拆除只需簡單的插拔和撥扣即可，簡單方便。

這里的浮球筒是個概念桶，是由12根三棱柱沿圓弧均勻分布而圍成的桶裝結構。工作時，三棱柱的一條棱與浮球相接觸，從而極大地降低了浮球的摩擦阻力。為了保證精度和裝配間隙滿足要求，我們設計浮球的直徑比三棱柱的棱所構成的圓的直徑小1mm。理論上講，浮球在工作時只能同時與兩條相鄰的棱接觸，但在實際應用中，由于加工精度和裝配過程等的誤差，或機械外力作用，浮球可能同時與兩條以上的棱接觸。這時，如果與浮球相接觸的棱都分布在浮球的一段劣弧內（即最多有5條相鄰的棱同時與浮球相接觸），則不影響設備的正常工作;如果由于運輸和安裝問題，導致與浮球同時接觸的棱分布在浮球的一段優弧內或者是浮球的半圓弧內，則有可能導致浮球被與之接觸的棱卡住，致使液位控制器不能正常工作。故在安裝結束后，一定要認真檢查浮球是否能夠沿著既定的方向自由活動。

各條三棱柱之間形成的小縫隙，對液面的波動形成了阻尼作用，對液面波動可以有效過濾，避免了由于液位波動大而導致信號誤發。