夾持式電磁流量計在消防泵改造中的應(yīng)用

摘要：目前國內(nèi)自動化控制技術(shù)已得到蓬勃發(fā)展， 為實現(xiàn)各單元生產(chǎn)系統(tǒng)的自動控制， 對夾持式電磁流量計機泵的全自動控制，提高設(shè)備自動化程度， 進一步優(yōu)化人力資源配置， 減輕勞動強度， 提高工作效率和管理水平， 是今后工廠運行管理發(fā)展的一個趨勢。 主要介紹經(jīng)過消防泵改造的成功經(jīng)驗，設(shè)想對其他機泵進行自控系統(tǒng)改造的可行性分析。
1 概況
我廠有水源井5口、轉(zhuǎn)水泵3臺及1 000m 3 儲水罐2具，廠內(nèi)2 000m 3 儲水罐3具，消防泵2臺、新鮮水泵2臺、循環(huán)水泵4臺、基地泵2臺。主要為廠內(nèi)各生產(chǎn)單元提供循環(huán)冷卻水、消防用水，并承擔著為生活基地、各*站提供生活、生產(chǎn)用水。2012年，我廠對消防泵進行改造，實現(xiàn)遠程操控及監(jiān)控。
2 運行現(xiàn)狀
2.1 消防泵改造實施
2012年，對我廠夾持式電磁流量計兩臺消防水泵啟、?？刂品绞竭M行改造，將消防泵狀態(tài)反饋和出口壓力檢測信號，以及啟停操作控制信號接入 DeltaV 自控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程操控及監(jiān)測。
（1）消防泵工藝改造
在兩臺消防泵出口管線上拆除原有單流閥和蝶閥，并在此基礎(chǔ)上各增加一套多功能水泵控制閥，具體安裝位置見圖1。

（2）多功能水泵控制閥的成功利用
多功能水泵控制閥是一種新型水力控制閥門，一閥可替代電動蝶（閘）閥、止回閥和水錘消除器三種裝置。它能自動實現(xiàn)啟泵時的緩開，停泵時的速閉與緩閉操作，而無需任何電氣控制與其他動力和人力介入，也無需油壓裝置等。
多功能水泵控制閥（結(jié)構(gòu)見圖2）的工作原理 ：
①停泵狀態(tài)，閥板在出口端及隔膜上腔靜壓作用下全部關(guān)閉。
②水泵啟動時，水壓從旁通管傳入下腔，主閥板及緩閉閥板在進口端及下腔水壓作用下緩慢開啟。
③在進水端壓力作用下，閥板上升到*大開口狀態(tài)，開口高度由流量決定。
④停泵瞬間，流量及壓力突然降低，主閥板在重力作用下開始向下滑。
⑤當流量接近于零時，主閥被關(guān)閉，主閥板上留有泄流孔以減弱水錘沖擊力 ；主閥板上、下形成壓力差，閥門出口水壓從旁通管進入上腔推動膜片壓板，使下腔水排入閥門進口，閥板開始緩閉。
⑥緩閉閥板完全關(guān)閉泄流孔，閥門回到停泵初始狀態(tài)。

多功能水泵控制閥的主要優(yōu)點 ：
①無需操作控制。利用水泵啟停時閥門前后的水壓差作為控制動力。
②閥門啟閉動作過程能有效地防止水錘壓力波升高而產(chǎn)生的事故。
③無需現(xiàn)場調(diào)試，適用工況范圍廣。
2.2 消防泵改造運行效果
消防泵在運行過程中出口壓力保持在1.0MPa，員工可在中控室進行啟、停操作，且啟泵時間由原來的4~5min 縮短到10幾秒，有效快捷地為下游單元提供消防水，減少了可能因消防水供給不及時而造成的損失，提高了整個消防系統(tǒng)運行的安全、可靠性。
操控過程 ：
消防泵啟停通過信號檢測、DCS 控制，多功能水利泵的執(zhí)行機構(gòu)動作完成消防泵的啟停以及機泵的在線監(jiān)測。
啟泵過程 ：
（1）中控室操作員調(diào)出相應(yīng)消防泵操作模塊面板（1# 泵為 PI3627、2# 泵為 PI3628），點擊面板上，把信號傳給控制器，控制器輸出啟動消防泵信號，啟動電機 ；
（2）電機啟動后，返回信號 ；
（3）消防泵電機電流降至正常值，且消防泵出口壓力值達到要求，返回信號 ；
（4）新鮮水進入泵體內(nèi)，從出口流出，在水壓的作用下，多功能水泵控制閥自動打開，開始給下游供水。
停泵過程 ：
（1）中控室操作員調(diào)出相應(yīng)消防泵操作模塊面板（1# 泵為 P3627、2# 泵為 P3628），點擊面板上，把信號傳給控制器 ；
（2）控制器輸出停運電機 ；
（3）電機停運后，返回信號 ；
（4）新鮮水流量減少，多功能水泵控制閥緩慢關(guān)閉，停止給下游供水。
2.3 人員管理現(xiàn)狀
（1）目前夾持式電磁流量計基地泵、循環(huán)水泵、新鮮水泵均為員工現(xiàn)場進行啟、停操作，全廠因突發(fā)情況停電后，由于車間管轄區(qū)域較分散，用電設(shè)備無法順利的迅速恢復，嚴重影響了鍋爐房供氣單元安全平穩(wěn)運行。
（2）夾持式電磁流量計基地泵承擔著向靖邊基地提供生活用水，基地值班人員通過基地新鮮水罐液位通知我廠值班員工啟、?；乇?，啟、停泵次數(shù)較頻繁，特別是夜間作業(yè)，給值班員工帶來諸多不便。
（3）隨著我廠人員流出，在崗員工嚴重短缺，新調(diào)入轉(zhuǎn)崗人員還需進一步現(xiàn)場培訓實踐操作才能逐漸適應(yīng)新的崗位。夾持式電磁流量計機泵的現(xiàn)場啟、停一定程度上加重了現(xiàn)場操作員工缺乏的困難。
3 改造思路
3.1 工藝流程改造
根據(jù)消防泵改造的成功經(jīng)驗，可將夾持式電磁流量計其余機泵也進行改造，由于1＃、2?；乇贸隹谝言黾佣喙δ芩每刂崎y，本次改造無需現(xiàn)場工藝改造，分別割除立式循環(huán)出口 A-B、C-D段、臥式循環(huán)泵出口 E-F、G-H 段、新鮮水泵 I-J、L-M 段，增加多功能水泵控制閥。
3.2 自控系統(tǒng)改造
改造流程如下 ：
（1）在夾持式電磁流量計在基地泵、循環(huán)水泵、新鮮水泵的供電柜上增加繼電器。
（2）從新增繼電器引兩組信號 KVVP 4*1.5電纜，分別控制基地泵、循環(huán)水泵、新鮮水泵的啟停，電纜線經(jīng)過自用配氣站旁電纜橋架接入1# 鍋爐房控制室 DO 卡鍵上。
（3）從新增繼電器引兩組信號 KVVP 4*1.5電纜，分別監(jiān)測消防泵的啟停狀態(tài)，接入1# 鍋爐房控制室 DI 卡鍵上。
（4）在中控室工控機消防泵操作畫面上增加相應(yīng)操作模塊。
4 預期效果評價
（1）人員勞動力減少
改造后，員工可在中控室直接操作，無需到現(xiàn)場啟、停，提高了設(shè)備自動化程度，進一步優(yōu)化人力資源配置，減輕勞動強度，提高了員工工作效率。
（2）安全性的提升
改造后，減少員工現(xiàn)場操作閥門的頻次，避免誤操作，防止運行事故發(fā)生，同時增加多功能水泵控制閥門，閥門啟閉動作過程能有效地因防止水錘壓力波升高而產(chǎn)生的事故。
（3）自動化管理水平的提高
改造采用自控系統(tǒng)后，員工可在中控室直接啟、停操作，可以在線監(jiān)控泵運行狀況，保證了夾持式電磁流量計安全平穩(wěn)供水的同時，提高了凈化廠運行管理的自動化程度，每周只需要對夾持式電磁流量計進行定期衛(wèi)生清理。
（4）執(zhí)行力大大提高
中控人員接到啟、停機泵通知后，可在中控室立即實現(xiàn)遠程控制、監(jiān)控，避免現(xiàn)場操作人員因裝置其他操作而影響啟、停機泵速率。
5 結(jié)束語
消防泵的改造成功為夾持式電磁流量計數(shù)字化改造提供了依據(jù)和樣本，根據(jù)預期的效果以及費用預算，在提高自動化管理水平的同時，減少員工勞動強度，增加了夾持式電磁流量計安全平穩(wěn)供水的保障。在今后的工作中應(yīng)加大對新技術(shù)的投入，進一步提高自動化管理水平。