Магнитный указатель уровня для подогревателей высокого давления

Автор: Дмитрий Слесарев Время прочтения: 13 мин.

Подогреватели высокого давления (ПВД) входят в систему регенеративного подогрева питательной воды энергетических установок. Внутри аппарата питательная вода нагревается за счет энергии пара, отбираемого из турбины. При этом в корпусе образуется конденсат греющего пара, уровень которого необходимо поддерживать в заданных пределах.

Контроль здесь имеет не только технологическое значение. Повышение уровня в ПВД связано с работой защит оборудования: типовые инструкции по эксплуатации предусматривают аварийное отключение группы ПВД при достижении установленных пределов уровня.

Наряду с дистанционными средствами измерения оператору требуется возможность непосредственно на месте увидеть фактическое положение уровня. Для этого и используются местные указатели.

Почему уровень в ПВД нужно видеть непосредственно на оборудовании?

Это особенно полезно:

• при пуске и останове ПВД;
• при наладке системы регулирования уровня;
• при проверке показаний уровнемеров;
• во время технического обслуживания;
• при поиске неисправностей датчиков и каналов автоматики;
• при необходимости быстро оценить состояние аппарата непосредственно по месту установки.

Конструкция ПВД предусматривает отвод конденсата греющего пара, причем в типовых схемах конденсат последовательно направляется из ПВД более высокой ступени в следующую. Например, для распространенной трехступенчатой группы применяется каскад ПВД-7 → ПВД-6 → ПВД-5.

Следовательно, достоверная информация об уровне необходима не только для контроля отдельного аппарата, но и для нормальной работы всей схемы регенерации.

Чем ограничены традиционные стеклянные указатели?

Такие приборы способны работать при достаточно высоком давлении, если их конструкция, стекло, арматура и уплотнения рассчитаны на соответствующие условия. Поэтому при модернизации ПВД речь не обязательно идет о том, что плоское стекло принципиально невозможно применять. Скорее возникает вопрос о выборе другого способа визуальной индикации.

Стекло остается элементом, непосредственно связанным с рабочей средой и находящимся под ее давлением. Это накладывает дополнительные требования на эксплуатацию: состояние стекла и уплотнений необходимо регулярно контролировать, поскольку повреждение хрупкого смотрового элемента связано с риском разгерметизации.

Кроме того, со временем прозрачность стекла может ухудшаться из-за отложений, загрязнений и воздействия рабочей среды. В результате граница уровня становится менее различимой, что затрудняет визуальный контроль и сличение местных показаний с данными автоматических уровнемеров.

Однако отказ от плоского стекла сам по себе еще не решает задачу контроля уровня на ПВД. Более простые байпасные индикаторы со стеклянной трубкой также имеют прозрачный элемент, находящийся под рабочим давлением, поэтому область их применения ограничена.

Для местного контроля уровня на ПВД представляет интерес другая конструкция – байпасный магнитный указатель с металлической камерой.

Как работает магнитный указатель ILL-BM-B40?

Внутри металлической камеры находится поплавок с магнитной системой. При изменении уровня он перемещается вверх или вниз. Снаружи камеры располагается роликовая магнитная шкала, которая взаимодействует с магнитом поплавка и показывает положение уровня.

Получается принципиально иная схема визуального контроля.

Схематично цикл выглядит так:

ПВД → металлическая байпасная камера → магнитный поплавок → наружная роликовая шкала.

Рабочая среда при этом не находится внутри прозрачной стеклянной трубки. Границу уровня оператор видит по положению элементов внешней шкалы.

Именно эта особенность позволяет рассматривать ILL-BM-B40 как альтернативу указателям с плоскими стеклами на оборудовании высокого давления – разумеется, если конкретное исполнение прибора соответствует рабочим параметрам аппарата.

Чем магнитный указатель отличается от стеклянного с плоским стеклом?

Основные различия представлены в таблице.

Таким образом, в ILL-BM-B40 меняется не только способ отображения уровня. Рабочая среда находится внутри металлической камеры, а наружная магнитная шкала не является элементом, воспринимающим давление. Это исключает хрупкое стекло из границы герметизации и повышает безопасность местного визуального контроля.

Подходит ли ILL-BM-B40 для высокого давления?

Например, магнитный указатель ILL-BM-B40-0600-N1-000-50/20-FB-T2 рассчитан на максимальное рабочее давление 40 бар и температуру рабочей среды до +350 °C при давлении 32,5 бар. Камера и поплавок выполнены из нержавеющей стали AISI 316, подключение к процессу – фланцевое, DN20 PN40.

Это важное отличие от простых трубчатых байпасных указателей. В ILL-BM-B40 рабочее давление воспринимает металлическая камера, а магнитная шкала расположена снаружи и не контактирует с рабочей средой.

При этом давление в корпусе ПВД зависит от типа оборудования и ступени подогрева. Например, для группы ПВ-425-230 оно составляет около 13, 25 и 37 кгс/см² соответственно для ПВД-5, ПВД-6 и ПВД-7. Для отдельных подогревателей высокого давления рабочее давление пара может достигать 7 МПа (70 бар), что превышает предел серии ILL-BM-B40.

ILL-BM-B40 подходит не для любого ПВД. Возможность его применения определяется рабочим и расчетным давлением, температурой и другими параметрами среды в точках подключения. Если они находятся в пределах, допустимых для выбранного исполнения, магнитный указатель может использоваться для местного визуального контроля уровня.

Соответствие оборудования требованиям безопасности подтверждается сертификатом ТР ТС 032/2013 «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением». Для индикаторов ILL-BM во взрывозащищенном исполнении действует также сертификат соответствия ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах».

Для подбора подходящего исполнения ILL-BM-B40 можно обратиться к инженерам «РусАвтоматизация».

Как может выглядеть решение для ПВД-6?

Для некоторых типов энергетического оборудования давление в корпусе ПВД-6 составляет порядка 25 кгс/см², то есть приблизительно 24,5 бар. По давлению такие условия находятся в рабочем диапазоне исполнений B40 с допустимым давлением до 40 бар. Окончательный подбор выполняется с учетом температуры, плотности среды, диапазона измерения и присоединительных размеров.

Магнитный указатель подключается к корпусу ПВД двумя отводами – выше и ниже рабочего диапазона уровня. Жидкость поступает в байпасную камеру, поплавок занимает положение в соответствии с фактическим уровнем, а наружная шкала дает оператору наглядную индикацию.

При модернизации возможны два основных варианта:

1. Замена существующего стеклянного указателя.
   Магнитный ILL-BM-B40 становится основным местным средством визуального контроля.
2. Установка дополнительного указателя.
   B40 работает параллельно с существующим прибором и дает персоналу независимую возможность визуально контролировать уровень.

Второй вариант может быть особенно интересен там, где требуется резервирование местной индикации либо постепенная модернизация существующей системы.

Что необходимо знать для подбора B40?

При подборе определяют:

• рабочее и расчетное давление в корпусе ПВД;
• максимальную температуру среды;
• плотность конденсата при рабочих условиях;
• требуемый диапазон визуального контроля;
• межцентровое расстояние присоединений;
• диаметр и тип подключения;
• материал камеры и поплавка;
• необходимость отсечной арматуры;
• необходимость дренажного и воздушного клапанов;
• требования к теплоизоляции или обогреву;
• необходимость дополнительных сигнализаторов уровня.

Функциональность B40 не ограничивается только местной визуальной индикацией. Индикаторы могут комплектоваться сигнализаторами уровня, которые срабатывают при достижении заданных отметок. В серии применяются герконовые и механические сигнализаторы, в том числе моностабильного и бистабильного типа. Моностабильный сигнализатор изменяет состояние контакта при прохождении поплавка через заданную точку, а бистабильный сохраняет переключенное состояние до обратного прохождения поплавка. Такие устройства позволяют контролировать предельные уровни и передавать дискретные сигналы в систему автоматики.

Для непрерывного контроля выпускаются байпасные индикаторы с уровнемерами, которые помимо местной индикации позволяют передавать текущее значение уровня в систему управления.

Таким образом, B40 можно использовать не только для визуального контроля, но и для сигнализации предельных уровней или непрерывного измерения – в зависимости от задач проекта.

Отдельное внимание следует уделять плотности среды. Поплавок подбирается под определенный диапазон плотности, поэтому параметры конденсата при рабочем давлении и температуре должны учитываться при заказе прибора.

Что дает переход на магнитную индикацию?

Переход на магнитную индикацию дает два практических преимущества. Во-первых, повышается безопасность местного контроля: рабочее давление воспринимает металлическая байпасная камера, а в конструкции визуальной шкалы отсутствует хрупкий стеклянный элемент, непосредственно контактирующий со средой.

Во-вторых, показания остаются наглядными независимо от прозрачности рабочей среды и состояния смотрового стекла. Оператор определяет уровень по контрастной магнитной шкале, а не по видимой через стекло границе жидкости.

При этом местная индикация остается полностью автономной и не требует электропитания.

Для ПВД это позволяет:

• повысить безопасность местного визуального контроля;
• сохранить хорошую читаемость показаний в процессе эксплуатации;
• заменить или продублировать указатель с плоскими стеклами;
• сохранить независимый контроль уровня без электропитания;
• подобрать исполнение под конкретные параметры среды и монтажные размеры;
• при необходимости дополнить визуальную индикацию сигнализаторами или непрерывным измерением уровня.

При этом B40 нельзя считать универсальным прибором для любого подогревателя высокого давления. Его применение определяется расчетными параметрами конкретного аппарата. Для серии указан предел рабочего давления 40 бар, поэтому перед заменой существующего водоуказательного прибора требуется обязательно проверить давление, температуру, плотность среды, присоединительные размеры и требования проекта.

Итог

Магнитные указатели ILL-BM-B40 могут применяться для местного визуального контроля уровня воды в ПВД, если рабочие параметры оборудования соответствуют характеристикам выбранного исполнения.

Байпасная металлическая камера, магнитный поплавок и наружная шкала обеспечивают наглядную индикацию уровня без электропитания. ILL-BM-B40 можно использовать как основной или дополнительный местный указатель, в том числе при модернизации существующей системы контроля уровня.

Скачать статью в формате PDF