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VEGA 传感器承受巨大的压力

TDR 传感器 VEGAFLEX 86 成功地破解了中国远程发电厂内充满挑战的测量难题。

福清远程发电站位于中国福建省福清市,其发电功率高达 1000 兆瓦。气体分离系统是该发电站高低压涡轮之间的关键系统。 来自高压涡轮的蒸汽中含有 14% 的水分,因此在将蒸汽导入低压涡轮之前要对其进行除湿。 接着会重新加热该蒸汽。 冷凝水被收集,并在带有排水装置的冷凝水箱中得到处理。 在气体分离系统中,冷凝水箱扮演着一个重要的角色。 不允许让废水箱中的水超过一定的液位。 因为: 如果水箱太满,则存在水渗入气体分离系统的危险,这反过来会增加蒸汽中的水分,由此导致低压涡轮损坏。 因此,对于气体分离系统和涡轮机的安全和有效的运行,安装在那里的液位测量仪表肩负着重任。

在此,在直径为 2 米的球形水箱中会出现以下情况:

  • 过程温度高达 280 ℃
  • 压力高达 66 巴
  • 以前使用的液位测量仪表: 另一家制造商生产的导波雷达测量仪
  • 给每个水箱配备了三只测量仪表,它们采用三选二电路工作

在此,系统把从这三个测量值中获得的平均液位值确定为水箱的液位。 这三只测量仪表直接安装在水箱中,而不是安装在旁通管中。

传感器须能承受过程中的高压和高温

蒸汽的高压尤其会带来麻烦。 哪怕是最小的水滴也可能在高速下产生巨大的能量,并腐蚀许多材料。 在该应用中,蒸汽也不断给多处带来困扰。

❗ 弱点 1:垫片
这些是必需的,因为否则棒型探头会在每次振动或受到机械冲击时接触同轴管,进而导致测量值跳变。 这些垫片由 PEEK 制成,反复受到热蒸汽的侵蚀后变脆,最后破裂。 在此,始终存在垫片的一部分渗入到蒸汽系统中,进而危及涡轮机运行安全性的风险。 需要在每次维护涡轮机时通过更换同轴探头来防止这一风险。

❗ 弱点 2:仪表侧的密封

蒸汽会穿越密封系统,并进入到壳体中。 结果导致测量仪表一再受损。 后来发现,该仪表的 O 型密封圈只能承受高达 150 ℃ 的温度,PEEK 绝缘材料的温度极限也只是 250 ℃。 因此,两个温度极限均明显低于 280 ℃ 的过程温度。
介电常数随压力和温度变化。 蒸汽的介电常数比空气的高。 结果导致微波在蒸汽中的传播速度降低。 由此,测量仪表指示的液位低于实际液位。 虽然测量误差得到补偿,但补偿的力度不够。
在过程开始之际,三只现场仪表的测量误差始终小于20 毫米,但这仅适用于冷却状态。 一旦涡轮机启动,过程温度和冷凝水箱中的压力将上升,测量误差就会逐渐增大,并达到 100 毫米或更大。 多年来,每当误差过大时,都会采取修正测量值这一应急措施。

用导波雷达传感器 VEGAFLEX 来解决问题

带蒸汽补偿功能的 VEGAFLEX 86。

对于运营商而言,这一做法并不令人满意,因此他们开始寻找另一种解决方案。

负责的工程师们终于在 VEGA 找到了他们之所求,这便是带蒸汽补偿功能的 VEGAFLEX 86。 这种坚固耐用的传感器用于连续测量液体的液位和分离层,它尤其在极端的温度和压力条件下能够经受住考验。 该仪表在联轴器中具有陶瓷绝缘层和石墨密封层,可以承受渗入的最高压力达 400 巴,温度达 450°C 的蒸汽。

这是确保安全运行的关键,因为它们可以防止蒸汽进入电子部件中。 像在使用以前的仪表时出现的蒸汽泄漏问题如今就不会再出现了。 同轴探头中的垫片也由陶瓷制成,并且具有足够强的机械稳定性,可以承受蒸汽系统的振动和冲击。
对于该导波雷达传感器的介电常数不断变化的问题,也开发了一个很好的解决方案。 创新的蒸汽补偿功能带来了更高的测量精度。 VEGAFLEX 86 使用一个参考距离,以补偿因高压蒸汽造成的误差。 这一距离越长,则测量值越精确。 VEGAFLEX 86 拥有市场上最长的参考距离。

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