0 引言

某多晶硅生產(chǎn)項目中工業(yè)冷凍RF1、RF2 和RF3 系統氣液分離器磁翻板液位計FISHER 供液閥不同程度工作不穩定，具體表現在：

 

(1) RF1 機組系統撬塊FISHER 供液閥定位器反饋臂運行時(shí)磨下很深的凹槽，閥位無(wú)法反饋，導致FISHER 供液閥閥動(dòng)作需要手動(dòng)調節無(wú)法滿(mǎn)足使用要求；

(2) RF3 低溫系統撬塊不同程度地出現供液不穩定，經(jīng)常出現需要人為手動(dòng)調節，表面上無(wú)明顯損壞可能是使用時(shí)間較長(cháng)的金屬疲勞所致；

(3) 冷凝器損壞后水進(jìn)入系統中殼體生銹制冷劑運行后清洗掉銹后沉積到系統的#低部，而液位檢測顯示位置就是系統的#低處導致了液位檢測和磁翻板出現不穩定。

 

1 項目改造的必要性及可行性

1.1 改造必要性

安裝在氣液分離器上積液柱上下的差壓檢測膜片檢測裝置將上下膜片檢測到的壓力信號送到差壓變送器輸出4～20mA差壓信號。該信號經(jīng)分解變成2 路4～20mA 信號，一路送到光柱顯示器另一路送到DANFOSS EKC347 進(jìn)行信號處理，再輸出4～20mA 啟動(dòng)信號給閥門(mén)定位器控制閥門(mén)開(kāi)度的大小。C01 車(chē)間使用FISHER 667 和GX 閥門(mén)，這兩種閥門(mén)有不同的控制方式，只要修改與他們對應的合適控制方式閥門(mén)就可以穩定工作，所以將液位從浮球檢測改成差壓檢測，信號輸出從控制氣改成4～20mA。其需要的零部件也是配套的，沒(méi)有特別復雜的程序也沒(méi)有需要論證的技術(shù)問(wèn)題。如圖1、圖2 所示，液位顯示采用差壓變送器輸出的信號直接光柱顯示準確直觀(guān)。

1.2 改造可行性分析

現場(chǎng)光柱液位顯示與實(shí)際液位波動(dòng)平均液位近似(解釋?zhuān)簹庖悍蛛x過(guò)程中液位會(huì )上下波動(dòng))。

 

閥門(mén)的動(dòng)作控制與液位相符合，液位高于“設定值+ 比例帶+ 死區”時(shí)閥門(mén)下行，液位低于“設定值+ 比例帶+ 死區”閥門(mén)上行，液位等于“設定值+ 比例帶+ 死區”閥門(mén)靜止。閥門(mén)的動(dòng)作幅度和時(shí)間與“比例帶+ 死區”有關(guān)，“比例帶+死區”在控制器上可調。

 

氣分的控制液位“設定值”可設置。

 

安裝在氣分上積液柱上下的差壓檢測膜片檢測裝置將上

下膜片檢測到的壓力信號送到差壓變送器輸出4～20mA 差壓信號。該信號經(jīng)分解變成2 路4～20mA 信號，一路送到光柱顯示器另一路送到DANFOSS EKC347 進(jìn)行信號處理，再輸出4～20mA 啟動(dòng)信號給閥門(mén)定位器控制閥門(mén)開(kāi)度的大小。

 

工業(yè)冷凍RF1、RF2 和RF3 系統氣液分離器磁翻板液位計FISHER 供液閥使用FISHER 667 和GX 閥門(mén)，這兩種閥門(mén)有不同的控制方式，只要修改與他們對應的合適控制方式閥門(mén)就可以穩定工作。而這種修改也是非常成熟的，只是液位從浮球檢測改成差壓檢測，信號輸出從控制氣改成4～20mA。液位顯示采用差壓變送器輸出的信號直接光柱顯示準確直觀(guān)。

 

2 技術(shù)改造

將現有的浮筒液位控制器改造成差壓液位控制器，加工與差壓傳感器法蘭相同的法蘭及接管，根據接管大小在液位采集豎管上切割相同大小的孔，安裝加工好的高低位法蘭、傳感器等。主要分為四個(gè)部分：

(1) 信號檢測單元；

(2) 控制處理單元；

(3) 驅動(dòng)單元；

(4) 光柱液位顯示裝置。

 

2.1 信號檢測單元

羅斯蒙特1199 型遠傳膜片可組裝到羅斯蒙特3051S、3051型差壓、表壓與絕壓變送器及液位變送器上。操作期間，薄的有彈性的膜片與充灌液把變送器的壓力敏感元件與過(guò)程的介質(zhì)隔離開(kāi)，毛細管的管路或直接安裝的法蘭把膜片連接到變送器。所以采用ROSEMOUNT3501 羅斯蒙特1199 型遠傳膜片系統，使用與壓力膜片法蘭對接的法蘭和墊片，與積液柱鏈接的管道(10mm) 大于現在的管道直徑(49mm)，在積液柱上開(kāi)口后焊接接管及法蘭。

 

2.2 控制處理單元

采用DANFOS 專(zhuān)用液位控制器EKC347 作為信號處理單元，EKC347 內設目標參數和PID 控制，實(shí)施檢測到的液位信號在內部處理完成后輸出控制信號4～20mA，到閥門(mén)定位器實(shí)現液位控制；EKC347 同時(shí)輸出4～20mA 信號通過(guò)屏蔽線(xiàn)傳送到FRICK Quantum LX 控制中心做實(shí)時(shí)液位顯示方便操作。

 

2.3 驅動(dòng)單元

驅動(dòng)單元是液位控制改造的核心，把現有的定位器氣源驅動(dòng)方式改造成數字式驅動(dòng)定位器(圖3)。改造時(shí)原來(lái)浮筒檢測裝置去除2500 控制器，更換為膜片是差壓檢測和傳感器；定位器的將原來(lái)的氣源驅動(dòng)更改成數字驅動(dòng)控制的定位器；電磁閥仍然使用AC220V，由機組提供控制電源來(lái)實(shí)現對供液閥的啟�？刂�。

2.4 光柱液位顯示裝置

來(lái)自信號分配器的4～20mA 的液位信號直接接入光柱液位顯示裝置顯示液位(圖4)，從EKC347 輸出的4～20mA 通過(guò)信號電纜傳送到控制中心顯示實(shí)時(shí)液位(圖5)。

 

(1) 電源供給：由AC220V /DC24V 100W 開(kāi)關(guān)電源提供差壓變送器、分配器、控制器、光柱顯示裝置和定位器電源支持。

(2) 從EKC347 輸出的4～20mA 通過(guò)信號電纜傳送到控制中心顯示實(shí)時(shí)液位。

 

調整光柱液位顯示與時(shí)間液位(液位波動(dòng)的中間值) 相當，測定液位輸出4～20mA 的值，調整顯示使4mA=0% 液位，20mA=100% 液位。

3 技術(shù)要求

設定DANFOSS EKC347 使之符合機組使用工況，調整完畢后生成設定值參數表備份。

 

使用手持器調試閥門(mén)使閥門(mén)開(kāi)度4mA=100%，20mA=0%并調試閥門(mén)使其與要求一致。

 

機組運行調試，設置DANFOSS EKC347 調整PID 使閥門(mén)的動(dòng)作與實(shí)際相協(xié)調。

 

設定控制中心使液位在“用戶(hù)自定義”界面中顯示。

 

積液柱改造工作，旁路接線(xiàn)端子25&5，回收制冷劑取下積液柱上所有部件，完成后裝回。此項不影響開(kāi)車(chē)。

 

線(xiàn)路調試工作可單好完成不影響調試工作。供液閥改造閥門(mén)會(huì )停止工作，使旁通供液需要適當降低低負荷或者另接管道。此項對負荷有影響�？刂浦行母脑祜@示不影響正常開(kāi)機。液位顯示改造對正常運行無(wú)影響。

 

4 結語(yǔ)

工業(yè)冷凍系統氣液分離器FISHER 供液閥控制改造后機組運行平穩，供液閥定位器問(wèn)題在液位控制系統改造后問(wèn)題已被根除，液位控制改造完成后控制正常效果良好。由于閥門(mén)動(dòng)作需要手動(dòng)調節無(wú)法滿(mǎn)足使用要求，改造完畢后滿(mǎn)足蒸發(fā)器自動(dòng)調節的需求，避免機組高液位停機，同時(shí)，從而使整個(gè)系統工作穩定，并消除壓縮機吸氣帶液等重大安全隱患問(wèn)題。