鍋爐貯水池新型水位自動控制裝置的研發(fā)

羅賢信　劉寶華　韓金文

摘要：廣豐卷煙廠動力車間鍋爐冷凝水水池水位控制，打破常規(guī)、大膽創(chuàng)新、優(yōu)化設(shè)計，通過機械傳遞水位信號的方式代替電控水位信號采集，從而把電控水位信號采集系統(tǒng)由水中轉(zhuǎn)移到陸上，大大提高了水位控制裝置的控制精度和使用壽命，確保了鍋爐的運行安全，降低了工人的勞動強度，節(jié)約了使用成本。

關(guān)鍵詞：耐高溫；防腐蝕；光電開關(guān)；導(dǎo)軌；導(dǎo)桿；浮球；電磁閥

一、技術(shù)背景

在卷煙行業(yè)對容器中的液位控制常用方式有二種，一種為機械式浮球閥，是通過漂浮在液面上的浮球與連桿機構(gòu)相連，當液位發(fā)生變化時，浮球上下運動帶動連桿機構(gòu)產(chǎn)生位移，直接用來驅(qū)動閥門動作，關(guān)閉或者開啟進液位口，調(diào)節(jié)液位；另一種是浮球液位開關(guān)，是通過磁性浮子隨液位升或降，使傳感器檢測管內(nèi)設(shè)定位置的干簧管芯片動作，發(fā)出接點開（關(guān)）轉(zhuǎn)換信號控制給液電磁閥啟閉，調(diào)節(jié)液位。

二、原因分析

動力車間鍋爐蒸汽冷凝水回水池采用機械式浮球閥進行水位控制（見圖3），由于長期浸在水中，容易被腐蝕，加上活塞與出水口容易磨損，穩(wěn)定性差，經(jīng)常引起水池水位失控，不但浪費大，還影響現(xiàn)場環(huán)境，過低引起泵吸空，無法正常供水，易造成鍋爐缺水爆炸等安全隱患。而市場上現(xiàn)有的幾種液位控制器均不適合在高溫、易腐蝕的環(huán)境中使用，且測量范圍都不適用于鍋爐冷凝水水位控制。

三、解決措施

針對鍋爐冷凝水水池水溫高、易腐蝕、測量范圍大的問題，我們采取重新研制一種全新的水位控制裝置，通過浮球、導(dǎo)軌、導(dǎo)桿、限位塊把水位變化信息實時傳遞到光電限位開關(guān)，再通過光電開關(guān)的通斷把水位信號傳遞給水源控制電磁閥，以達到對水位的精確控制，從而徹底解決存在問題。

（1）選擇光電限位開關(guān)。

光電限位開關(guān)應(yīng)滿足的條件：檢測距離在20mm～1000mm之間、成本在130元以下，安裝容易，受蒸汽影響小，對光線較暗的環(huán)境適應(yīng)性好，對鋼材感應(yīng)靈敏。通過對比分析：選擇對射型光電開關(guān)完全滿足條件。

對射型光電開關(guān)特點：光電開關(guān)多是利用紅外光來進行檢查。近的可以檢查0.1毫米，遠的可以到10M。光電傳感器壽命是有發(fā)光二極管和受光二極管決定的，他們的壽命是70000小時，約8年。

（2）設(shè)計制作限位塊。

因光電對射開關(guān)2米處光斑的直徑約2mm，導(dǎo)軌表面離光電開關(guān)的光柱距離為20mm，限位塊前后擺動10mm，左右擺動20mm，故把限位塊的尺寸確定為：長*寬*厚為50*20*5mm，且考慮到經(jīng)濟、耐高溫等因素，選用45號鋼材。選用45號鋼材制作50*20*5mm的限位塊（見圖1）：

（3）設(shè)計制作導(dǎo)軌導(dǎo)桿。

根據(jù)水池高度為2.48米，因此我們選用導(dǎo)桿長度為2.48米，選用Φ8×1不銹鋼管，重量為1.5公斤；根據(jù)導(dǎo)軌的尺寸制作合適的導(dǎo)軌。

（4）設(shè)計制作浮球。

因此選用Φ350mm浮球可以保證導(dǎo)桿上浮。浮球見圖2：

導(dǎo)軌、導(dǎo)桿、浮球組合圖（見圖3）

（5）選擇電磁閥。

電磁閥選用RPT-16A型，此閥的特點是閥門的反應(yīng)時間<10ms，使用電壓220V，無需改動，裝上即可使用，工作量≤1天。通過鋼制閥芯啟閉閥。價格適中，閥部件日常以清洗為主，方便保養(yǎng)。使用壽命為啟閉200萬次。

（6）設(shè)計水位控制電控圖。

在導(dǎo)軌上根據(jù)水位控制范圍分別設(shè)置上、下光電開關(guān)、報警光電開關(guān)，通過光電開關(guān)輸出信號控制補水電磁閥及鍋爐給水泵。水位控制電控圖。

四、結(jié)語

（1）通過新型液位控制裝置的研制，為鍋爐軟化水兼蒸汽冷凝水回收水池提供了穩(wěn)定的控制裝置，避免了水池水位經(jīng)常失控造成的浪費，消除了鍋爐缺水爆炸的隱患，減輕工人勞動強度。

（2）本裝置已獲得專利授權(quán)，專利號：201520627128.3

參考文獻：

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[2]孫志禮，冷興聚，魏嚴剛，等.機械設(shè)計.沈陽：東北大學(xué)出版社，2000.

[3]劉鴻文.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，1991.

作者簡介：羅賢信（1973-），男，江西上饒人，本科，助理工程師，技師，現(xiàn)任廣豐卷煙廠動力車間副主任；劉寶華（1979-），男，江西上饒人，本科，助理工程師，現(xiàn)任廣豐卷煙廠動力車間安全管理員；韓金文（1976-），男，江西上饒人，大專，現(xiàn)任廣豐卷煙廠動力車間班長。