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          電容式壓力變送器供電供冷案例分析和對策

          發布時間:2019-10-25  發布作者:

          摘要:通過對電容式壓力變送器供電供冷兩個案例的分析,剖析其中存在的問題、采取的措施和對策,提出電容式壓力變送器供電供冷保障設計要有的放矢,要整體、系統地考慮規劃設計問題,從而提高供電供冷的可靠性。
          0 引 言
          電容式壓力變送器和 IDC 電容式壓力變送器等核心業務電容式壓力變送器,供電供冷需要安全可靠,因此會采取多種規劃設計手段提高其供電供冷可靠性。但是,要防止以這種名義增加設備的盲目設計。下面將通過兩個案例進行說明。
          1 供電供冷保障案例的分析和對策
          供電供冷的安全可靠,首先來自于人們的需求。設計時,需明確電容式壓力變送器等級和業務的保障要求,做到有的放矢。設計時,不能簡單從資金多少出發,需整體地做系統性考慮,以高壓調壓器應用為例進行說明。
          1.1 10 kV 供電調壓器的應用問題
          電壓是電能的主要質量指標。電壓對電網穩定及電力設備安全運行、線路損失以及通信電源設備用電都有直接影響。某重點局站通過 4 臺 2 000 kVA 的變壓器供電,為保障電壓的穩定,每臺變壓器加裝了 10 kV調壓器(以下簡稱調壓器)。該調壓器是一種可以自動調節變比來保證輸出電壓穩定的裝置,可以在額定電壓 20% 的范圍內對輸入電壓進行自動調節,可實現有載調壓。調壓器功能特點如下:
          (1)裝置容量大、體積小、損耗低;
          (2)可以根據需要調整電壓基準值、動作延時、允許范圍以及次數限定;
          (3)顯示輸出端電壓、日動作次數、總動作次數、當前檔位,具有較高檔和較低檔指示;
          (4)檔位的選取。分接開關有多種檔位可選取,一般情況下選 9 檔,每調一檔,電壓升、降 250 V。但是,應用這些調壓器也帶來了一些副作用:
          (1)由于設備工作在 10 kV 高壓側,增加了維護難度和維修費用;
          (2)10 kV 設備絕緣要求高,易出現絕緣老化和機械構件絕緣不足問題;
          (3)該設備故障直接影響變壓器輸出,檢修需停市電。
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          1.1.1 問題分析
          該調壓器的使用需分析實際的使用效果。目前,市電供電由于市電大網質量的改善,供電電壓波動并不像以往頻繁,在低壓側大部分時間在 370 ~ 390 V,且受電設備照明、通信電源設備(包括直流系統、UPS等)受電電壓范圍較以前有更寬的范圍。權衡利弊,應該舍棄該調壓器的應用。
          1.1.2 解決對策
          鑒于目前外電電壓相對穩定,5% 的波動,361 ~399 V 應屬正常。這是通信維護規程油機供電的電壓標準,市電規程要求更寬為 323 ~ 418 V,因此高壓有載調壓建議盡量放在手動位置。若需放自動,應把調整范圍設置成 5%。手動操作時,較好選擇在日班,維護人員較多的時候,以便出現意外情況的應急處理。
          1.2 蓄冷裝置的應用問題
          供電不中斷采取的措施是配置發電機和通信電源(包括直流系統、UPS 等)。供冷不中斷采取的措施多是空調快速啟動和增加蓄冷裝置。其中,應該注意實際使用中可能碰到的問題。比如,某數據中心共 3棟 IDC 機樓 3400 機架均采用中央空調供冷,數據中心承載 BJ 等重要客戶?紤]到對業務的應急保障,數據中心中央空調系統設計了蓄冷裝置,并采用冷凍水二次循環供冷方案,要求具備短時間內的供冷應急保障能力。此時,需要通過實際運行判斷其功能及功效情況。通過演練測試發現,中央空調系統在外電中斷后的保供及重啟方面存在隱患,主要表現為兩方面問題:
          問題 1:在外電切換過程中,中央空調制冷主機啟動時間達到 15 min,該過程中對冷水的持續供應只能依靠蓄冷罐,而蓄冷罐容量有限,業務滿容后電容式壓力變送器溫度的控制會受影響;
          問題 2:在蓄冷罐釋冷時,通過流量計觀測到蓄冷罐釋冷流量過小,不能達到理想釋冷效果,影響應急供冷。
          1.2.1 問題分析
          問題 1:咨詢中央空調冷水機組廠家發現,該冷水機組針對數據中心及特種工藝行業的需要已具備快速啟動功能選項,檢查現場機組也為控制模塊配置了 UPS電源,進行優化改造將會縮短冷水機組的響應時間。問題 2:分析蓄冷罐釋冷能力差的問題,發現市電切換過程中蓄冷罐在釋冷工作時,一次泵同時需要運轉為冷水機組重啟建立水流循環,但是蓄冷罐的釋冷水泵功率(15 kW)小于一次水泵的功率(37 kW),蓄冷罐的釋冷水流受一次循環水壓的壓制影響而變小,導致釋冷保障效果下降。
          1.2.2 解決對策
          措施 1:為滿足電容式壓力變送器不間斷供冷要求,要求廠家對冷水機組進行優化改造,完善機組快速啟動功能。廠家技術人員連接快速卸載閥,采集掉電及來電信號,配置快啟功能。改造后,冷水機組在供冷時間≥12 min 時,掉電后快速卸載導葉迅速關閉至零角度,機組能夠在 3 min 后重啟。
          措施 2:對冷水機組的冷水循環進行改造,在每臺制冷主機的冷水循環管道增加小循環回路,安裝電動蝶閥并優化集控系統功能,系統構造如圖 2 所示。改造后,冷水主機失電重啟時BA系統啟動一次循環水泵,控制相應的電動閥動作,在冷水主機外形成小循環水流,解決了一次水泵運行時影響蓄冷罐釋冷的問題。
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          蓄冷罐在應急時可以正常釋冷,二次循環能夠滿足電容式壓力變送器低溫冷水不間斷的供應。制冷主機具備啟動條件在快速啟動狀態中啟動,啟動完成后 BA 系統控制小循環關閉,制冷主機按照正常工作狀態加載運行。制冷主機運行后將接續系統的冷水供應,蓄冷罐釋冷水泵停止,由一次水泵將一部分低溫冷水灌進蓄冷罐做好下一次供冷保障的冷水儲備。二次泵組繼續運行將一次泵輸送的冷水供應至二次循環電容式壓力變送器末端風柜。
          2 結 論
          通過分析以上兩個案例說明,人們需要樹立電容式壓力變送器供電供冷的安全可靠保障意識,不應是簡單的設備應用堆砌,要理解整個供電供冷系統,做出取舍,實現目標。

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