電廠鍋爐給水加氨系統自動的必要性及措施

張敬花

(邯鋼集團邯寶能源中心,河北邯鄲 056000)

電廠鍋爐給水加氨系統自動的必要性及措施

張敬花

(邯鋼集團邯寶能源中心,河北邯鄲 056000)

介紹加氨系統自動的必要性及方法。

電廠鍋爐 給水加氨 PH值 自動控制

在電廠鍋爐給水系統中，嚴格準確地控制給水pH值，可以有效防止給水管路的腐蝕和金屬表面保護膜的破壞。因此提高給水品質，使機組在最佳水汽品質下運行，采用更先進、可靠的加氨自動控制裝置是十分必要的。

1 目前加氨系統的基本配置：(如圖1)

2 氨液配制

(1)開溶氨罐液位計上下閥，關閉底部排液閥；(2)開溶氨罐進二級脫鹽水閥，向溶氨罐內加水至2/3；(3)開溶氨罐進液氨閥，緩慢開啟液氨瓶角閥，向罐內依次加入適量的液氨，爾后關閉液氨瓶角閥、進溶氨罐閥，配置氨液濃度為1%。

3 加氨運行

(1)開啟溶氨罐底部出口閥，運行除氧器出口管線注氨閥。(2)開除氧器出口在線pH儀取樣閥。(3)啟動加氨泵，調節加氨泵轉速、控制出口pH值8.8一9.2。

4 系統運行中存在的問題

采樣由人工到現場進行采集、按照化驗后所得數據做出反饋，由于采樣化驗分析時間的滯后，加之外界流量的變化導致反饋的滯后。因此不能連續、準確、及時調整給水水質指標。由于給水系統中氨存在時，它可以和Cu2+、Zn2+形成銅氨絡離子和鋅氨絡離子，會使原來不溶于水的Cu(OH)2、Zn(OH)2保護膜轉變成易溶于水的絡離子，破壞了它們的保護作用，使銅和鋅遭受腐蝕。控制室只能對控制系統的參數進行監視而不參與控制，必須到現場進行操作，操作人員勞動強度大且安全性低。因而，實現鍋爐給水加氨運行監督的自動化，是十分必要的。

圖1

圖2

5 自動加氨系統

5.1 基本原理

溶液導電是依靠離子在電場作用下定向遷移實現。將被測溶液看作一個導體，電極兩端加一定的交流電壓，產生的電流信號經放大處理，得到測量溶液的電導率。電導率是通過測量溶液阻抗，再轉換為電流信號而得到的，基本不受純水靜電荷的影響，測量準確率大大提高。

25 ℃給水氫電導率 ≦0。3μs/cm，水中雜質對電導率的影響非常小。給水加氨后，氨氣溶于水成為弱堿性溶液，增強了溶液的導電能力，使給水電導率示值增大十倍甚至幾十倍。因此給水電導率大小主要取決于水中氨的濃度。在25℃以下水中氨濃度與pH值和電導率之間存在確定的關系。根據給水電導率與pH值的關系，可以通過測量電導率計算出pH值。如表1所示：

5.2 系統組成

由于氨濃度與電導率基本成線性關系。因此通過調節水的電導率來控制加氨量。加氨自動調節系統采用電導率表對給水進行采樣，通過智能調節儀控制變頻器的輸出頻率，從而自動調節加氨泵的轉速，以調節加藥量，使給水電導率值(pH值)控制在一定范圍內。通過智能調節儀的串行通訊接與上位機構成完整的集散系統。使給水(補給水)系統的含藥量一直穩定地保持在最佳值，從而提高了鍋爐系統安全經濟運行水平，延長了熱力設備的使用壽命。

組成部分主要包括：

(1)ACS600系列變頻器；ACS600系列變頻器是采用直接轉矩控制技術結合諸多先進的生產制造工藝推出的高性能變頻器。它具有很寬的功率范圍，優良的速度控制和轉矩控制特性。完整的保護功能以及靈活的編程能力。因而，它能夠滿足絕大多數的工業現場應用。(2)檢測儀表；DDS-11C型數字電導率儀為現場使用的數字顯示電導率儀。測量液體的電導率和電阻率，采用液晶數字顯示。它具有測量范圍大，誤差小，穩定性好，溫度補償范圍廣等特性：(3)DPI智能調節儀；在自動調節系統中，氨含量(測量水的電導率信號)轉換成4～20mA(或0～20mA)的標準信號，用此信號與系統要求的氨含量進行比較，根據兩者的差值，通過PID運算后由調節儀輸出4～20mA(或0～20mA)的控制信號到變頻器，控制加氨泵的轉速，從而維持氨含量為給定值，控制給水的pH值，從而達到預期的控制目的。控制系統的方框圖如圖2所示。(4)調節器參數整定；根據氨含量與pH值和電導率的關系，調節作用應選擇反作用，即電導率低于給定值，要增加調節器的輸出，使變頻器的輸出頻率升高。反之，作用過程相反。(5)PID參數的整定；在系統調試過程中，觀察特性記錄曲線來調整參數。在系統投運時，開始用比例作用，使積分時間Ti=∞，微分時間Td=0。可選取比例帶δ=50%，如果特性曲線振蕩過強，則比例帶過小，應加大些；如果調節過程過于緩慢，余差過大，則表示比例帶過大。這樣逐步調整，直到衰減率合乎要求為止。再加入積分作用，這時候比例帶增大，如發現余差消除很慢，調節過程過于緩慢，則應加強積分作用，把積分時間縮短；如果被調量振蕩很厲害，則應減弱積分作用，即把積分時間加大。若品質指標還達不到預定的要求，則可加入微分作用，這時可將比例帶恢復到原來數值，然后逐漸增加微分作用，直到得到較好的調節過程。

6 結語

實現加氨自動控制，徹底改變了以前人工加藥不準帶來的設備損害、能源浪費且對于節省人力、降低消耗、確保爐水安全、保證水質的穩定性，均產生良好的經濟和社會效益。

[1]李培元.火力發電廠水處理及水質控制[M].北京：中國電力出版社,2000.

[2]錢達中 主編.發電廠水處理工程[M].武漢：武漢水力電力大學出版社,1998.

[3]薛鳳蓮.自動加氨技術的研究與合同應用[J].東北電力技術,2004(8)：27-29.