鍋爐排污系統(tǒng)自動(dòng)控制的應(yīng)用

溫來泉++楊蕤++魏云輝

摘 要 鍋爐排灰對(duì)鍋爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起到了重要的作用，目前多數(shù)燃油鍋爐的吹灰均由人工手動(dòng)操作，時(shí)間和排量只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制，難以達(dá)到量化排放，將排灰方式改為自動(dòng)控制可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量的自動(dòng)排灰，可有效的減少鍋爐受熱面的積灰和結(jié)焦，控制供水中的溶解固形物和懸浮物，防止因盤管結(jié)垢嚴(yán)重導(dǎo)致鍋爐故障，提高鍋爐的熱效率。‘

【關(guān)鍵詞】鍋爐吹灰 自動(dòng)控制 防止故障 提高熱效率

鍋爐是一種利用燃料等能源的熱能或工業(yè)生產(chǎn)中的余熱，將介質(zhì)加熱到一定溫度和壓力的換熱設(shè)備。但由于水質(zhì)和燃料的缺陷，長(zhǎng)期使用后，鍋爐的爐膽容易結(jié)垢，爐腔表面容易結(jié)灰，排管內(nèi)壁容易機(jī)構(gòu)和堵塞。導(dǎo)致鍋爐熱效率降低，因此，操作人員要定時(shí)、定量的對(duì)鍋爐進(jìn)行排灰、排污工作，以保證鍋爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 鍋爐熱效率低原因分析

鍋爐吹灰就是為了防止?fàn)t膽受熱面積灰采用的有效措施，鍋爐吹灰方式主要有蒸汽吹灰、水吹灰、壓縮空氣吹灰。蒸汽吹灰一般采用低溫過熱器出口的過熱蒸汽，清潔爐膛、煙道的受熱面積灰；水吹灰器一般采用鍋爐連續(xù)排灰水或生水，清潔水冷壁表面及冷灰斗斜面的積灰；壓縮空氣吹灰器則采用空壓機(jī)系統(tǒng)的壓縮空氣，清潔爐膛、煙道的受熱面積灰。

鍋爐定時(shí)排污是為了減少鍋爐盤管內(nèi)壁雜質(zhì)的沉積，增加盤管的流通面積，減少沿程壓力損失，減小供水壓力的增大。為減小盤管內(nèi)壁的結(jié)垢和堵塞，一般采用水質(zhì)軟化、化學(xué)除氧和定時(shí)排污等相關(guān)方法進(jìn)行處理，降低盤管內(nèi)壁結(jié)垢和雜質(zhì)的產(chǎn)生。當(dāng)所產(chǎn)生的雜質(zhì)達(dá)到一定程度時(shí)就需要對(duì)排管內(nèi)部進(jìn)行手動(dòng)排污。

一般地，吹灰的頻度由燃料決定，或根據(jù)空氣預(yù)熱器出口煙溫來掌握。排煙溫度升高表明對(duì)流受熱面有較多飛灰沉積，需要吹灰。排污的頻度可根據(jù)鍋爐上水壓力進(jìn)行觀察和判斷，上水壓力高則表明鍋爐盤管內(nèi)部雜質(zhì)沉積較多。鍋爐吹灰和定時(shí)排污是鍋爐正常運(yùn)行一個(gè)重要手段，直接影響鍋爐安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。合理的吹灰和排污可有效減少鍋爐受熱面的積灰和結(jié)焦以及盤管的堵塞，降低排氣溫度，防止鍋爐結(jié)垢、節(jié)約能源有著重要的作用。

渤海5號(hào)目前使用九江萊頓鍋爐有限公司生產(chǎn)的LT3鍋爐，該鍋爐于2007-3-23安裝使用，鍋爐采用蒸汽吹灰，自安裝以后，運(yùn)行基本正常。但由于長(zhǎng)期運(yùn)行，鍋爐效率明顯下降，盤管容易高溫，鍋爐進(jìn)水壓力也較高。現(xiàn)場(chǎng)分析認(rèn)為盤管有結(jié)垢現(xiàn)象，要求輪機(jī)員增加排灰次數(shù)，運(yùn)行一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)效果有所好轉(zhuǎn)。

2 鍋爐熱效率低解決方案

渤海5號(hào)設(shè)備部門綜合考慮鍋爐運(yùn)行情況，本著提高鍋爐整體性能的目的，從設(shè)備的可靠性，經(jīng)濟(jì)性，及現(xiàn)場(chǎng)布置條件，參考鍋爐使用說明書，汲取當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)，討論提出鍋爐排灰系統(tǒng)改造方案。

2.1 解決方案制定

將人工手動(dòng)排灰改為自動(dòng)排灰，自動(dòng)排灰可以定時(shí)、定量的自動(dòng)排灰，并且制定2套改造方案：

方案一：通過軟件實(shí)現(xiàn)。由于現(xiàn)用CPU224型號(hào)的可編程控制器輸出端口已全部使用，需要升級(jí)為S7-300站，增加輸入輸出模塊。鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)后，PLC內(nèi)部計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，輸出模塊給繼電器一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，繼電器吸合，電磁閥得電，按照預(yù)設(shè)工作時(shí)間，鍋爐自動(dòng)排灰30秒，排灰結(jié)束后，PLC進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期，繼續(xù)計(jì)時(shí)，循環(huán)排灰，達(dá)到預(yù)定自動(dòng)排灰目的。

方案二：通過硬件實(shí)現(xiàn)，主要采用數(shù)顯循環(huán)定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)循環(huán)功能。當(dāng)鍋爐啟動(dòng)后，投入數(shù)顯循環(huán)定時(shí)器，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，循環(huán)定時(shí)器輸出繼電器動(dòng)作，這時(shí)與常開觸電連接的蒸汽電磁閥得電，鍋爐開始自動(dòng)排灰，當(dāng)排灰30秒后，循環(huán)定時(shí)器進(jìn)入“OFF”計(jì)時(shí)段，循環(huán)定時(shí)器輸出繼電器復(fù)位，電磁閥失電，完成一次自動(dòng)排灰。當(dāng)循環(huán)定時(shí)器進(jìn)入下一次“ON”計(jì)時(shí)段時(shí)，鍋爐繼續(xù)排灰，鍋爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排灰功能。

綜合考慮兩種方案，平臺(tái)決定采用第二種方案，通過硬件實(shí)現(xiàn)。這樣鍋爐控制系統(tǒng)改動(dòng)較小，也不需要升級(jí)S7-224站為S7-300站，節(jié)約費(fèi)用，一個(gè)數(shù)顯循環(huán)定時(shí)器市值僅為500元左右。

2.2 改造所需材料

技改所需材料為：

ECY-R4-S數(shù)顯循環(huán)定時(shí)器1個(gè)（南京英雷科電子技術(shù)有限公司）；

1-1/2〞蒸汽電磁閥1個(gè)；

1-1/2〞蒸汽截止閥1個(gè)；

XB2BD21C轉(zhuǎn)換開關(guān)1個(gè)；

LA126B按鈕開關(guān)1個(gè)；

1-1/2〞鋼管1.5m，1-1/2〞三通2個(gè)，1-1/2〞彎頭2個(gè)；

ECY-R4-S數(shù)顯循環(huán)定時(shí)器（圖1）接線端子說明：

1、4接線端子接LA126B按鈕開關(guān)常開觸點(diǎn)，定時(shí)器復(fù)位；

2、3接線端子接XB2BD21C轉(zhuǎn)換開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排灰系統(tǒng)啟停功能；

5、6接線端子接1-1/2〞蒸汽電磁閥；

8、9接線端子接220V交流電源；

2.3 鍋爐自動(dòng)排灰管線連接

鍋爐自動(dòng)排灰蒸汽管線連接圖。

采用圖2所示管路連接后，截止閥1為總閥，截止閥2為手動(dòng)排灰閥，電磁閥3為自動(dòng)排灰閥。當(dāng)需要手動(dòng)排灰時(shí)，操作者可以打開閥1、2，進(jìn)行手動(dòng)排灰，當(dāng)需要自動(dòng)排灰時(shí)，打開閥1，啟動(dòng)自動(dòng)排灰系統(tǒng)，即可進(jìn)行自動(dòng)排灰。當(dāng)自動(dòng)排灰電磁閥需要保養(yǎng)修理時(shí)，可以關(guān)閉閥1，完成對(duì)電磁閥3的檢修。

3 結(jié)束語

渤海5號(hào)鍋爐運(yùn)行時(shí)一般燃燒率較高，在此狀態(tài)下排灰，可以保證鍋爐正常運(yùn)行。排灰系統(tǒng)改造后，操作者只要在每次啟動(dòng)鍋爐后，轉(zhuǎn)動(dòng)自動(dòng)排灰系統(tǒng)啟動(dòng)開關(guān)，鍋爐自動(dòng)排灰系統(tǒng)就投入使用，當(dāng)操作者需要調(diào)整排灰時(shí)間和周期時(shí)，可以通過設(shè)置循環(huán)定時(shí)器“ON”時(shí)間段，設(shè)置排灰時(shí)間，設(shè)置“OFF”時(shí)間段，設(shè)置排灰周期，當(dāng)按下復(fù)位按鈕時(shí)，定時(shí)器清零，系統(tǒng)重新開始計(jì)時(shí)。

鍋爐排灰系統(tǒng)改造方法簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全，投資小，改造后可提高排灰效果，進(jìn)而減少燃料消耗，降低設(shè)備故障率，提高鍋爐熱效率，效果明顯，可以進(jìn)一步提升設(shè)備性能。

作者單位

中海油田服務(wù)股份有限公司鉆井事業(yè)部 天津市 300451