CB鍋爐啟動控制方式改進

于延茹 席驗兵

摘 要：美國原裝進口CB蒸汽鍋爐運行已十余年，單臺額定產汽量為10噸/小時，由于早期的技術水平限制和長期運行，其控制方式已經嚴重滯后，控制電氣元件進入老化期。在鍋爐運行過程中經常出現：缺水誤報警，無火焰檢測，燃氣壓力報警等一系列控制問題。CB鍋爐的控制系統是原裝進口，其控制元件采用美國標準，其電氣結構特殊，在國內同類產品很少，無法滿足設備的備件及互換性，給鍋爐的安全運行造成極大安全隱患。針對該問題，結合設備運行實際情況，成立維修電氣攻關小組，經過長期觀察及論證，查閱大量鍋爐技術圖紙，深入了解原來鍋爐的控制原理和工藝，對鍋爐控制進行升級改造，消除設備運行隱患，保持設備穩定運行。

關鍵詞：CB鍋爐? PLC? 模擬量? Winccflexible畫面編程 觸摸屏

一 、工作原理及存在問題

1、CB鍋爐的控制系統是原裝進口，其控制元件采用美國標準，其電器結構特殊。在國內同類產品很少，無法滿足設備的備件及互換性。同時CB在中國的市場業務日益下滑，其獨家壟斷的配件及技術支持很難得到保證，采購和咨詢支持渠道相當曲折，造成采購周期長，正常能夠供應的原裝備件，周期也要長達6個月以上無法保證應急配件更換需要，且采購備件費用較大，曾咨詢，僅鍋爐燃燒系統核心控制器備件費用高達四十多萬元，目前，該控制器已停產，這些因素嚴重影響到日后設備的穩定運行和維護成本。

2、原CB鍋爐核心部件—燃燒控制器，屬于2004年代設計的產品，目前其技術嚴重落伍，并且處于老化期。在鍋爐運行過程中多次出現水位檢測故障，直接導致鍋爐停機，無法保障蒸汽壓力穩定輸出，嚴重影響蒸汽的正常保供，且存在嚴重的安全隱患。

3、鍋爐誤報警，增大維修故障排查難度。初期維修人員曾多次排查檢查鍋爐液位系統，火焰探測系統，費時費力，還增加無效備件費用。CB鍋爐燃燒器有專利技術保護，端口不開放，無法修改內部參數，更換維修極其困難。

4、由于早期的技術限制，其控制系統沒有設計人機界（HMI）面顯示，無法在現場觀察鍋爐運行情況及故障記錄查詢等。

5、鍋爐引風機為15KW電機，控制系統仍然采用老式的接觸器控制。在鍋爐啟動運行時，電流過大，經常造成接觸器燒壞，更換頻繁。接觸器啟動方式，也影響電機的運行壽命，增大維護成本。最為關鍵的是一旦風機出現故障，將導致鍋爐燃燒系統風氣比發生變化，會造成鍋爐燃燒不充分，出現爆燃，造成安全事故。

二 、改進方案及措施

（一）成立維修電工攻關小組，明確成員分工，項目前期查閱了大量鍋爐圖紙工作，深入了解原來鍋爐的控制原理和工藝。根據原工藝流程為：吹掃五分鐘，點火燃氣閥打開，小火，檢測到火焰信號，主燃氣閥打開，大火。以原有的工藝流程為基礎，對鍋爐控制進行升級改造。

關鍵技術難點：

1、熟練掌握鍋爐原有的運行工藝、電氣圖紙及PLC編程。

2、Winccflexible畫面編程及觸摸屏與西門子S7-200的聯機控制。

3、鍋爐控制系統為英文說明書，增加了掌握難度。需要對全英文的圖紙翻譯，并對照控制器接線，查清每個回路控制功能及關聯關系，才能重新編寫并開發新的控制器鍋爐控制程序。

4、與原有的信號線，控制線匹配確認工作量比較大。

（二）攻關小組借鑒學習了先進鍋爐的控制系統，決定采用基于PLC控制的鍋爐系統，以觸摸屏為本地控制，西門子PLC替換CB鍋爐燃燒控制器，同時作為遠程I/O站，與主站PLC通訊，再將數據傳送至服務器，通過修改部分IFIX畫面，達到上位機遠程監控。

三、改進效果

項目改進完成后，經過跟蹤運行，基于PLC控制的鍋爐系統，與主站系統形成了完美組合，完全達到了預期要求。

1、改變了原有引風機的啟動方式，采用軟啟動器啟動，啟動電流明顯降低，實現了平穩啟動，對電網沖擊影響減小，提高供電可靠性。 采用軟停車方式減少對機械的沖擊，延長電機及其相關設備的使用壽命， 關鍵是風機運行更加穩定，確保鍋爐風與氣的比例穩定，鍋爐安全運行，燃燒更加穩定，達到了節能降耗的目的。

2、改變了呆板老舊的控制面板，新的人機界面中增加了多種自動化元素。例如主畫面顯示鍋爐的運行狀態，在觸摸屏上設置系統參數，給水泵的手/自動操作，故障記錄查詢等。

控制器檢測的報警有如下幾種：

增加了現場人機界面，直觀形象的觀察鍋爐運行情況，出現故障時維修人員能迅速排除，避免了誤報警，增大了鍋爐安全運行的可靠性。

3、降低管理人員和操作人員為保障生產在鍋爐房生產保障方面投入的大量精力，在保障生產前提下，

4、降本增效，減少稀有配件采購及高額備件開支費用，以CB鍋爐燃燒器為例，兩臺鍋爐備件就節約近80萬元左右，采用市場占有率高的設備，方便鍋爐備件購買，便于以后維修管理。

5、項目獨自創新完成，節約費用投資。如果進行委外改造，增大成本將近二十萬元。

本項目從節約備件及人力費用上節約資金將近一百萬元，具有很高的經濟效益。

四? 推廣應用

這次CB鍋爐啟動控制方式改進，為鍋爐智能控制提供了新的思路。在保障正常生產的條件下，降低備件采購難度，采用市場率占有高的產品，降低了生產成本。

該項目主要運用的技術，是西門子S7-200與觸摸屏的聯機控制。該組合控制功能全面，應用靈活，在控制系統特別是小型控制系統中應用廣泛。同時在現場顯示，功能操作等人機界面功能實現上，觸摸屏具有整合度高，成本低，安全可靠，響應迅速，可適用于各類惡劣環境等優點，在小型系統中完全可以滿足對HMI的功能需求。

該聯機控制技術可以推廣到普通開關量控制的鍋爐系統，單片機控制的鍋爐系統，或者其他任何小型復雜的控制領域。